CN211757567U

CN211757567U - 一种电动强化多相抽提系统

Info

Publication number: CN211757567U
Application number: CN201922130467.9U
Authority: CN
Inventors: 余湛; 王森; 郑阳; 刘继东; 刘荣琴; 张章; 陈俊杰; 胡佳晨; 王欢; 王湘徽
Original assignee: Shanghai Sus Environment Restoration Co ltd
Current assignee: Shanghai Sus Environment Restoration Co ltd
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2029-12-03

Abstract

本实用新型涉及了一种电动强化多相抽提系统。由多相抽提单元和电动强化单元组成，多相抽提单元包括抽提电极一体井、变径接头、抽提支管、抽提滴管、球阀、真空抽提泵、气液分离器、风机、废气处理设备、输送泵、废水处理设备；电动强化单元包括电缆、电缆夹、控制单元。本实用新型通过将双向平波脉冲电压传输到污染介质中，使得土壤中的弱结合水在电场力的作用下持续来回极化，最终摆脱土壤双电层束缚，成为可以抽提的自由水并促使土壤中部分污染物解析到水相中；同时，在电场力的作用下，土壤中水分及污染物的传质速率将得到提升，使得低渗透场地的抽提效率得到大幅提升。

Description

一种电动强化多相抽提系统

技术领域

本实用新型属于环境修复技术领域，具体涉及一种电动强化多相抽提系统。

背景技术

多相抽提是一种通过向地下污染区域施加真空，同时抽取土壤气体、地下水和非水相液体(NAPL)至地面进行分离及处理，达到迅速控制并同步修复土壤与地下水污染的原位修复技术。多相抽提系统通常由抽提单元、分离单元和污染物处理单元3部分构成。其中抽提单元是整个系统的核心部分，它的作用是通过真空同时抽提污染区域的气体和液体(包括土壤气体、地下水和NAPL)，把气态、水溶态以及非水溶性液态污染物从地下抽提到地面上的处理单元中。多相抽提技术可广泛应用于土壤和地下水污染的修复，可以同时处理液相、气相、残留物及非水相的污染物，但受限于场地的水文地质条件。土壤的渗透性愈高，气相和液相流动愈快，抽提效果愈好；对于渗透性差的场地，多相抽提的修复效率会大幅降低。

电动修复技术是一种向污染区域两端植入电极形成电场，通过电动力学效应、电化学反应、微生物活动达到有效去除土壤及地下水中污染物的原位修复技术。电动修复技术具有运行成本低，安装简单，对低渗透性场地效果佳，且无二次污染等优点；该技术的主要局限是修复周期长，通常需要数月至几年，单独作为一项修复技术时间成本太高。

因此，有必要在现有多相抽提系统的基础上，结合电动修复技术对低渗透性场地效果佳的优点，开发一种电动强化多相抽提系统，拓宽多相抽提技术的适用范围，提升修复效果。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供了一种电动强化多相抽提系统，通过改进抽提井的结构，将电动修复系统结合到多相抽提系统上，提高抽提效率，拓宽适用范围。

本实用新型技术方案如下：

一种电动强化多相抽提系统，由多相抽提单元和电动强化单元组成，其中：多相抽提单元包括抽提电极一体井1、变径接头5、抽提支管6、抽提滴管7、球阀13、真空抽提泵14、气液分离器15、风机16、废气处理设备17、输送泵18、废水处理设备19；所述抽提支管6置于抽提电极一体井1内，抽提电极一体井1 通过变径接头5与抽提支管6相连，抽提支管6上安装有若干球阀13，抽提支管6后连接真空抽提泵14，抽提出的污染物通过气液分离器15进行气液分离，气相经风机16送至废气处理设备17处理，废水经输送泵18送至废水处理设备 19处理；

