CN211990239U - 一种多相抽提耦合回灌处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多相抽提耦合回灌处理系统，包括抽提设备，气相处理设备，监测系统和水处理设备，抽提设备的一端伸入地面以下，抽提设备的另一端分别与气相处理设备和水处理设备连接，经气相处理设备分离得到的污染水接入水处理设备；所述监测系统用于检测污染土壤气相中污染物浓度和压力变化情况，所述处理系统还包括回灌井和回灌设备，回灌井的一端伸入地面以下，回灌井的另一端与回灌设备的一端连接，回灌设备的另一端与水处理设备连接。有益效果：新增了回灌系统，避免了水资源浪费，保持地质结构的稳定性，优化了抽提设备的结构，使得多相抽提处理技术的处理效果更好。

Description

一种多相抽提耦合回灌处理系统

技术领域

本实用新型涉及挥发性有机污染处理技术领域，具体涉及一种多相抽提耦合回灌处理系统。

背景技术

土壤中的有机污染物主要来源于有机农药和工业“三废”。农药的过度使用，化工、石油等行业在生产、使用以及存储废弃物的过程中因人为操作不当等导致有机物污染物进入地下环境中，造成土壤和地下水污染，对人类的生产和生活产生了极大的危害和隐患。挥发性有机污染与其它污染类型不同，具有强挥发性，因而不像其它污染物那样，经由植物吸收进入生物链传递，而是不断地从土壤中解吸附，将在很长的一段时间内缓慢释放，甚至渗入地下水，随地下水流动扩大污染带。目前国内应用于有机污染土壤的处理技术主要分为三大类：微生物修复技术，化学修复技术和物理修复技术。微生物修复技术是利用土著或接种微生物(如真菌、细菌或其他微生物)来降解土壤中的有机物污染物，并通过调节碳源、营养物、氧气或水份等强化手段，将有机污染物去除。微生物修复技术的效率受微生物种类、土壤性质、地质化学条件等因素的影响很大，且对土壤中的营养条件要求很高。此外技术实施过程中需要控制场地温度、pH值、水份等使之符合微生物的生存环境条件，因此修复效果难以保证。化学修复技术是向有机污染土壤中加入氧化剂，通过氧化反应将污染物转化为毒性较低或更易被自然生物降解的中间体或终产物。化学修复技术在使用时对土壤的渗透系数、粒径分布、孔隙率等场地水文地质条件以及pH值、氧化还原电位等土壤理化性质有相关要求，修复过程中会投入过量氧化剂，因此易产生二次污染，同时容易因化学药剂和污染土壤接触不充分而导致修复不彻底。物理修复技术主要包括热脱附技术、多相抽提技术、水洗技术，针对挥发性有机物，热脱附技术能耗高，水洗技术会产生污染废水。而多相抽提技术通过真空提取手段，将污染物从地下污染区域抽提至地面进行处理，该方法处理能耗低，设备结构简单，成本低，因此成为处理挥发性有机污染土壤和地下水的首推技术。

多相抽提技术实施过程中，分别对地下水和污染土壤进行治理，当大量地下水被抽离地层后，在未及时回灌的情况下，不仅造成水资源的浪费，还会影响地质结构的稳定性，甚至导致地层下沉，不利于场地未来的开发利用。

针对以上问题，亟待一种新的针对挥发性有机污染土壤地下水的处理系统。

实用新型内容

本实用新型的目的克服现有技术的不足，提供一种多相抽提耦合回灌处理系统，为挥发性有机污染土壤、地下水提供了一种新的处理系统，在现有技术的基础上创新的加入了回灌系统，避免了多相抽提技术造成的水资源浪费，保持地质结构的稳定性，不影响场地未来的开发利用，优化了抽提设备的结构，使得多相抽提处理技术的处理效果更好。

