[实用新型]用于污染土壤深层搅拌-热空气注入的原位修复装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于污染土壤深层搅拌-热空气注入的原位修复装置，属于污染土壤修复系统技术领域。

背景技术

土壤环境是人类赖以生存的基础，随着全球工业化进程，有机污染已超过重金属污染和放射性污染而跃居首位。近年来，我国土壤污染日益严重，不仅破坏土壤本身生态系统，直接或间接危害人类健康，更为严重的是，挥发性有机污染物在不饱和区域会迁移至深层，尤其是对地下水资源构成威胁，造成严重后果，因此急需研究开发符合我国国情的工程修复技术。由于污染场地地质条件的复杂性、挥发性有机物的特殊性、土壤中污染物分布不均，单一的土壤修复技术往往不能达到预期的修复目标，污染土壤联合修复技术的需求显得尤为迫切。

土壤修复工程技术按其实施方式可分为原位修复和异位修复，按其修复方法可分为物理修复、化学修复和生物修复。

土壤气相抽提(Soil Vapor Extraction，SVE)，是始于20世纪80年代中后期的一种土壤原位修复技术，其原理是主要利用物理方法去除地下不饱和区域(vadose)的多孔介质土壤中的挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)。SVE修复技术的现场应用受污染物特性、土壤特性以及地下微生物状况等条件的制约。一般SVE系统通常包含抽气井、真空泵、地面管路、尾气处理装置等基本结构。

土壤气相抽提技术的应用有其适用范围：SVE技术适宜于土壤不饱和区域中挥发性有机污染物的去除修复，土壤的渗透性质、污染物的蒸气压对修复效果有重要影响。土壤气相抽提技术在发达国家已经广泛应用于实际修复，但其修复理论还需进一步完善，SVE系统的设计仍很大程度依赖于现场试验或中试数据。

土壤深层搅拌技术是一种加固软土地基的技术，是利用深层搅拌机械(如长螺栓钻机)，在加固深度内就地将软土和水泥强制拌合，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和足够强度的水泥土的一种地基处理方法。该技术是日本在70年代中期首创和开始应用，简称CMC工法。国内于1977年末由交通部水运规划设计院和冶金建筑研究院协作进行机械研制和室内外试验，并在岩土工程中开始正式使用。

热空气注入技术具有热空气注入相对经济，相对于高质量蒸汽容易提供的优点。由于空气具有相对低的热容量和在管道中的高能量损失的特点，单一的热空气注入并不是非常有效的向地下土壤传递热量的方式。

美国专利No.6,805,518“挥发性有机物原位土壤修复方法”提到了原位化学氧化治理污染土壤前期进行汽提，它通过沟槽装置收集土壤中挥发性的碳氢化合物，实际上是一种热强化的化学氧化方法，该方法引入热空气的目的是化学氧化的前处理，其应用具有一定的局限性，仅适合于易氧化的烃类污染物的修复。

美国专利No.5,836,718“污染土壤异位清洁方法和装置”采用封闭土堆系统，通过燃料供给产生热空气，形成热空气循环回路以处理烃污染土壤。该方法采用密闭管路传热和直接加热的方式，由于土堆内部污染物分布不均、土壤孔隙度差异较大等因素制约，会导致气流受阻、能耗相对较大且处理效果不佳。

美国专利No.5,639,182“土壤原位修复方法”涉及一种原位土壤搅拌方法，它通过移动式履带行进的钻机，配备有可垂直钻进的叶轮钻头，可实现污染土壤的原位搅拌。所采用搅拌钻头为一体式叶轮钻头，因而搅拌深度受到了限制且阻力较大，其应用具有一定的局限性，仅适合于较松散地层的处理。

以上几种专利技术用于污染土壤原位修复或异位修复，其热空气的引入方式及装置、土壤搅拌的方法及装置，应用很大程度受到现场场地条件、污染物种类等诸多因素的制约，使得此类技术的适用范围、应用成本、控制及修复效率等仍有许多待改进和强化之处，尤其是热空气注入技术、土壤搅拌技术及其组合问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有原位体系的修复效率及污染物的去除效果较差、SVE技术在修复后期普遍存在的“拖尾效应”的问题，进而提供一种用于污染土壤深层搅拌-热空气注入的原位修复装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：