电动强化单元包括电缆2、电缆夹3、控制单元4；所述控制单元4通过电缆2和电缆夹3与变径接头5连接。

进一步地，所述抽提电极一体井为碳钢管、镀锌管、铜管中的一种，直径为 50～100mm，从上至下分别为公螺母、白管、筛管、底盖。

进一步地，所述抽提电极一体井采用等间距布置，任意两口井间距为3～10m。

进一步地，所述变径接头为与所述抽提电极一体井材质相同，上部小头管径与抽提支管相同并设有90°弯头，下部大头为与公螺母配套的母螺母。

进一步地，所述控制单元由脉冲电源、示波器、母板构成，用于形成特定大小、形状、频率的脉冲电压。

进一步地，所述脉冲电压为双向平波脉冲电压，正负脉冲占空比为0～100％，大小为0～36V，频率为10～500Hz。

进一步地，所述脉冲电压大小应保证所形成的电场强度大于5V/m。

进一步地，所述电缆通过所述电缆夹与所述变径接头上部小头连接紧固。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的这种电动强化多相抽提系统，采用了金属材质的抽提电极一体井，做到一井两用，从而实现了将电动强化单元结合到多相抽提单元上。

本实用新型提供的这种电动强化多相抽提系统，通过将双向平波脉冲电压传输到污染介质中，使得土壤中的弱结合水在电场力的作用下持续来回极化，最终摆脱土壤双电层束缚，成为可以抽提的自由水并促使土壤中部分污染物解析到水相中；同时，在电场力的作用下，土壤中水分及污染物的传质速率将得到提升，使得低渗透场地的抽提效率得到大幅提升。

附图说明

图1为本实用新型的系统示意图。

图2为抽提电极一体井的结构示意图。

附图标记说明：1、抽提电极一体井；1-1、公螺母；1-2、白管；1-3、筛管； 1-4、底盖；2、电缆；3、电缆夹，4、控制单元；5、变径接头；5-1、母螺母；6、抽提支管；7、抽提滴管；8、地面；9、水泥；10、井孔；11、膨润土；12、石英砂；13、球阀；14、真空抽提泵；15、气液分离器；16、风机；17、废气处理设备；18、输送泵；19、废水处理设备。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域技术人员更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

需要说明，本实用新型的描述中，涉及到方位或位置指示(诸如上、下、左、右、前、后、中心等)，均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须在特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1、图2所示，本实用新型提供的一种电动强化多相抽提系统由多相抽提单元和电动强化单元组成，其中：多相抽提单元包括抽提电极一体井1、变径接头5、抽提支管6、抽提滴管7、球阀13、真空抽提泵14、气液分离器15、风机16、废气处理设备17、输送泵18、废水处理设备19；抽提支管6置于抽提电极一体井1内，抽提电极一体井1通过变径接头5与抽提支管6相连，抽提支管 6上安装有若干球阀13，抽提支管6后连接真空抽提泵14，抽提出的污染物通过气液分离器15进行气液分离，气相经风机16送至废气处理设备17处理，废水经输送泵18送至废水处理设备19处理。电动强化单元包括电缆2、电缆夹3、控制单元4，控制单元4通过电缆2和电缆夹3与变径接头5连接。

抽提电极一体井1为碳钢管、镀锌管、铜管中的一种，以保证良好的导电性，直径为50～100mm，从上至下分别为公螺母1-1、白管1-2、筛管1-3、底盖1-4。抽提滴管7通常选用PVC或PE材质，至于井底以上约10cm处，抽提滴管7 上部与变径接头5连接。井孔10采用Geoprobe或传统钻机钻取，地面8以下 20cm为水泥9，白管1-2位置填充膨润土，筛管1-3至井底填充石英砂。抽提电极一体井1采用等间距布置，任意两口井间距为3～10m。

变径接头5与抽提电极一体井1所用材质相同，上部小头管径与抽提支管6 相同并设有90°弯头，水平部分用于连接电缆2及抽提支管6，下部大头为与公螺母1-1配套的母螺母5-1。公螺母1-1与母螺母5-1需要拧紧，以确保脉冲电压能传输到抽提电极一体井1上。抽提支管6与抽提滴管7选用相同的材质。

