CN218079621U - 一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统 - Google Patents
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Abstract
一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，包括布设在污染地块中的若干加热器、若干竖直抽提井、若干监测井以及设置在地上的电力控制装置、换热器、气液分离器、真空泵、尾气处理系统以及污水处理系统，还包括布设在污染地块的浅层中的浅层抽提器，浅层抽提器用于将受热上升的水蒸气和污染物抽出；浅层抽提器的形状为中空环形圆柱，浅层抽提器的整体半径为10‑300mm，环心的半径为5‑100mm，浅层抽提器的厚度为50‑1000mm；浅层抽提器的环形内部为中空内腔；浅层抽提器上开设有与中空内腔连通的筛孔，筛孔供水蒸气和污染物进入中空内腔，筛孔的直径为2‑20mm；浅层抽提器上设置有输送管道。本实用新型能够快速的将汇集在蒸汽盖以下浅层污染土壤内的水蒸气和污染物抽出。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤修护技术领域，具体的说是一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统。
背景技术
原位热脱附技术是通过控制系统控制温度和加热时间而将污染土壤将加热至目标污染物的沸点以上，达到沸点后的污染物气化挥发。转化为气态后的污染物流动性提高，通过收集装置或捕获装置收集和捕获挥发的气态产物并对其进行净化处理，从而将目标污染物与土壤颗粒分离、去除。现有技术中的原位热脱附修复系统包括地上系统和布设在污染土壤区域内的加热井、抽提井以及监测井等。加热井产生的热量会使周围土壤内的污染物与土壤脱附，脱附后的部分污染物进入抽提井内，再通过泵将抽提井内的污染物抽出并经过管道输送至地上系统内进行处理。在现有技术中通常在污染土壤的修复区上覆盖有防止污染物向大气逸散的蒸汽盖，蒸汽盖能够保持污染修复区域的抽提真空度。而且抽提井表面距离地面一定距离处设有开筛段，且抽提井开筛段以上存在一定高度的不具有筛孔的白管段。
但是在现有技术中的原位热脱附修复系统在加热阶段，污染土壤的修复区内的水蒸气上升，上升的水蒸气在蒸汽盖的阻拦下汇集至蒸汽盖以下和抽提井开筛段以上的区域内，水蒸气无法及时抽出。由于加热井上端存在一定长度的不加热段，地表温度低，导致水蒸气在蒸汽盖以下冷凝，从而使得污染区域浅层土壤的温度无法有效提升。并且部分受热挥发的污染物也冷凝聚集在蒸汽盖以下的浅层土壤中，导致浅层土壤区域内的污染物无法得到抽提处理，浅层土壤污染物的去除效果不佳。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，能够快速的将汇集在蒸汽盖以下浅层污染土壤内的水蒸气和污染物抽出。
为了解决以上技术问题，本实用新型采用的具体方案为一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统：包括布设在污染地块中的若干加热器、若干竖直抽提井、若干监测井以及设置在地上的电力控制装置、换热器、气液分离器、真空泵、尾气处理系统以及污水处理系统，还包括浅层抽提器，浅层抽提器布设在污染地块的浅层中，浅层抽提器用于将受热上升的水蒸气和污染物抽出；浅层抽提器的形状为中空环形圆柱，浅层抽提器的整体半径为10-300mm，环心的半径为 5-100mm，浅层抽提器的厚度为50-1000mm；浅层抽提器的环形内部为中空内腔；浅层抽提器上均匀间隔开设有与中空内腔连通的筛孔，筛孔供水蒸气和污染物进入中空内腔，筛孔的直径为2-20mm；浅层抽提器上设置有与中空内腔连通的输送管道，输送管道供在真空泵负压下由中空内腔抽出的水蒸气和污染物输送至换热器冷却。
作为本实用新型一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统的进一步优化：所有加热器为等边三角形阵列分布，竖直抽提井和监测井交错设置在阵列的中心。
作为本实用新型一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统的进一步优化：浅层抽提器内环心的半径为10-75mm，浅层抽提器的整体的半径为20-200mm，浅层抽提器的厚度为100-500mm。
作为本实用新型一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统的进一步优化：加热器、竖直抽提井以及监测井的埋深为距离地面以下3-30m，浅层抽提器的埋深为距离地面0.5-2m。
