一種污染土壤的原位熱解吸處理技術(shù)和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種污染土壤的原位熱解吸處理技術(shù)和系統(tǒng)，其特征是：包括加熱系統(tǒng)、加熱井、抽吸井和氣體處理系統(tǒng)。利用加熱系統(tǒng)將空氣加熱后，通過加熱井注入到土壤中；將土壤加到一定溫度使有機(jī)污染物得以揮發(fā)、分離或分解；經(jīng)過真空抽吸井抽吸出來的污染空氣，根據(jù)污染物的不同直接進(jìn)入鍋爐焚燒或用其它方式進(jìn)行處理。本發(fā)明相比傳統(tǒng)的原位熱解吸技術(shù)改變?cè)械募訜岱绞胶筒季绞降母倪M(jìn)，通過熱空氣加熱土壤加熱速率快、加熱均勻和熱量損耗小，對(duì)土壤橫向和縱向的逐層加熱，可以達(dá)到最高的熱量利用效率和修復(fù)速率。
【專利說明】一種污染土壤的原位熱解吸處理技術(shù)和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污染土壤的原位熱解吸處理技術(shù)和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，越來越多的工業(yè)企業(yè)搬遷，遺留下來大量的可能存在潛在的環(huán)境污染的場地。如果這些場地未經(jīng)環(huán)境調(diào)查評(píng)價(jià)或修復(fù)，場地的再利用就可能存在潛在健康風(fēng)險(xiǎn)。因此必須對(duì)這些場地進(jìn)行場地環(huán)境調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及污染修復(fù)。土壤修復(fù)是使遭受污染的土壤恢復(fù)正常功能的技術(shù)措施。在土壤修復(fù)行業(yè)，已有的土壤修復(fù)技術(shù)達(dá)到一百多種，常用技術(shù)也有十多種，大致可分為物理、化學(xué)和生物三種方法。
[0003]熱解吸技術(shù)是一種土壤修復(fù)技術(shù)，包括原位和異位兩種方式。熱解吸技術(shù)是指通過直接或間接熱交換，將污染介質(zhì)及其所含的有機(jī)污染物加熱到足夠的溫度，使有機(jī)污染物從污染介質(zhì)揮發(fā)或分離的過程。熱解吸修復(fù)技術(shù)適用于處理土壤中揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物、農(nóng)藥、高沸點(diǎn)氯代化合物，不適用于處理土壤中重金屬、腐蝕性有機(jī)物、活性氧化劑和還原劑等。熱解吸技術(shù)相比其它修復(fù)技術(shù)消耗能源多，所以減少熱解吸技術(shù)的能源消耗有十分重要實(shí)際意義。
[0004]相關(guān)文獻(xiàn)檢索表明，中國專利(ZL201120542249.7)公開了一種原位熱強(qiáng)化組合土壤氣相抽提技術(shù)治理污染土壤的裝置。該專利在污染土壤區(qū)域中形成土層開口作為加熱井，加熱井中安放加熱器部件，加熱井中心至少形成一個(gè)土層開口作為抽提井，在抽提井中部署真空系統(tǒng)，抽提井連接有真空管；通過地表供電系統(tǒng)提供的電源加熱加熱器部件，再由加熱器部件將其熱量傳遞給鄰近土壤，加熱產(chǎn)生的尾氣由真空系統(tǒng)提取至地面，經(jīng)真空管收集，收集后的尾氣傳輸?shù)轿廴疚锏乇硎占疤幚碓O(shè)施，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。該專利在加熱井安放加熱部件對(duì)土壤進(jìn)行加熱，該方式溫度梯度大、加熱速率慢、加熱不均勻和熱量損耗大。該專利真空管收集的尾氣需要專門的設(shè)施進(jìn)行處理，增加了污染土壤治理工程的投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種污染土壤的原位熱解吸技術(shù)和系統(tǒng)。
[0006]一種污染土壤的原位熱解吸處理技術(shù)，其特征在于由以下步驟組成:
[0007]a、利用加熱系統(tǒng)將空氣加熱到所需要溫度，溫度根據(jù)需要處理土壤中的污染物確定;
[0008]b、將加熱空氣注入到土壤中，將土壤加熱到一定溫度使有機(jī)污染物得以揮發(fā)、分離或分解，加熱時(shí)間需要根據(jù)土壤中污染物的去除時(shí)間進(jìn)行確定。
[0009]C、經(jīng)過真空抽吸井抽吸污染空氣；