本实用新型的目的是通过以下技术措施达到的：一种多相抽提耦合回灌处理系统，包括抽提设备，气相处理设备，监测系统和水处理设备，所述抽提设备的一端伸入地面以下，所述抽提设备的另一端分别与气相处理设备和水处理设备连接，经气相处理设备分离得到的污染水接入水处理设备；所述监测系统用于检测污染土壤气相中污染物浓度和压力变化情况，所述多相抽提耦合回灌处理系统还包括回灌井和回灌设备，所述回灌井的一端伸入地面以下，所述回灌井的另一端与回灌设备的一端连接，所述回灌设备的另一端与水处理设备连接。

进一步地，所述回灌设备包括缓存罐，回灌水泵，液位控制器和回灌管，所述回灌水泵的一端与缓存罐连接，所述回灌水泵的另一端与回灌管连接，所述回灌管的一端伸入回灌井内，所述缓存罐与水处理设备连通，所述液位控制器用于控制缓存罐内的回灌水量。

进一步地，所述抽提设备包括抽提井，气相抽提管和液相抽提管，所述抽提井为多个，每个所述抽提井内，分别设有一个气相抽提管和一个液相抽提管，抽提井深度大于整个地下水的修复深度；3个抽提井构成一个抽提单元，每个抽提单元的平面布局采用等边三角形方式布设，将3个抽提井布设在等边三角形的3个顶点处，相邻两个抽提井之间的间距大于一倍的影响半径且小于两倍的影响半径。

进一步地，在所述等边三角形的中点弱压区域布设监测系统。

进一步地，在所述等边三角形内增设一个监测系统，所述监测系统设在其中一个抽提井的1m抽提区域边界上。

进一步地，所述气相处理设备包括一级气液分离器，换热器，风机，二级气液分离器和活性炭吸附箱，所述一级气液分离器的进气口与气相抽提管连通，所述一级气液分离器的出气口依次与换热器，风机，二级气液分离器的进气口连接，所述一级气液分离器的出水口以及二级气液分离器的出水口均接入水处理设备，二级气液分离器的出气口与活性炭吸附箱连接。

进一步地，所述回灌井依据地下水流向设于抽提井的上游，回灌井的井深与距离最近的抽提井的井深相同。

进一步地，所述抽提井内气相抽提管管底设于地下水位以上500mm～800mm处，所述抽提井内液相抽提管长度大于整个地下水修复深度。

进一步地，在所述液相抽提管和气相抽提管的管下部均开设有筛缝，筛缝宽1～2mm，筛缝间150～200mm，筛缝区域外包50～80目尼龙网。

进一步地，所述液相抽提管的筛缝从管底开至地下水位线以下200mm～300mm处，所述气相抽提管开筛缝的管段长度不小于污染土壤中污染羽的纵向跨度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：为挥发性有机污染土壤、地下水提供了一种新的处理系统，在现有技术的基础上创新的加入了回灌系统，既能实现污染土壤的修复，也能实现污染地下水的修复，同时避免了多相抽提技术造成的水资源浪费，保持地质结构的稳定性，不影响场地未来的开发利用。通过气相、液相抽提------污染地上处理------地下水回灌，有效清除地下污染。优化了抽提设备的结构，使得多相抽提处理技术的处理效果更好。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。

附图说明

图1是多相抽提耦合回灌处理系统的结构示意图。

图2是抽提井的平面示意图。

其中，1.回灌井，2.回灌管，3.水处理设备，4.水泵，5.二级气液分离器，6.活性炭吸附箱，7.一级气液分离器，8.风机，9.换热器，10.气相抽提管，11.抽提井，12.液相抽提管，13.缓存罐，14.回灌水泵，15.真空压力表，16.监测井，17.控制阀门，18.液位控制器。

