CN214289983U - 一种针对污染土壤的双相抽提系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种针对污染土壤的双相抽提系统，包括抽提井、注气井、抽提泵、缓冲罐、第一分离设备、真空泵、空压机、第二分离设备、冷干设备、控制阀组系统以及检测系统；本系统可以满足对不同地层污染物的抽提回收处理，最深可以达到地层以下70米深度；从地层抽出的气相VOCs气体，经过两次的气液分离后，通过换热冷干系统的处理后，极大降低活性炭吸附设备的负荷，减少了活性炭的消耗量，极大降低了系统运行过程中危废的处理量，降低系统运行成本，减少操作人员的工作量；本系统增加了注气系统，根据土壤的情况注入适量的压缩空气，提高污染物跟土壤颗粒的分离，提高污染土壤的处理效率。

Description

一种针对污染土壤的双相抽提系统

技术领域

本实用新型涉及土壤原位修复处理技术领域，具体涉及一种针对污染土壤的双相抽提系统。

背景技术

原位修复作为土壤修复的热点技术主要有原位淋洗、气相抽提(SVE)、多相抽提(MPVE)、气相喷射(IAS)、生物降解、原位化学氧化(ISCO)、原位化学还原、污染物固定、植物修复等。

多相抽提是指同时抽取污染区域的气相和液相(包括土壤气体、地下水和NAPL)的处理技术，把气态、水溶态以及非水溶性液态污染物从地下抽吸到地面上的处理系统设备中。多相分离是指对抽出物进行的气－液及油－水分离过程。油水分离可利用重力沉降原理除去浮油层，分离出含油量低的水。分离出来的油可以回收再利用，分离出来的污水经过后续水处理系统的处理后外排。在土壤修复系统设备中，气相污染物的处理方法目前主要是通过活性炭吸附法进行去除。

多项抽提技术目前较成熟，在国外应用广泛，在国内也有少量的工程应用。多相抽提系统设备是多项抽提土壤修复的核心部分。多相抽提设备可以分为单泵系统、双泵系统和三泵系统。其中单泵系统仅由真空设备提供抽提动力，双泵系统则由真空设备和水泵共同提供抽提动力，三泵系统是在双泵系统的基础上，增加一个辅助抽取漂浮物的泵，由于抽提井内含有漂浮物的情况较少，三泵系统应用较少。

现有的多项抽提系统设备，无论单泵系统设备，还是双泵系统设备，就从设备本身来看只能针对污染场地地下十米以内范围的污染进行修复处理，而从我国国内现有的土壤污染场地调查来看，很多污染场地的污染深度超过10米，现有的多项抽提设备不能满足污染场地修复的全部需求；现有多项抽提工艺设备对污染场地抽出的VOCs气体大多通过活性炭吸附的方式进行处理，这样的处理方式，一方面造成活性炭的消耗量大，运行成本高，另外由于活性炭的更换频率高，固废处理量的成本较高。

实用新型内容

针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种针对污染土壤的双相抽提系统，其不仅可以对土壤浅层10米以内污染物进行回收处理，也能通过系统的控制对10米以上土壤中的污染物进行回收处理；另外针对双向抽提抽出的VOCs气体处理上也进行了优化改进，减少了活性炭的使用量，大幅度节约了系统的运行成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种针对污染土壤的双相抽提系统，包括设置在污染场地的抽提井和注气井，所述抽提井内设有抽提泵，所述抽提泵通过抽提管线连通缓冲罐进液口，缓冲罐出液口通过管路连通第一分离设备进液口；所述抽提井井口设有抽提井盖，所述注气井井口设有注气井盖，所述缓冲罐顶部出气口接通真空泵进气口，所述缓冲罐顶部进气口接通压缩空气总管，所述压缩空气总管分出第一支气管和第二支气管分别伸入注气井和抽提井内，所述压缩空气总管还与空压机出口连通；所述真空泵出气口接入第二分离设备入口，第二分离设备出气口和第一分离设备出气口接入换热冷干系统。

优选地，还包括控制阀组系统，所述控制阀组系统包括设置在第一支气管上的第一电控阀组、设置在第二支气管上的第二电控阀组以及设置在抽提管线上的第三电控阀组，所述第一电控阀组、第二电控阀组以及第三电控阀组分别与控制器电性连接。

优选地，还包括检测系统，所述检测系统包括设在抽提井盖上用于检测其井内压力的第二压力变送器和用于检测井内液位的液位变送器、设在注气井盖上用于检测其井内压力的第一压力变送器，所述第一压力变送器、第二压力变送器以及液位变送器分别与控制器电性连接。