[0010]d、根據(jù)污染物的不同直接進(jìn)入鍋爐焚燒或用其它方式進(jìn)行處理。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述步驟a需要在加熱井內(nèi)進(jìn)行，加熱井內(nèi)需要保持一定氣壓，熱空氣通過加熱井進(jìn)入土壤縫隙，并將熱量傳給土壤。[0012]進(jìn)一步地，所述步驟b對(duì)污染土壤進(jìn)行橫向和縱向的逐層加熱；在一個(gè)中心點(diǎn)對(duì)一定深度的土壤開始加熱，并逐步將土壤的加熱向四周擴(kuò)散，當(dāng)這一深度加熱完成，再逐層向上加熱；通過此加熱方式以達(dá)到最高的熱量利用效率和修復(fù)速率。
[0013]基于一種污染土壤的原位熱解吸處理技術(shù)，其通過以下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn):
[0014]一種污染土壤的原位熱解吸處理系統(tǒng)，其特征是:包括加熱系統(tǒng)、加熱井、抽吸井和氣體處理系統(tǒng)。
[0015]作為優(yōu)選，所述加熱系統(tǒng)將加熱的空氣通過軟性導(dǎo)管注入加熱井，以達(dá)到加熱土壤的目的。
[0016]作為優(yōu)選，所述抽吸井安裝有軟性導(dǎo)管，該軟性導(dǎo)管長短不一，有足夠的長度保證其延伸至井底或井口 ；通過導(dǎo)管用泵將土壤中揮發(fā)或分離的污染物和空氣一起通過抽吸井抽出。
[0017]作為優(yōu)選，所述抽吸井抽吸出來的污染空氣經(jīng)氣體處理系統(tǒng)送至鍋爐或直接泵入鍋爐進(jìn)行焚燒。
[0018]本污染土壤的原位熱解吸技術(shù)的有益效果是:
[0019]1.通過熱空氣加熱土壤加熱速率快、加熱均勻和熱量損耗小。
[0020]2.有機(jī)污染物不僅可以從土壤中得以揮發(fā)、分離，而且可以直接分解。
[0021]3.在使用鍋爐做為加熱系統(tǒng)的情況下，可以將抽出氣體進(jìn)入鍋爐燃燒。
[0022]4.橫向和縱向的逐層加熱，使修復(fù)污染土壤速率快，能源消耗低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種污染土壤的原位熱解吸技術(shù)作進(jìn)一步說明:
[0024]圖1是本污染土壤原位解吸處理系統(tǒng)示意圖；
[0025]圖2是本污染土壤原位解吸技術(shù)布井方式平面示意圖；
[0026]圖3是本污染土壤原位解吸技術(shù)布井方式剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1所示一種污染土壤的原位熱解吸處理技術(shù)，其特征在于由以下步驟組成:
[0028]a、利用加熱系統(tǒng)將空氣加熱到所需要溫度，溫度根據(jù)需要處理土壤中的污染物確定;
[0029]b、將加熱空氣通注入到土壤中，將土壤加熱到一定溫度使有機(jī)污染物得以揮發(fā)、分離或分解，加熱時(shí)間需要根據(jù)土壤中污染物的去除時(shí)間進(jìn)行確定。
[0030]C、經(jīng)過真空抽吸井抽吸污染空氣；
[0031]d、根據(jù)污染物的不同直接進(jìn)入鍋爐焚燒或用其它方式進(jìn)行處理。
[0032]進(jìn)一步地，所述步驟a需要在加熱井內(nèi)進(jìn)行，加熱井內(nèi)需要保持一定氣壓，熱空氣通過加熱井進(jìn)入土壤縫隙，并將熱量傳給土壤。
[0033]進(jìn)一步地，所述步驟b對(duì)污染土壤進(jìn)行橫向和縱向的逐層加熱；在一個(gè)中心點(diǎn)對(duì)一定深度的土壤開始加熱，并逐步將土壤的加熱向四周擴(kuò)散，當(dāng)這一深度加熱完成，再逐層向上加熱；通過此加熱方式以達(dá)到最高的熱量利用效率和修復(fù)速率。
[0034]基于一種污染土壤的原位熱解吸處理技術(shù)，其通過以下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn):[0035]一種污染土壤的原位熱解吸處理系統(tǒng)，其特征是:包括加熱系統(tǒng)、加熱井、抽吸井和氣體處理系統(tǒng)。
[0036]作為優(yōu)選，所述加熱系統(tǒng)將加熱的空氣通過軟性導(dǎo)管注入加熱井，以達(dá)到加熱土壤的目的。
[0037]作為優(yōu)選，所述抽吸井安裝有軟性導(dǎo)管，該軟性導(dǎo)管長短不一，有足夠的長度保證其延伸至井底或井口 ；通過導(dǎo)管用泵將土壤中揮發(fā)或分離的污染物和空氣一起通過抽吸井抽出。
[0038]作為優(yōu)選，所述抽吸井抽吸出來的污染空氣經(jīng)氣體處理系統(tǒng)送至鍋爐或直接泵入鍋爐進(jìn)行焚燒。
[0039]如圖2和圖3所示，假定污染物深度為10m，加熱井和抽吸井之間的距離為5m，每次縱向加熱土壤厚度為2m，加熱方式采用空氣間接加熱。在現(xiàn)場實(shí)施過程中，先在污染場地打一 口 IOm深的加熱井(圖2中的A點(diǎn))，在再距其5.0m的位置打一 口 IOm深的抽吸井(圖2中I點(diǎn))。