具体实施方式

如图1至2所示，一种多相抽提耦合回灌处理系统，包括抽提设备，气相处理设备，监测系统和水处理设备3，所述抽提设备的一端伸入地面以下，所述抽提设备的另一端分别与气相处理设备和水处理设备3连接，经气相处理设备分离得到的污染水接入水处理设备3；所述监测系统用于检测污染土壤气相中污染物浓度和压力变化情况，所述多相抽提耦合回灌处理系统还包括回灌井1和回灌设备，所述回灌井1的一端伸入地面以下，所述回灌井1的另一端与回灌设备的一端连接，所述回灌设备的另一端与水处理设备3连接。所述水处理系统3包括混凝调节池、沉淀池和氧化池，污染地下水首先进入混凝调节池，通过投加混凝剂，使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集，并与水体中的杂质结合形成更大的絮凝体，絮凝体在沉淀池内下沉分离，地下水流入氧化池，在氧化池内加入氧化剂，氧化分解水中有机污染物，从而完成地下水的净化处理，处理后的地下水暂存于缓存罐13中。

所述回灌设备包括缓存罐13，回灌水泵14，液位控制器18和回灌管2，所述回灌水泵14的一端与缓存罐13连接，所述回灌水泵14的另一端与回灌管2连接，所述回灌管2的一端伸入回灌井1内，所述缓存罐13与水处理设备3连通，所述液位控制器18用于控制缓存罐13内的回灌水量。缓存罐13用来调节回灌水量，保持单位时间内回灌水量与抽提水量一致。液位控制器18实时监测缓存罐13内的水位，当缓存罐13内的水位高于液位控制器18的预设值时，液位控制器18控制回灌水泵14启动，缓存罐13内的水通过回灌井1回灌到地下，保证及时回灌，避免了多相抽提技术造成的水资源浪费，保持地质结构的稳定性，不影响场地未来的开发利用。

所述抽提设备包括抽提井11，气相抽提管10和液相抽提管12，所述抽提井11为多个，每个所述抽提井11内，分别设有一个气相抽提管10和一个液相抽提管12，抽提井11深度大于整个地下水的修复深度；3个抽提井11构成一个抽提单元，每个抽提单元的平面布局采用等边三角形方式布设，将3个抽提井11布设在等边三角形的3个顶点处，相邻两个抽提井11之间的间距大于一倍的影响半径且小于两倍的影响半径。液相抽提管12通过水泵4与水处理设备3连接。

在所述等边三角形的中点弱压区域布设监测系统。

在所述等边三角形内增设一个监测系统，所述监测系统设在其中一个抽提井11的1m抽提区域边界上。所述监测系统包括监测井16，检测抽提管，真空压力表15和控制阀门17，所述检测抽提管的一端伸入监测井16内，检测抽提管的另一端依次连接有真空压力表15和控制阀门17，真空压力表15用于检测检测抽提管内的压力变化，当打开控制阀门17时，检测抽提管中的气体可接入一级气液分离器7的进气口。

所述气相处理设备包括一级气液分离器7，换热器9，风机8，二级气液分离器5和活性炭吸附箱6，所述一级气液分离器7的进气口与气相抽提管10连通，所述一级气液分离器7的出气口依次与换热器9，风机8，二级气液分离器5的进气口连接，所述一级气液分离器7的出水口以及二级气液分离器5的出水口均接入水处理设备3，二级气液分离器5的出气口与活性炭吸附箱6连接。其中一级气液分离器7用于气体中携带的固体颗粒和大液滴的初步分离；换热器9对气体中的污染物组分进行冷凝；前端未分离彻底的固体颗粒与冷凝形成的液滴经二级气液分离器5后被去除；剩余的气体进入活性炭吸附箱6进行最终吸附处理。整个气相处理过程由风机8实现气体抽提，风机8采用变频形式，根据抽提井11和监测井16的负压状况调整频率。对含污染组分的污染气体首先进行一级气液分离，然后换热器9冷凝处理后，并二级气液分离，最后经活性炭吸附处理，实现尾气达标排放。

所述回灌井1依据地下水流向设于抽提井11的上游，回灌井1的井深与距离最近的抽提井11的井深相同，为保证清理效果，抽提井11和回灌井1的井深应到达污染地下水位以下0.5m深。利用抽出——回灌循环处理地下水，稀释潜水层中溶解和吸附的污染物，直至水质达标；一方面防止因抽出地下水造成的地层塌陷，另一方面保证污染地下水的处理效果。回灌井1井深、回灌管2各项参数以及回灌井1与回灌管2之间的填料均与距离最近的抽提井11保持一致。