控制单元4作为电动强化单元的核心装置，由脉冲电源、示波器、母板构成，用于形成特定大小、形状、频率的脉冲电压。所形成的脉冲电压为双向平波脉冲电压，正负脉冲占空比为0～100％，大小为0～36V，频率为10～500Hz。同时，脉冲电压大小应保证所形成的电场强度大于5V/m，以形成足够大的电场力，从而获得较好的电动强化效果。

电缆2选用纯铜的电力电缆，电缆夹3为U型锁扣，电缆2通过电缆夹3 与变径接头5上部水平部分小头连接紧固，从而将控制单元4产生的脉冲电压传输到抽提电极一体井1上。

下面结合具体实施例对本实用新型提供的一种电动强化多相抽提系统做更进一步地描述。

实施例1

场地特征：某废弃化工厂地下水受到总石油烃的污染，最大浓度15600μg/L，修复目标值为2500μg/L，污染面积1800m²，污染深度6m，地下水位稳定在1.5 m左右，表层0～0.8m土壤为填土，下层土壤以灰黄色粉质粘土为主，渗透系数较低。在场地内选择了200m²的区域进行电动强化多相抽提系统的试验区域。

设备安装：在试验区域共计建设了12口抽提电极一体井，其中6口作为实验组，另外6口作为对照组，实验组与对照组之间间隔20m，以排除相互影响。抽提电极一体井材质为碳钢，直径50mm，长度6m，地下水位以上为白管，地下水水位以下为筛管，井间距为5m，按照2行3列布设，并且在6口井的中心位置设置有1口监测井。抽提滴管及抽提支管采用PVC材质，直径25mm，每条支路上设置一个球阀。变径接头为碳钢材质，其上部小头管径与抽提支管对应，下部大头管径与抽提一体井对应，并通过螺纹与抽提一体井连接。电缆采用4*2.5 mm的纯铜电缆电缆，电缆夹选用M26型号的U型锁扣。实验组配置一个控制单元，对照组不配置控制单元。实验组控制单元形成的脉冲电压为双向平波脉冲，电压大小为30V，正负脉冲占空比为50％，频率为100Hz。

结果分析：设备每天24小时连续运行，共计运行7天。其中，实验组6口井共计抽提41m³污染地下水，监测井内总石油烃浓度从8900μg/L降低至1730 μg/L，去除率为80％；对照组6口井共计抽提32m³污染地下水，监测井内总石油烃浓度从8100μg/L降低至2860μg/L，去除率为65％。通过对比可以看出，实验组的抽提量为对照组的1.28倍，实验组污染物去除率高出对照组15％，说明在脉冲电压形成的电场力强化作用下，多相抽提的效率得到了显著提高。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种电动强化多相抽提系统，其特征在于，是由多相抽提单元和电动强化单元组成，其中：多相抽提单元包括抽提电极一体井、变径接头、抽提支管、抽提滴管、球阀、真空抽提泵、气液分离器、风机、废气处理设备、输送泵、废水处理设备；所述抽提支管置于抽提电极一体井内，抽提电极一体井通过变径接头与抽提支管相连，抽提支管上安装有若干球阀，抽提支管后连接真空抽提泵，抽提出的污染物通过气液分离器进行气液分离，气相经风机送至废气处理设备处理，废水经输送泵送至废水处理设备处理；

所述电动强化单元包括电缆、电缆夹、控制单元；所述控制单元通过电缆和电缆夹与变径接头连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述抽提电极一体井为碳钢管、镀锌管或铜管中的一种，直径为50～100mm，从上至下分别为公螺母、白管、筛管、底盖。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述抽提电极一体井采用等间距布置，任意两口井间距为3～10m。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变径接头为与所述抽提电极一体井材质相同，上部小头管径与抽提支管相同并设有90°弯头，下部大头为与公螺母配套的母螺母。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电缆通过所述电缆夹与所述变径接头上部小头连接紧固。