CN209189501U - 一种用于污染场地修复的生物通风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于污染场地修复的生物通风系统，其设置于待修复污染场地，包括气液分离装置、注气装置、抽提装置、气体处理单元、液体处理单元和延伸至污染土壤中的管井，管井的上端与管线密封连接，其下端密闭，管井的井壁上成型有多个通孔，管井中设置一总管，注气装置和抽提装置通过注气管路和抽提管路分别与总管连接；气液分离装置与抽提管路连接，气液分离装置的液体出口与液体处理单元连接；抽提装置的进风口与气液分离装置的出风口连接，抽提装置的出风口与气体处理单元连接。本实用新型中的管井既作为注气井又作为抽提井，具有双重功能，减少井的数量，增加微生物与空气的接触时间和接触面积，提高了微生物对污染物的降解效率，成本大大降低，且可达到较高的效能。

Description

一种用于污染场地修复的生物通风系统

技术领域

本实用新型涉及污染场地修复技术领域，具体涉及一种用于污染场地修复的生物通风系统。

背景技术

各类有毒有害化学品的使用和管理不当，固体废物向土壤表面堆放和倾倒，有害废水向土壤中渗透，汽车排放的废气、大气中的有害气体及飘尘随雨水沉降在土壤中，大量化学肥料及农药散落到环境中，导致土壤遭受污染的机会越来越多，其程度也越来越严重，污染面积不断扩大，严重威胁了生态环境和人类健康。

对于已经污染的土壤，如果靠其自身的净化和修复，需要几十年甚至上百年的时间，因此，采用工程技术手段修复是最为快速、彻底、稳定的措施。其中生物通风技术是通过向土壤中供给空气或氧气，依靠微生物的好氧活动，促进污染物降解；同时利用土壤中的压力梯度促使挥发性有机物及降解产物流向抽气井，被抽提收集后处理，从而达到污染土壤治理的目的。现有的对污染土壤进行治理的生物通风系统处理效率低，仅仅实现注气井或抽提井的单一功能，所有的注气井注气后依靠压力梯度流向另一抽提井中，再经抽提井对降解产物抽提收集后进行处理，整个处理费用和成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有对有机污染场地进行生物通风系统时存在单一注气和抽提效能差、成本高的技术问题，为此，本实用新型提供了一种用于污染场地修复的生物通风系统。

所采用如下技术方案：

一种用于污染场地修复的生物通风系统，其设置于待修复污染场地，包括气液分离装置、注气装置、抽提装置、气体处理单元、液体处理单元和延伸至污染土壤中的管井，所述管井的上端与管线密封连接，其下端密闭，所述管井的井壁上成型有多个通孔，所述管井中设置一总管，所述注气装置和抽提装置通过注气管路和抽提管路分别与所述总管连接；所述气液分离装置与所述抽提管路连接，所述气液分离装置的液体出口与所述液体处理单元连接；所述抽提装置的进风口与所述气液分离装置的出风口连接，所述抽提装置的出风口与所述气体处理单元连接。

进一步地，所述系统还包括一控制装置，所述注气管路和抽提管路上分别设置一注气阀门和抽提阀门，所述控制装置分别与所述的注气装置和抽提装置形成控制连接，所述的注气阀门和抽提阀门用于切换所述注气装置和抽提装置的注气和抽提动作。

所述抽提管路上设有取样口，用于测取土壤中污染物浓度及含氧量指标。

进一步地，所述气液分离装置中还设有与所述控制装置电性连接的防爆预警器，用于检测所述气液分离装置中的污染物浓度；当所测污染物浓度超过所设定的阈值时，所述防爆预警器向外发出预警，并通过所述控制装置控制所述抽提装置和注气装置执行启闭动作。

所述气液分离装置中还设有液位控制器和与其液体出口相连接的抽水泵，所述控制装置分别与所述的抽水泵和液位控制器电性连接，所述液位控制器用于检测所述气液分离装置中的液面高度，根据所述液位控制器检测的液位高度，自动控制所述抽水泵的启闭动作。

为了及时解除报警，所述抽提管路上还设有与大气连通的通气管，所述通气管上设置一进气阀门，当所述气液分离装置中的污染物浓度大于所设定阈值时，通过开启所述进气阀门使空气进入所述气液分离装置中。

所述注气阀门、抽提阀门和进气阀门均为电动阀门或气动阀门，且分别与所述控制装置连接，用于自动控制各个阀门的启闭。

最优选选的，在待修复污染场地上分布有多个所述的管井，每一所述管井的总管上分别连接一注气管路和一抽提管路，且在每一所述注气管路和抽提管路上分别设置一注气阀门和一抽提阀门，多个所述注气管路分别与一注气总管连接，所述注气总管的进气端与所述注气装置连接；多个所述抽提管路分别与一抽提总管连接，所述气液分离装置与所述抽提总管连接，所述控制装置分别与各个所述注气阀门和抽提阀门电动或气动控制连接。