所述抽提井11内气相抽提管10管底设于地下水位以上500mm～800mm处，所述抽提井11内液相抽提管12长度大于整个地下水修复深度。

在所述液相抽提管12和气相抽提管10的管下部均开设有筛缝，筛缝宽1～2mm，筛缝间150～200mm，筛缝区域外包50～80目尼龙网。

所述液相抽提管12的筛缝从管底开至地下水位线以下200mm～300mm处，所述气相抽提管10开筛缝的管段长度不小于污染土壤中污染羽的纵向跨度。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种多相抽提耦合回灌处理系统，其特征在于，包括抽提设备，气相处理设备，监测系统和水处理设备，所述抽提设备的一端伸入地面以下，所述抽提设备的另一端分别与气相处理设备和水处理设备连接，经气相处理设备分离得到的污染水接入水处理设备；所述监测系统用于检测污染土壤气相中污染物浓度和压力变化情况，所述多相抽提耦合回灌处理系统还包括回灌井和回灌设备，所述回灌井的一端伸入地面以下，所述回灌井的另一端与回灌设备的一端连接，所述回灌设备的另一端与水处理设备连接。

2.根据权利要求1所述的多相抽提耦合回灌处理系统，其特征在于：所述回灌设备包括缓存罐，回灌水泵，液位控制器和回灌管，所述回灌水泵的一端与缓存罐连接，所述回灌水泵的另一端与回灌管连接，所述回灌管的一端伸入回灌井内，所述缓存罐与水处理设备连通，所述液位控制器用于控制缓存罐内的回灌水量。

3.根据权利要求1所述的多相抽提耦合回灌处理系统，其特征在于：所述抽提设备包括抽提井，气相抽提管和液相抽提管，所述抽提井为多个，每个所述抽提井内，分别设有一个气相抽提管和一个液相抽提管，抽提井深度大于整个地下水的修复深度；3个抽提井构成一个抽提单元，每个抽提单元的平面布局采用等边三角形方式布设，将3个抽提井布设在等边三角形的3个顶点处，相邻两个抽提井之间的间距大于一倍的影响半径且小于两倍的影响半径。

4.根据权利要求3所述的多相抽提耦合回灌处理系统，其特征在于：在所述等边三角形的中点弱压区域布设监测系统。

5.根据权利要求4所述的多相抽提耦合回灌处理系统，其特征在于：在所述等边三角形内增设一个监测系统，所述监测系统设在其中一个抽提井的1m抽提区域边界上。

6.根据权利要求3所述的多相抽提耦合回灌处理系统，其特征在于：所述气相处理设备包括一级气液分离器，换热器，风机，二级气液分离器和活性炭吸附箱，所述一级气液分离器的进气口与气相抽提管连通，所述一级气液分离器的出气口依次与换热器，风机，二级气液分离器的进气口连接，所述一级气液分离器的出水口以及二级气液分离器的出水口均接入水处理设备，二级气液分离器的出气口与活性炭吸附箱连接。

7.根据权利要求3所述的多相抽提耦合回灌处理系统，其特征在于：所述回灌井依据地下水流向设于抽提井的上游，回灌井的井深与距离最近的抽提井的井深相同。

8.根据权利要求3所述的多相抽提耦合回灌处理系统，其特征在于：所述抽提井内气相抽提管管底设于地下水位以上500mm～800mm处，所述抽提井内液相抽提管长度大于整个地下水修复深度。

9.根据权利要求3所述的多相抽提耦合回灌处理系统，其特征在于：在所述液相抽提管和气相抽提管的管下部均开设有筛缝，筛缝宽1～2mm，筛缝间150～200mm，筛缝区域外包50～80目尼龙网。

10.根据权利要求9所述的多相抽提耦合回灌处理系统，其特征在于：所述液相抽提管的筛缝从管底开至地下水位线以下200mm～300mm处，所述气相抽提管开筛缝的管段长度不小于污染土壤中污染羽的纵向跨度。

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