优选地，所述第一分离设备、缓冲罐、空压机、真空泵、第二分离设备以及换热冷干系统均设置在一个集装箱内。

优选地，所述换热冷干系统包括相互连通的预热器与冷干设备，第二分离设备出气口和第一分离设备出气口接入预热器进气口，预热器出气口接吸附设备，吸附设备出口接通尾气出口管，冷干设备凝液出口接通凝液出口管。

优选地，所述第一分离设备处理后的非水相液体和水经浮油出口连接的浮油出口管和污水出口连接的污水出口管排出。

本实用新型的有益效果在于：本系统可以满足对不同地层污染物的抽提回收处理，最深可以达到地层以下70米深度；从地层抽出的气相VOCs 气体，经过两次的气液分离后，通过换热冷干系统的处理后，极大降低活性炭吸附设备的负荷，减少了活性炭的消耗量，极大降低了系统运行过程中危废的处理量，降低系统运行成本，减少操作人员的工作量；本系统增加了注气系统，根据土壤的情况注入适量的压缩空气，提高污染物跟土壤颗粒的分离，提高污染土壤的处理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种针对污染土壤的双相抽提系统的连接示意图。

附图标记说明：

1、注气井；2、注气井盖；3、第一支气管；4、第一压力变送器；5、第一电控阀组；6、第二电控阀组；7、第二支气管；8、第三电控阀组； 9、控制器；10、压缩空气总管；11、真空泵；12、抽提井；13、第二分离设备；14、抽提泵；15、抽提管线；16、预热器；17、尾气出口管； 18、吸附设备；19、凝液出口管；20、浮油出口管；21、冷干设备；22、污水出口管；23、第一分离设备；24、缓冲罐；25、空压机；26、第二压力变送器；27、液位变送器；28、抽提井盖。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，一种针对污染土壤的双相抽提系统，包括设置在污染场地的抽提井12和注气井1，所述抽提井12内设有抽提泵14，所述抽提泵14 通过抽提管线15连通缓冲罐24进液口，缓冲罐24出液口通过管路连通第一分离设备23进液口；所述抽提井12井口设有抽提井盖28，所述注气井1井口设有注气井盖2，所述缓冲罐24顶部出气口接通真空泵11进气口，所述缓冲罐24顶部进气口接通压缩空气总管10，所述压缩空气总管 10分出第一支气管3和第二支气管7分别伸入注气井1和抽提井12内，所述压缩空气总管10还与空压机25出口连通；所述真空泵11出气口接入第二分离设备13入口，第二分离设备13出气口和第一分离设备23出气口接入换热冷干系统。

本双相抽提系统还包括控制阀组系统，所述控制阀组系统包括设置在第一支气管3上的第一电控阀组5、设置在第二支气管7上的第二电控阀组6以及设置在抽提管线15上的第三电控阀组8，所述第一电控阀组5、第二电控阀组6以及第三电控阀组8分别与控制器9电性连接。

本双相抽提系统还包括检测系统，所述检测系统包括设在抽提井盖28上用于检测其井内压力的第二压力变送器26和用于检测井内液位的液位变送器27、设在注气井盖2上用于检测其井内压力的第一压力变送器4，所述第一压力变送器4、第二压力变送器26以及液位变送器27分别与控制器9电性连接。

所述第一分离设备23、缓冲罐24、空压机25、真空泵11、第二分离设备13以及换热冷干系统均设置在一个集装箱内。

所述换热冷干系统包括相互连通的预热器16与冷干设备21，第二分离设备13出气口和第一分离设备23出气口接入预热器16进气口，预热器16出气口接吸附设备18，吸附设备18出口接通尾气出口管17，冷干设备21凝液出口接通凝液出口管19。

所述第一分离设备23处理后的非水相液体和水经浮油出口连接的浮油出口管20和污水出口连接的污水出口管22排出。

当地层中污染物在地表以下10米范围内时，通过真空泵11的抽提动力拉动抽提井12内的气相和液相混合污染物，再配合抽提井12内的抽提泵14，将污染物经过抽提管线15提升到地面以上，抽提的速度可控，具体步骤为抽提井12井口位置的第二压力变送器26和液位变送器27将接收到的信息反馈到控制器9，控制器9控制第三控制阀组8从而控制抽提的速度；气液混合物经过第三抽提阀组8后进入缓冲罐24进行缓冲，同时进行初步的气液分离，缓冲罐24出来的液相进入第一分离设备23进行气液分离和液液分离，缓冲罐24出来的大部分气相通过第二分离设备13 进一步分离，分离后的气体和由第一分离设备23输送的除液后的VOCs 气体一同进入预热器16升温，升温后进入冷却干设备21进行苯系物的冷凝，冷凝下来的液相通过凝液出口管19去后续处理系统；