所述控制装置控制所有所述管井的同步注气与抽提动作，或者控制一部分所述管井的注气与抽提动作，同时控制另一部分所述管井的抽提与注气动作。

所述注气装置和抽提装置均为风机。

本实用新型技术方案具有如下优点：

A.本实用新型所提供的生物通风系统，通过风机等注气装置将空气通过管井注入到污染土壤中，然后依靠本地好氧微生物的有氧呼吸分解有机污染物，从而促进污染物降解，停止向管井中注气后，利用土壤中的压力梯度促使挥发性有机物及降解产物流向管井，通过抽提装置将挥发性有机物和降解产物通过总管、抽提管路抽提上来进一步处理，通过气液分离装置将气体与液体分离后再进行分别处理。本实用新型中的管井既作为注气井又作为抽提井，具有双重功能，从而可以减少井的数量，增加微生物与空气的接触时间和接触面积，提高了微生物对污染物的降解效率。同时可以使管井周围的污染土壤中的挥发性有机物和降解产物进入到管井中，依靠抽提装置抽出处理，成本大大降低，且可达到较高的效能。

B.本实用新型中设置了用于自动控制各个阀门的控制装置，通过设定控制程序自动控制运行，所有仪表的数值、装置的运行状态均可通过PLC的电子屏幕进行查看及控制。当土壤中的氧含量上升到系统预先设定好的阈值时，自动控制装置将关闭系统，系统停止运行；当土壤中的氧含量下降到系统预先设定的阈值时，控制装置自动打开预先编程设定好的注气阀门与抽提阀门进行运行，实现注气与抽提的反复交换，修复区域内的管井通过抽气、注气循环使用，对于地下情况不均一的污染场地具有更高的去除效果。

C.本实用新型操作简便，设备集约化和自动化程度高，运行期间人工耗费少，处理效果好，适用性较强，根据污染场地的复杂程度，可在此基础上增加其它装置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的污染场地修复的生物通风系统结构图示；

图2为本实用新型所提供的多个管井所形成的通风系统结构简图。

附图标记说明：

1-气液分离装置； 2-注气装置； 3-抽提装置； 4-气体处理单元；

5-液体处理单元； 6-管井； 7-总管； 8-注气管路；

9-抽提管路； 10-控制装置； 20-注气阀门； 30-抽提阀门；

40-防爆预警器； 50-液位控制器； 60-抽水泵； 70-通气管；

80-进气阀门； 90-注气总管； 100-抽提总管； 110-储罐。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种用于污染场地修复的生物通风系统，其设置于待修复污染场地，包括气液分离装置1、注气装置2、抽提装置3、气体处理单元4、液体处理单元5和延伸至污染土壤中的管井6，管井6的上端与管线密封连接，其下端密闭，在管井6的井壁上成型有多个通孔，此通孔可以为条形缝或微孔结构，仅供液体和气体通过，阻挡土壤进入管井6中，在管井6中设置一总管7，注气装置2和抽提装置3通过注气管路8和抽提管路9分别与总管7连接；气液分离装置1与抽提管路9连接，气液分离装置1的液体出口与液体处理单元5连接；抽提装置3的进风口与气液分离装置1的出风口连接，抽提装置3的出风口与气体处理单元4连接。这里的气液分离装置1为现有技术，可以在市场上购得；同时抽提装置3和注气装置2为风机，将管井6打入污染的土层中。其中的抽提装置3和注气装置2始终处于其中一个在工作，另一个装置处于停止的状态，实现抽提装置3与注气装置2的交替工作；本实用新型中的管井6既起到注气井作用，也起到抽提井的作用，大大提高了管井6的使用效率，使其效能发挥到最佳。被抽提出来的挥发性有机物及降解产物进入气液分离装置1进行气体和液体的分离，其中的气体进入气体处理单元进行处理，达标后排出，液体进入液体处理单元5进行处理，达标后进入储罐110中。

