[发明专利]一种污染场地分段电加热原位热脱附修复系统控制方法

说明书

一种污染场地分段电加热原位热脱附修复系统控制方法，涉及土壤修复技术领域，包括如下步骤：测定每个土层的相关物理特性；基于所测定的所述土层的相关物理特性计算所述每个土层的有效密度、有效热容、有效导热系数；再基于土壤污染物浓度、类型得出污染物蒸发潜热以及实验室测定的蒸发速率，计算蒸发电加热井影响范围内水分和污染物所需能量，以计算出对应土层土壤中的温度；再依据工期计算出不同土层对应的分段电加热井所需加热功率；启动加热系统对对应地所述土层进行加热并基于检测到的土层温度变化进行加热温度的调整。

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，公开了一种污染场地分段电加热原位热脱附修复系统控制方法。

背景技术

随着中国工业化进程的不断推进，污染企业面临拆迁改建，遗留的污染场地对环境和居民造成潜在健康风险。目前，原位电加热因能量利用率高，可以实现分段加热而有广泛应用前景。在原位热脱附修复工程中，因土壤质地不同，吸收同样能量后升高的温度不同。若对不同质地的土壤施加同样的热量，会造成土壤温度分布不均匀，污染物汽化不完全的问题。若针对污染物分布采取分段加热，即污染物浓度较高的土层加热温度较高，而污染物浓度较低的土层加热温度较低，易造成污染物汽化因浮力上升后，遇到上方温度较低的土壤又液化停留在该土层，导致污染物难以去除的问题。本发明基于土壤质地和土壤传热传质规律的研究，建立了基于土壤特性的控温的方式，以改善土壤温度分布均匀性，提升水分和污染物蒸发面一致性，可达到污染物有效去除和节能降耗的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污染场地分段电加热原位热脱附修复系统控制方法，以解决以上问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种污染场地分段电加热原位热脱附修复系统控制方法，包括如下步骤：

测定每个土层的相关物理特性；

基于所测定的所述土层的相关物理特性计算所述每个土层的有效密度、有效热容、有效导热系数；

再基于土壤污染物浓度、类型得出污染物蒸发潜热以及实验室测定的蒸发速率，计算蒸发电加热井影响范围内水分和污染物所需能量，以计算出对应土层土壤中的温度；

再依据工期计算出不同土层对应的分段电加热井所需加热功率；

启动加热系统对对应地所述土层进行加热并基于检测到的土层温度变化进行加热温度的调整。

可选地，所述计算出对应土层土壤中的温度的公式如下：

其中：

ρ_eff＝θ_wρ_w+θ_sρ_s+θ_vρ_v

c_p，eff＝(θ_wρ_wc_p，w+θ_sρ_sc_p，s+θ_vρ_vc_p，v)/ρ_eff

ρ_eff为有效密度，c_p，eff为有效热容，λ_eff为有效导热系数，ρ为每个土层的密度，c_p为比热容，λ_dry为λ_wet和干土与湿土导热系数，θ_s、θ_w、θ_v依次为土壤、水分、气体的体积分数。