作为本实用新型一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统的进一步优化：污染地块上覆盖有用于阻隔污染物逸散入大气和保持污染地块中抽提真空度的蒸汽盖，蒸汽盖的材质为耐高温柔性阻隔膜或混凝土阻隔层。
作为本实用新型一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统的进一步优化：浅层抽提器、竖直抽提井以及输送管道的材质均为不锈钢。
作为本实用新型一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统的进一步优化：加热器的顶部设有与电力控制装置连接的接线盒和接线柱。
作为本实用新型一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统的进一步优化：竖直抽提井上设有筛孔，竖直抽提井上端的筛孔与竖直抽提井井头的距离为 1.5-2.5m。
作为本实用新型一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统的进一步优化：真空泵与浅层抽提器和竖直抽提井间的相对真空度为-100-0kPa。
作为本实用新型一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统的进一步优化：输送管道的直径为30-300mm。
有益效果
本实用新型中的浅层抽提器设置在浅层污染地块中，浅层抽提器的形状为中空环形圆柱，汇集的污染物通过与中空内腔连通的外表面筛孔进入中空内腔。在真空泵负压作用下将中空内腔的污染物抽出，并通过输送管道输送至换热器冷却，经气液分离后进入尾气处理系统和污水护理系统处理。浅层抽提器能够快速的将汇集在浅层污染土壤中的污染物抽出，随污染物的抽出能够提升浅层土壤温度的上升速率以及土壤污染物的去除效率。
附图说明
图1为本实用新型的主视结构示意图；
图2为本实用新型中浅层抽提器的俯视剖视图结构示意图；
图3为本实用新型中浅层抽提器的侧视结构示意图；
图4为本实用新型中加热井、浅层抽提器、竖直抽提井以及监测井的布井图；
附图标记：1、污染地块，2、加热器，3、浅层抽提器，4、输送管道，5、竖直抽提井，6、换热器，7、气液分离器，8、真空泵，9、尾气处理系统，10、污水处理系统，11、监测井。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，包括布设在污染地块1中的加热器2、浅层抽提器3、竖直抽提井5、监测井11 以及设置在地上的电力控制装置、换热器6、气液分离器7、真空泵8、尾气处理系统9以及污水处理系统10。浅层抽提器3、竖直抽提井5、换热器6、气液分离器7以及尾气处理系统9和污水处理系统10间均通过输送管道4连接。污染地块1上覆盖有蒸汽盖，蒸汽盖的材质为柔性阻隔膜。蒸汽盖用于阻隔污染物逸散入大气，蒸汽盖能够保持污染地块1中抽提真空度以便于将汇集的污染物抽出。
如图4所示，加热器2为等边三角形阵列分布，加热器2位于三角形的顶点位置，浅层抽提器3分布于三角形另外两个点的位置，而竖直抽提井5和监测井11交错设置在阵列的中心。等边三角形的设置方式可使加热器2对污染地块1实现均匀加热，以使污染地块1内的污染物在高温下与土壤的脱附。
加热器2通过电力进行加热，加热器2的顶部设置有分别与电力控制装置中的控制柜连接的接线盒和接线柱。加热器2的材质为310s不锈钢，加热器 2的直径为10-100mm，优选直径为20-60mm。加热器2的长度可根据污染地块 1的受污染深度进行定制，加热器2的埋深距离地面以下3-30m。加热器2上距离接线盒1-2.5m的上端为不加热段，加热器2的下端为加热段。加热器2的加热功率为1-3kw/m，加热器2的温度为50-800℃，优选温度为100-800℃，再次优选温度为300-700℃。通电后的加热器2产生热量并通过热传导传递至周边的土壤，土壤中的污染物受热后从土壤颗粒表面脱附。
竖直抽提井5的材质为310s不锈钢，竖直抽提井5的直径为10-120mm，优选直径为30-100mm。竖直抽提井5的长度根据污染地块1的污染深度进行定制，竖直抽提井5的埋深距离地面以下3-30m。竖直抽提井5的下端设有开筛段，开筛段内均匀间隔开设有筛孔。筛孔供由加热器2的高温作用下产生的部分水蒸气和与土壤脱附的污染物进入竖直抽提井5内，竖直抽提井5通过输送管道4 与真空泵8连接，并通过真空泵8产生的负压而将水蒸气和污染物经竖直抽提井 5抽出。筛孔的直径为5-20mm，且位于开筛段上端的筛孔与竖直抽提井5井头的距离为1.5-2.5mm，筛孔与竖直抽提井5井头距离的设置能够防止由于筛孔距离地面过近而导致竖直抽提井5短路，从而避免竖直抽提井5下端无法形成抽提真空而使得水蒸气和污染物无法抽出的情况。