本实用新型所提供的生物通风系统，通过风机等注气装置将空气通过管井注入到污染土壤中，然后依靠本地好氧微生物的有氧呼吸分解有机污染物，从而促进污染物降解，停止向管井中注气后，利用土壤中的压力梯度促使挥发性有机物及降解产物流向管井，通过抽提装置将挥发性有机物和降解产物通过总管、抽提管路抽提上来进一步处理，通过气液分离装置将气体与液体分离后再进行分别处理。本实用新型中的管井既作为注气井又作为抽提井，具有双重功能，从而可以减少井的数量，增加微生物与空气的接触时间和接触面积，提高了微生物对污染物的降解效率。同时可以使管井周围的污染土壤中的挥发性有机物和降解产物进入到管井中，依靠抽提装置抽出处理，成本大大降低，且可达到较高的效能。

本实用新型还在系统中设置了一控制装置10，注气管路8和抽提管路9上分别设置一注气阀门20和抽提阀门30，控制装置10分别与注气装置2和抽提装置3形成控制连接，注气阀门20和抽提阀门30用于切换注气装置2和抽提装置3的注气和抽提动作。即，当开启注气阀门20，关闭抽提阀门30时，抽提装置3停止工作，此时的注气装置2进入工作状态；反之，当开启抽提阀门30，关闭注气阀门20时，此时的抽提装置3处于工作状态，注气装置2则停止工作。

在抽提管路9上设有取样口，用于测取土壤中污染物浓度及含氧量指标，同时还在气体处理单元的排放管路、液体处理单元的排放管路上及气液分离装置的进出口位置分别设置有取样口，实时检测污染物的浓度情况。

为了避免在气液分离装置中的气体浓度过大而发生爆炸，本实用新型在气液分离装置1中还设有与控制装置10电性连接的防爆预警器40，用于检测气液分离装置1中的污染物浓度；当所测污染物浓度超过所设定的阈值时，防爆预警器40向外发出预警，并通过控制装置10控制抽提装置3和注气装置2执行启闭动作，根据防爆预警器40提前对气液分离装置作出预警，防止事故的发生。

同时，本实用新型还在气液分离装置1中设有液位控制器50和与其液体出口相连接的抽水泵60，控制装置10分别与抽水泵60和液位控制器50电性连接，液位控制器50用于检测气液分离装置1中的液面高度，根据液位控制器50检测的液位高度，控制装置10自动控制抽水泵60的启闭动作，以防止气液分离装置的底部汇集很多的液体，影响气液分离装置的气液分离效率。

本实用新型为了防止气液分离装置中的气体浓度过高，在气液分离装置的输入端设置了与大气连通的通气管70，在通气管70上设置一进气阀门80，当气液分离装置1中的污染物浓度大于所设定阈值时，通过开启进气阀门80使空气进入气液分离装置1中，对气液分离装置中的气体进行稀释，降低易爆气体浓度。

本实用新型中的注气阀门20、抽提阀门30和进气阀门80均为电动阀门或气动阀门，且分别与控制装置10连接，用于自动控制各个阀门的启闭，实现了管井中注气与抽提的交替控制作用，自动化程度高。

如图2所示，本实用新型在待修复污染场地上分布有多个管井6，每一管井6的总管7上分别连接一注气管路8和一抽提管路9，且在每一注气管路8和抽提管路9上分别设置一注气阀门20和一抽提阀门30，多个注气管路8分别与一注气总管90连接，注气总管90的进气端与注气装置2连接；多个抽提管路9分别与一抽提总管100连接，气液分离装置1与抽提总管100连接，控制装置10分别与各个注气阀门20和抽提阀门30电动或气动控制连接。每个抽提管路和注气管路上设有自动控制和手动控制的阀门，用以切换连接注气装置或抽提装饰以及调节气体流量。管井在注气与抽提中可根据修复工艺的进程进行切换功能。

当然，各个管井在实现注气与抽提的过程中，可以通过程序控制选择一部分井进行注气，另一部分井作为抽提，达到一定条件时再通过控制装置自动切换阀门方式实现交换抽提与注气功能。

本实用新型中所采用的控制装置为PLC程序控制装置，自动控制各个装置和阀门运行，包括定时开关注气装置、抽提装置、调节流量、管井中抽提与注气之间的自动切换等。PLC程序控制装置上设有电子屏幕，通过电子屏幕可以对整套系统的运行情况进行查看、手动控制、更改参数等。

本实用新型中设置了用于自动控制各个阀门的控制装置，通过设定控制程序自动控制运行，所有仪表的数值、装置的运行状态均可通过PLC的电子屏幕进行查看及控制。当土壤中的氧含量上升到系统预先设定好的阈值时，自动控制装置将关闭系统，系统停止运行；当土壤中的氧含量下降到系统预先设定的阈值时，控制装置自动打开预先编程设定好的注气阀门与抽提阀门进行运行，实现注气与抽提的反复交换，修复区域内的管井通过抽气、注气循环使用，对于地下情况不均一的污染场地具有更高的去除效果。

