[发明专利]一种曝气联合气相抽提二维试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种曝气二维试验装置，特别是涉及曝气联合气相抽提二维试验装置。 

背景技术

随着经济的快速发展，由于缺乏有效的环境保护，我国土壤和地下水污染问题日益严重。2011年国务院发布《全国地下水防治规划（2011-2020年）》，要求有计划地加快推进地下水污染修复，到2015年基本掌握地下水污染状况，2020年建成地下水污染防治体系。国家“十二五”规划也特别提出须“加强地下水污染防治”。以江苏为例，2006年~2011年，江苏省连续两轮开展了共为期6年的化工生产企业专项整治。为进一步提升化工产业发展层次，确定从2012年～2014年，再用3年时间在全省开展新一轮化工生产企业专项整治，旨在全面提高化工行业环保和安全水平，推进化工行业高端发展、转型发展、绿色集约发展。预计到2014年年底，全省化工生产企业安全生产标准和环境保护标准全部达到国家相关标准要求，城市主城区、居民集中区、饮用水水源地的化工生产企业原则上全部迁出或转产、关闭。这些工业污染场地如不加治理或修复直接使用将存在很大的环境隐患和人体健康风险。工业场地污染物中，挥发/半挥发性有机染物占有较大的比重，约占70%以上。

挥发性有机污染物主要来源于：（1）石油化工生产区、加油站等形成的落地油或事故泄漏、含油生产污水排放和输油管道的渗漏；（2）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药品泄露。大量的挥发性有机污染物直接进入土壤中，吸附于土壤颗粒内外表面，由于其具有较强的挥发性，容易在土壤中扩散，从而造成更大面积的土壤污染，甚至渗透到地下水中，造成严重的地下水污染，还会对地表生物造成危害。

地下水曝气法（AS）自80年代中期发展起来，是处理土壤和地下水中可挥发有机污染物的一种非常有效的方法，具有成本低、效率高、原位操作和修复时间短等优点。在1982-2008年美国地下水污染“超级基金”治理项目地下水原位修复各技术中曝气法所占的比例高达23%。地下水曝气法一般与土壤气相抽提法结合使用，该方法的基本原理是将压缩空气注入地下水饱和区，气流在浮力作用下向上运动，带动部分易挥发性污染物从土壤和地下水中挥发并进入空气流，含有污染物的空气上升到非饱和区，然后采用土壤气相抽提技术进行处理。同时，注入的新鲜空气可以帮助好氧生物进行生物降解，进一步提高污染物的去除率。

由于地下水曝气理论研究仍处在初始阶段，修复机理尚未完全达成共识，导致实际工程中不可避免地出现设计不合理，造成资源浪费，因此研究地下水曝气修复的内在机理非常重要。目前我国对土壤和地下水污染影响及修复技术研究较少，修复技术手段相对薄弱且缺乏完善的理论体系，治理经验明显不足，不能满足土壤和地下水污染大规模有效治理的需要。在借鉴发达国家先进修复技术的同时，国内也应积极开展污染修复技术的基础性研究。

发明内容

技术问题：本发明提供一种针对地下水曝气法室内试验需求，可以模拟对处于不同条件下的土体和地下水中挥发/半挥发性有机污染物进行曝气联合气相抽提修复，同时对过程中的各项工艺参数进行调节和监测，试验过程中可实时采取水样进行定量分析，从而对修复过程和内在机理进行研究的曝气联合气相抽提二维试验装置。

技术方案：本发明的曝气联合气相抽提二维试验装置，包括二维试验模型、与二维试验模型连接的曝气模块和气相抽提模块，二维试验模型包括模型槽、设置在模型槽内部临近两端内壁的隔板、设置在模型槽上端的多孔钢板、设置在多孔钢板上侧的加压气囊、设置在模型槽底面上的曝气孔和污染物注入孔，模型槽两端底部分别连接一个水箱，加压气囊连接有第一空压机，水箱与模型槽的连接管道上设置有阀门，模型槽的一个侧面板上设置有多个取样孔。曝气模块包括依次连接的第二空压机、空气过滤器、第一气压调节阀、第二气压调节阀、第一流量计和气压传感器，气压传感器通过管路与曝气孔连接，或与设置在模型槽内的空气注入管连接。气相抽提模块包括依次连接的气相抽提管、第二流量计、活性炭过滤器、真空泵，气相抽提管的主体设置在模型槽上部，排气口设置在模型槽外部。

本发明中，隔板包括由外向内依次设置的多孔有机玻璃、土工布和细孔钢丝网。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

（1）本装置可以参照实际工程地质勘察报告，采用分层填装土样的方法模拟现场土体分层及非均质等情况，通过左右两侧水箱水位控制再现现场土层饱和与非饱和带，在此基础上进行各种复杂土层条件下的地下水曝气试验、气相抽提试验以及曝气联合气相抽提试验。