[实用新型]一种有机污染土壤的原位修复装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种有机污染土壤的原位修复装置，属于环保技术领域，主要应用于对被挥发性或半挥发性有机污染物污染的土壤作大规模去污处理。 

背景技术

土壤和地下水不仅是重要的农业生产资源，也是重要的环境要素，是人类赖以生存的基础。地球上的土壤是各种人为的和自然污染物的汇集体，环境中大部分的污染物最终会滞留在土壤中，从而导致土壤环境日益恶化。随着石油工业和化工工业的快速发展，有机物质对土壤的污染越来越严重，并超过了重金属污染和放射性污染而跃居首位，形成了数量众多的污染场地。污染场地的调查和修复已成为世界性的环境难题，并越来越引起人们的重视。场地土壤中的有机污染物主要来源于：(1)在石油的勘探与开采、储存与运输过程中，由于操作不当或事故泄露造成的石油排放或外溢；(2)石油、化工生产区、加油站等地形成的落地油、含油生产污水排放和输油管道的渗漏；(3)化工厂、农药厂等化学品生产企业，在生产车间、分装车间、药品储存仓库和厂区内运输途中造成的原料和药品泄露，以及印刷、建材、喷涂等行业排放的原料和废水。如果不对上述污染场地进行及时治理，则会导致严重的地下水污染，将来的治理难度和费用将会成倍增加。 

目前，常用的污染场地修复技术包括异位和原位两大类，这决定了污染场地修复设备也分为原位修复装置和异位修复装置。异位主要是指挖掘及后处理，即通过机械、人工等手段，使土壤离开原位置，再采用化学物理或生物等多种方法对其后处理、处置和再利用。异位修复技术涉及到挖土和转运，过程中存在二次污染的危险，存在明显不足。原位修复技术在近年得到广泛应用。其中，美国自80年代中期以来，已经投入大量资金用于土壤修复，一些新的原位修复技术应运而生，如化学氧化、土壤气提、微生物修复等。其中，土壤气提(SVE)是去除包气带土壤中有机污染物的最经济有效的方法，被美国环保局(EPA)称为“革命性技术”而大力倡导应用。 

SVE技术是一种利用物理方法，通过降低土壤孔隙的蒸汽压，把土壤中的污染物转化为蒸汽形式而加以去除的技术，可分为原位土壤气提技术、异位土壤气提技术和多相浸提技术。气提技术适用于地下含水层以上的包气带；多相浸提技术适用于包气带和地下含水层。原位土壤气提技术适用于处理挥发性的有机污染物，如有机卤代物或非卤代物，也可用于去除土壤中的油类、重金属、多环芳烃或二噁英等污染物；异位土壤气提技术适用于修复有机卤代物和非卤代物的污染土壤；多相浸提技术适用于处理中、低渗透型地层中的有机污染物。 

SVE的显著特点是可操作性强、处理污染物的范围宽、设计相对简单(可由标准设备操 作)、不破坏土壤结构、成本较低以及对回收利用废物有潜在价值等。SVE因不需要复杂的设计或特殊的设备就可达到体系最佳的效率及污染物的去除效果，从而优越于其它如热脱附或土壤淋洗。SVE技术的应用有其前提条件和适用范围，需要对污染场地进行必要的调查和评估，掌握其土壤条件和污染状况。SVE修复效果的影响因素有土壤的渗透性、土壤含水率与地下水深度、土壤的结构和分层、气相抽提流量、污染物的蒸汽压及环境温度等。 

SVE技术由于其在环境修复领域具有有效去除VOCs及易于操作和运行等优点。目前已被发达国家广泛应用于土壤及地下水修复领域的实际工程中。为提高SVE技术的运行效果，可与其它如空气喷射(Air Sparging，AS)、双相抽提(Dual-phase Extraction，DPE)、直接钻进(Directional Drilling，DD)、风力及水力压裂(Pneumatic and Hydraulic Fracturing，PHF)以及热强化(Thermal Enhancement，TE)等原位修复技术相结合而形成SVE增强技术。热强化技术，即土壤原位加热，是指通过直接或间接热交换，将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度，使有机污染物从污染介质挥发或分离的过程。热强化技术包括微波加热、射频加热、电阻加热、热空气注入、高温蒸汽注射等，能明显降低净化时间，还可去除常规SVE技术不能清除的低挥发性有机物或半挥发性有机物(sVOC)。其中，高温蒸汽以其来源广、价格低廉、热焓高的特点而经常用于实际工程中，大大缩短了修复工期。与SVE技术相似，影响蒸汽加热强化技术的因素众多，如土壤渗透性、土层结构、注入压力、蒸汽温度及流量等。