当然，本实用新型还在系统中设置了监测装置，是通过在管道、装置中安装不同的在线监测设备进行实时监测。同时在各管线上设置取样口，以便于取样检测，主要检测指标有流量、压力、真空度、温度、含氧量、污染物浓度等。

本实用新型操作简便，处理效果好，适用性较强，根据污染场地的复杂程度，可在此基础上增加其它装置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用于污染场地修复的生物通风系统，其设置于待修复污染场地，包括气液分离装置(1)、注气装置(2)、抽提装置(3)、气体处理单元(4)、液体处理单元(5)和延伸至污染土壤中的管井(6)，所述管井(6)的上端与管线密封连接，其下端密闭，所述管井(6)的井壁上成型有多个通孔，其特征在于，所述管井(6)中设置一总管(7)，所述注气装置(2)和抽提装置(3)通过注气管路(8)和抽提管路(9)分别与所述总管(7)连接；所述气液分离装置(1)与所述抽提管路(9)连接，所述气液分离装置(1)的液体出口与所述液体处理单元(5)连接；所述抽提装置(3)的进风口与所述气液分离装置(1)的出风口连接，所述抽提装置(3)的出风口与所述气体处理单元(4)连接。

2.根据权利要求1所述的用于污染场地修复的生物通风系统，其特征在于，所述系统还包括一控制装置(10)，所述注气管路(8)和抽提管路(9)上分别设置一注气阀门(20)和抽提阀门(30)，所述控制装置(10)分别与所述的注气装置(2)和抽提装置(3)形成控制连接，所述的注气阀门(20)和抽提阀门(30)用于切换所述注气装置(2)和抽提装置(3)的注气和抽提动作。

3.根据权利要求2所述的用于污染场地修复的生物通风系统，其特征在于，所述抽提管路(9)上设有取样口，用于测取土壤中污染物浓度及含氧量指标。

4.根据权利要求3所述的用于污染场地修复的生物通风系统，其特征在于，所述气液分离装置(1)中还设有与所述控制装置(10)电性连接的防爆预警器(40)，用于检测所述气液分离装置(1)中的污染物浓度；当所测污染物浓度超过所设定的阈值时，所述防爆预警器(40)向外发出预警，并通过所述控制装置(10)控制所述抽提装置(3)和注气装置(2)执行启闭动作。

5.根据权利要求4所述的用于污染场地修复的生物通风系统，其特征在于，所述气液分离装置(1)中还设有液位控制器(50)和与其液体出口相连接的抽水泵(60)，所述控制装置(10)分别与所述的抽水泵(60)和液位控制器(50)电性连接，所述液位控制器(50)用于检测所述气液分离装置(1)中的液面高度，根据所述液位控制器(50)检测的液位高度，自动控制所述抽水泵(60)的启闭动作。

6.根据权利要求4所述的用于污染场地修复的生物通风系统，其特征在于，所述抽提管路(9)上还设有与大气连通的通气管(70)，所述通气管(70)上设置一进气阀门(80)，当所述气液分离装置(1)中的污染物浓度大于所设定阈值时，通过开启所述进气阀门(80)使空气进入所述气液分离装置(1)中。

7.根据权利要求6所述的用于污染场地修复的生物通风系统，其特征在于，所述注气阀门(20)、抽提阀门(30)和进气阀门(80)均为电动阀门或气动阀门，且分别与所述控制装置(10)连接，用于自动控制各个阀门的启闭。

8.根据权利要求2-7任一所述的用于污染场地修复的生物通风系统，其特征在于，在待修复污染场地上分布有多个所述的管井(6)，每一所述管井(6)的总管(7)上分别连接一注气管路(8)和一抽提管路(9)，且在每一所述注气管路(8)和抽提管路(9)上分别设置一注气阀门(20)和一抽提阀门(30)，多个所述注气管路(8)分别与一注气总管(90)连接，所述注气总管(90)的进气端与所述注气装置(2)连接；多个所述抽提管路(9)分别与一抽提总管(100)连接，所述气液分离装置(1)与所述抽提总管(100)连接，所述控制装置(10)分别与各个所述注气阀门(20)和抽提阀门(30)电动或气动控制连接。

9.根据权利要求8所述的用于污染场地修复的生物通风系统，其特征在于，所述控制装置(10)控制所有所述管井(6)的同步注气与抽提动作，或者控制一部分所述管井的注气与抽提动作，同时控制另一部分所述管井的抽提与注气动作。

10.根据权利要求1所述的用于污染场地修复的生物通风系统，其特征在于，所述注气装置(2)和抽提装置(3)均为风机。