如图1所示，本实施例中浅层抽提器3固定在距离地面0.3-2.5m的加热器2上，在其他实施方式中浅层抽提器3也可埋设于位于蒸汽盖以下和竖直抽提井5白管段以上的浅层污染地块1中。浅层抽提器3埋入地下距离地面深度为0.3-2.5m，优选的埋深距离为0.5-2m。浅层抽提器3用于将汇集在蒸汽盖以下和竖直抽提井5开筛段以上的水蒸气和污染物抽出。如图2及图3所示，浅层抽提器3的形状为中空环形圆柱，浅层抽提器3的整体半径为10-300mm，优选的整体半径为20-200mm。环心的半径为5-100mm，优选的半径为10-75mm。浅层抽提器3的厚度为50-1000mm，优选的厚度为100-500mm。浅层抽提器3上均匀间隔开设有与中空内腔连通的筛孔，筛孔供汇集在浅层污染地块1中的水蒸气和污染物进入中空内腔，筛孔的直径为2-20mm。浅层抽提器3上的输送管道4与其中空内腔连通，并在真空泵8负压作用下通过输送管道4将由中空内腔抽出的水蒸气和污染物输送至换热器6内进行换热降温处理。输送管道4的材质为不锈钢，输送管道4的直径为30-300mm。
如图1所示，真空泵8通过输送管道4分别连接气液分离器7和尾气处理系统9，真空泵8用以将汇集在浅层抽提器3中空内腔内和竖直抽提井5内的水蒸气和污染物抽出，并通过输送管道4输送至换热器6内进行处理。真空泵8 的设置能够保持浅层抽提器3和竖直抽提井5井头相对真空度为-100～0kpa，优选的相对真空度为-70～0kpa，再次优选的相对真空度为-50～-10kpa。通过真空泵 8的负压作用将部分水蒸气和污染物从浅层抽提器3和竖直抽提井5内抽出，抽出的污染物通过输送管道4依次进入换热器6和气液分离器7内。通过换热器6 将具有一定温度的水蒸气和污染物进行降温处理，降温后的水蒸气和污染物通过输送管道4进入气液分离器7内进行气相与液相的分离处理。分离后的气相组分随污染物进行尾气处理系统9进行吸附处理，处理达标后排入大气。将分离得到的液相组分进入污水处理系统10，处理达标后进行排放。
本实用新型的具体实施方式如下：首先，如图1所示工人将加热器2、竖直抽提井5以及监测井11根据图4所示的布井方式布设在污染地块1内，并将浅层抽提器3设置于蒸汽盖以下和竖直抽提井5白管段以上的污染地块1的浅层内。浅层抽提器3和竖直抽提井5间分别通过输送管道4依次连接设置在地面上的换热器6、气液分离器7、真空泵8以及尾气处理系统9和污水处理系统10。
其次，当对污染地块1进行修复处理工作时，启动电力控制装置。通电后的加热器2的加热段产生的热量传递给周边的受污染土壤，土壤内的污染物受热后从土壤颗粒表面脱附。脱附后的污染物一部分由筛孔进入竖直抽提井5内，由真空泵8通过输送管道4将竖直抽提井5内的污染物抽出并输送至换热器6 内进行冷凝处理。同时，另一部分污染物和水蒸气上升至蒸汽盖以下和竖直抽提井5白管段以上的污染地块1的浅层区内，上升的水蒸气和污染物由浅层抽提器 3上的筛孔进入浅层抽提器3的中空内腔。由真空泵8通过输送管道4将浅层抽提器3中空内腔的水蒸气和污染物抽出并输送至换热器6内进行冷凝处理。
最后，经过换热器6换热降温的污染物进入气液分离器7内进行气相和液相的分离处理，分离后的气相组分通过输送管道4进入尾气处理系统9进行吸附处理，并在气体达标后排入大气。分离后的液相组分通过输送管道4进入污水处理系统10内进行处理，并在液体达标后进行排放。如此循环往复实现对污染地块1进行脱附修复。
Claims (10)
1.一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，包括布设在污染地块(1)中的若干加热器(2)、若干竖直抽提井(5)、若干监测井(11)以及设置在地上的电力控制装置、换热器(6)、气液分离器(7)、真空泵(8)、尾气处理系统(9)以及污水处理系统(10)，其特征在于：还包括浅层抽提器(3)，浅层抽提器(3)布设在污染地块(1)的浅层中，浅层抽提器(3)用于将受热上升的水蒸气和污染物抽出；浅层抽提器(3)的形状为中空环形圆柱，浅层抽提器(3)的整体半径为10-300mm，环心的半径为5-100mm，浅层抽提器(3)的厚度为50-1000mm，浅层抽提器环形内部为中空内腔；浅层抽提器(3)上均匀间隔开设有与中空内腔连通的筛孔，筛孔供水蒸气和污染物进入中空内腔，筛孔的直径为2-20mm；浅层抽提器(3)上设置有与中空内腔连通的输送管道(4)，输送管道(4)供在真空泵(8)负压下由中空内腔抽出的水蒸气和污染物输送至换热器(6)冷却。