本冷干设备21可以将尾气中大部分VOCs组分除去，除去大部分 VOCs的低温尾气跟进入预热器16的尾气换热后进入吸附设备18，进一步除去尾气中的VOCs组分后，达到排放标准的尾气，经由尾气出口管17 外排到大气中。

在抽提过程中，控制器9根据第二压力变送器26反馈的信息实时自动控制抽提井26内的抽提作业，并根据注气井1上第一压力变送器4反馈的信息控制空压机25和第一电气阀组5，根据工艺的需求在注气井(1) 内注入压缩空气，促使污染物跟土壤颗粒分离，并在压差的作用下，向抽提井12集聚，提高本系统设备对地下污染物抽提和处理的速度。

当地层中污染物在地表以下70米到10米范围内时，现有的常规多相抽提设备无法进行工作，本系统通过控制器9的控制空压机25和第二电控阀组6给抽提泵14打入压缩空气，在压缩空气和真空泵11提供的动力的共同作用下，将气液混合物提升到抽提井12井口位置。

本系统同时还优化了多相抽提系统的尾气处理工艺，增加了换热冷干系统，采用冷凝法加吸附法或吸附法加冷凝法这一综合性处理方法对尾气进行处理，在设定的冷凝温度下，可回收尾气中大部分的VOCs成分，极大减轻了后续活性炭吸附设备18的负荷，在保证尾气达标排放的基础上，降低系统设备的运行成本。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种针对污染土壤的双相抽提系统，其特征在于：包括设置在污染场地的抽提井(12)和注气井(1)，所述抽提井(12)内设有抽提泵(14)，所述抽提泵(14)通过抽提管线(15)连通缓冲罐(24)进液口，缓冲罐(24)出液口通过管路连通第一分离设备(23)进液口；所述抽提井(12)井口设有抽提井盖(28)，所述注气井(1)井口设有注气井盖(2)，所述缓冲罐(24)顶部出气口接通真空泵(11)进气口，所述缓冲罐(24)顶部进气口接通压缩空气总管(10)，所述压缩空气总管(10)分出第一支气管(3)和第二支气管(7)分别伸入注气井(1)和抽提井(12)内，所述压缩空气总管(10)还与空压机(25)出口连通；所述真空泵(11)出气口接入第二分离设备(13)入口，第二分离设备(13)出气口和第一分离设备(23)出气口接入换热冷干系统。

2.如权利要求1所述的一种针对污染土壤的双相抽提系统，其特征在于：还包括控制阀组系统，所述控制阀组系统包括设置在第一支气管(3)上的第一电控阀组(5)、设置在第二支气管(7)上的第二电控阀组(6)以及设置在抽提管线(15)上的第三电控阀组(8)，所述第一电控阀组(5)、第二电控阀组(6)以及第三电控阀组(8)分别与控制器(9)电性连接。

3.如权利要求2所述的一种针对污染土壤的双相抽提系统，其特征在于：还包括检测系统，所述检测系统包括设在抽提井盖(28)上用于检测其井内压力的第二压力变送器(26)和用于检测井内液位的液位变送器(27)、设在注气井盖(2)上用于检测其井内压力的第一压力变送器(4)，所述第一压力变送器(4)、第二压力变送器(26)以及液位变送器(27)分别与控制器(9)电性连接。

4.如权利要求1所述的一种针对污染土壤的双相抽提系统，其特征在于：所述第一分离设备(23)、缓冲罐(24)、空压机(25)、真空泵(11)、第二分离设备(13)以及换热冷干系统均设置在一个集装箱内。

5.如权利要求1所述的一种针对污染土壤的双相抽提系统，其特征在于：所述换热冷干系统包括相互连通的预热器(16)与冷干设备(21)，第二分离设备(13)出气口和第一分离设备(23)出气口接入预热器(16)进气口，预热器(16)出气口接吸附设备(18)，吸附设备(18)出口接通尾气出口管(17)，冷干设备(21)凝液出口接通凝液出口管(19)。

6.如权利要求1所述的一种针对污染土壤的双相抽提系统，其特征在于：所述第一分离设备(23)处理后的非水相液体和水经浮油出口连接的浮油出口管(20)和污水出口连接的污水出口管(22)排出。

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