[发明专利]一种有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置和方法

权利要求书

1.一种有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置，其特征在于：该装置包括生物堆(7)、通气模块(Ⅰ)、污染物监测模块(Ⅱ)、尾气处理模块、滴灌模块、渗滤液收集模块和供电控制系统；通气模块(Ⅰ)与污染物监测模块(Ⅱ)连接，通气模块(Ⅰ)与污染物监测模块(Ⅱ)分布于生物堆体土壤中；尾气处理模块与通气模块(Ⅰ)连接，滴灌模块分布于生物堆(7)的堆体顶部，渗滤液收集模块分布于生物堆体周围，供电控制系统与通气模块(Ⅰ)连接。

2.根据权利要求1所述的有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置，其特征在于：所述生物堆(7)为将挥发性有机物及可生物降解有机物复合污染土壤挖离污染区域后放置成一定形状的堆体，堆体土方量约200m³，生物堆高度不超过2m，堆体底部为水泥板层，设有1mm厚HDPE防渗膜，上铺有30cm粘土层，防止气体短路。

3.根据权利要求1所述的有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置，其特征在于：所述通气模块(Ⅰ)包括高压漩涡气泵(1)、气液分离器(2)和抽气井(6)；抽气井(6)在生物通风模式时兼做通气井，高压漩涡气泵(1)一端与供电控制系统连接，一端与气液分离器(2)连接，气液分离器(2)另一端与抽气井(6)连接。

4.根据权利要求1所述的有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置，其特征在于：污染物监测模块(Ⅱ)包含土壤气体取样器(8)和压力表和气体采样孔(5)和监测井；压力表用于测量气体压力，气体采样孔为土壤气体和CO₂/O₂采样孔；尾气处理模块包括活性炭吸附罐(10)；滴灌模块包括供药罐(11)和滴灌软管(14)，滴灌模块用于调节土壤水分、添加营养物质和微生物；渗滤液收集模块配合滴灌模块使用，用于异位生物堆体土壤中渗滤液的收集。

5.根据权利要求3所述的有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置，其特征在于：所述通气模块(Ⅰ)还包括气体流量计(3)、节流阀(4)和单向阀(9)，所述气体流量计(3)、节流阀(4)位于高压涡旋气泵(1)与气液分离器(2)之间，单向阀(9)位于高压涡旋气泵(1)与尾气处理模块之间。

6.根据权利要求3或5所述的有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置，其特征在于：所述高压涡旋气泵(1)为吹吸双功能。

7.根据权利要求3或5所述的有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置，其特征在于：所述抽气井(6)为隙缝式水平筛管，外部包覆不锈钢滤网。

8.根据权利要求3或5所述的有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置，其特征在于：所述抽气井(6)外部还包括滤料层，滤料主要为石英砂、砾石，位于不锈钢滤网包覆的隙缝式水平筛管外。

9.根据权利要求3或5所述的有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复装置，其特征在于：所述抽气井(6)井口设压力表和气体采样孔(5)，通过气体流量计(3)与通气模块(Ⅰ)连接，另一端用管帽封口。

10.一种有机污染土壤的异位生物堆气相抽提/生物通风修复方法，其特征在于：该方法具体的过程为：

步骤1)、将挥发性有机物及可生物降解有机物复合污染土壤挖离污染区域后放置成一定形状的生物堆堆体，生物堆堆体底部为水泥板层，设有1mm厚HDPE防渗膜，上铺有30cm粘土层，防止气体短路，生物堆建成后覆盖1mm厚HDPE防渗膜；在生物堆建设过程中在土壤中置入一组水平抽气井/通气井，为隙缝式水平筛管，抽气井数量依据生物堆长度和抽气半径决定，井屏长度略小于生物堆宽度，井口设压力表和气体采样孔，通过流量计与通气模块连接，另一端用管帽封口，井口设有压力表；生物堆内部埋设土壤气体采样器，土壤气体采样器用硅胶管连接于土壤堆体外部，用于试验通风系统运行期间土壤气体的采集，以便随时监测土壤气体中污染物的变化情况；生物堆顶部设有CO₂/O₂采样孔、监测井；生物堆顶部用PVC软管呈蛇形回路铺在土壤表面，管底部设有小孔，包覆纱网和滤料，滴灌软管接供药罐，用于滴灌添加营养物质或者水份；渗滤液收集系统配合滴灌系统使用，用于堆体土壤中渗滤液的收集，堆体四周有深度低于水泥板层的排水沟，沟内布设有PVC排水管，外接渗滤液收集池，四周设有坡度，便于渗滤液流向收集池；

步骤2)、装置运行分为土壤气相抽提和生物通风两个阶段：抽气时，土壤气体中的挥发性有机物从抽气井出，经气液分离器、高压漩涡气泵，入尾气处理模块，经吸附达标后排入大气，从而减少土壤气体中挥发性有机污染物的含量；当抽气达到“拖尾”阶段时，即抽出的气体中挥发性污染物浓度很低且不再下降时，系统从土壤气相抽提切换至生物通风模式，即高压漩涡气泵变更到吹风状态，为了更好地促进微生物对氧气的利用，在生物通风模式时气体流量低于抽气流量，气体经高压涡旋气泵、流量计、气液分离器进入通气井，扩散至生物堆土壤内部，促进土壤中土著微生物的生长代谢，从而实现对有机污染物的生物降解，达到降低土壤中可生物降解的有机污染物的目的。