2.根据权利要求1所述的一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，其特征在于：所有加热器(2)为等边三角形阵列分布，竖直抽提井(5)和监测井(11)交错设置在阵列的中心。
3.根据权利要求1所述的一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，其特征在于：浅层抽提器(3)内环心的半径为10-75mm，浅层抽提器(3)的整体的半径为20-200mm，浅层抽提器(3)的厚度为100-500mm。
4.根据权利要求1所述的一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，其特征在于：加热器(2)、竖直抽提井(5)以及监测井(11)的埋深为距离地面以下3-30m，浅层抽提器(3)的埋深为距离地面0.5-2m。
5.根据权利要求1所述的一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，其特征在于：污染地块(1)上覆盖有用于阻隔污染物逸散入大气和保持污染地块(1)中抽提真空度的蒸汽盖，蒸汽盖的材质为耐高温柔性阻隔膜或混凝土阻隔层。
6.根据权利要求1所述的一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，其特征在于：浅层抽提器(3)、竖直抽提井(5)以及输送管道(4)的材质均为不锈钢。
7.根据权利要求1所述的一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，其特征在于：加热器(2)的顶部设有与电力控制装置连接的接线盒和接线柱。
8.根据权利要求1所述的一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，其特征在于：竖直抽提井(5)上设有筛孔，竖直抽提井(5)上端的筛孔与竖直抽提井(5)井头的距离为1.5-2.5m。
9.根据权利要求1所述的一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，其特征在于：真空泵(8)与浅层抽提器(3)和竖直抽提井(5)间的相对真空度为-100～0kPa。
10.根据权利要求1所述的一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统，其特征在于：输送管道(4)的直径为30-300mm。
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| CN202222024796.7U CN218079621U (zh) | 2022-08-02 | 2022-08-02 | 一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统 |
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| CN202222024796.7U CN218079621U (zh) | 2022-08-02 | 2022-08-02 | 一种强化抽提的土壤原位热脱附修复系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116060428A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-05-05 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种有机污染土壤的原位燃气热脱附系统 |
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2022
- 2022-08-02 CN CN202222024796.7U patent/CN218079621U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN116060428A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-05-05 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种有机污染土壤的原位燃气热脱附系统 |
| CN116060428B (zh) * | 2023-02-20 | 2024-03-12 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种有机污染土壤的原位燃气热脱附系统 |
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