[0040]對(duì)加熱井中8-10m深度進(jìn)行加熱，并在抽吸井相同深度監(jiān)測(cè)空氣和土壤溫度變化，記錄溫度隨時(shí)間的變化情況，據(jù)此可以計(jì)算出土壤加熱速率、土壤熱容量并確定加熱井和抽吸井的溫度梯度。
[0041]當(dāng)I號(hào)井加熱(加熱區(qū)域I)到一定溫度時(shí)(不一定是土壤原位熱解吸的最終溫度)，A井停止加熱，將1-6號(hào)井變成加熱井(加熱區(qū)域II)，7-18號(hào)井成為抽吸井上。而后
7-18號(hào)井成為加熱井(加熱區(qū)域III)，其外層的井成為抽吸井，以后逐次向外步進(jìn)。此種布井方式是從一個(gè)中心向四周擴(kuò)散，使用的加熱井和抽吸井逐次增加，現(xiàn)場實(shí)施難度較大。所以可以采用單向步進(jìn)的方式:A井加熱，I號(hào)井抽吸監(jiān)測(cè)；1_3號(hào)井加熱，其外圍的井抽吸；
8-9號(hào)井加熱，其外圍的井抽吸。為了防止熱量的損耗，先一步加熱的井上在修復(fù)同一層的土壤時(shí)不作為抽吸井，并要保持一定的氣壓。
[0042]當(dāng)修復(fù)完成此片區(qū)域8-10m深土壤后，重新從A井開始加熱(加熱區(qū)域IV)，并將加熱井的加熱位置提升到6-8m，并在抽吸井相同深度監(jiān)測(cè)溫度變化，記錄溫度隨時(shí)間的變化情況，因?yàn)椴煌疃韧寥赖睦砘再|(zhì)不同并且因?yàn)榈讓油寥兰訜岬挠绊?，所以重新需要重新?jì)算土壤加熱速率、土壤熱容量和加熱井和抽吸井的溫度梯度。根據(jù)計(jì)算結(jié)果采用四周步進(jìn)或單向步進(jìn)方式對(duì)此一層土壤進(jìn)行修復(fù)。
[0043]加熱井加熱位置逐層向上提升，當(dāng)快接接近土壤表層時(shí)，有兩種方案:一是監(jiān)測(cè)表層土壤溫度，當(dāng)表層土壤達(dá)到一定溫度時(shí)，加熱井加熱位置不再提升，并將未進(jìn)行原位熱解吸的表層土壤進(jìn)行異位修復(fù)；二是在表層土壤上覆蓋隔熱裝置，用原位熱解吸方式一起進(jìn)行修復(fù)。
[0044]上述實(shí)施方式旨在舉例說明本發(fā)明可為本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)或使用，對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，故本發(fā)明包括但不限于上述實(shí)施方式，任何符合本權(quán)利要求書或說明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點(diǎn)的方法、工藝、產(chǎn)品，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種污染土壤的原位熱解吸處理技術(shù)，其特征在于由以下步驟組成: a、利用加熱系統(tǒng)將空氣加熱到所需要溫度，溫度根據(jù)需要處理土壤中的污染物確定； b、將加熱空氣注入到土壤中，將土壤加熱到一定溫度使有機(jī)污染物得以揮發(fā)、分離或分解，加熱時(shí)間需要根據(jù)土壤中污染物的去除時(shí)間進(jìn)行確定。 C、經(jīng)過真空抽吸井抽吸污染空氣； d、根據(jù)污染物的不同直接進(jìn)入鍋爐焚燒或用其它方式進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污染土壤的原位熱解吸處理技術(shù)，其特征是:所述步驟a需要在加熱井內(nèi)進(jìn)行，加熱井內(nèi)需要保持一定氣壓，熱空氣通過加熱井進(jìn)入土壤縫隙，并將熱量傳給土壤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污染土壤的原位熱解吸處理技術(shù)，其特征是:所述步驟b對(duì)污染土壤進(jìn)行橫向和縱向的逐層加熱；在一個(gè)中心點(diǎn)對(duì)一定深度的土壤開始加熱，并逐步將土壤的加熱向四周擴(kuò)散，當(dāng)這一深度加熱完成，再逐層向上加熱；通過此加熱方式以達(dá)到最高的熱量利用效率和修復(fù)速率。
4.一種污染土壤的原位熱解吸處理系統(tǒng)，其特征是:包括加熱系統(tǒng)、加熱井、抽吸井和氣體處理系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種污染土壤的原位熱解吸處理系統(tǒng)，其特征是:所述加熱系統(tǒng)將加熱的空氣通過軟性導(dǎo)管注入加熱井，以達(dá)到加熱土壤的目的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種污染土壤的原位熱解吸處理系統(tǒng)，其特征是:所述抽吸井安裝有軟性導(dǎo)管，該軟性導(dǎo)管長短不一，有足夠的長度保證其延伸至井底或井口 ；通過導(dǎo)管用泵將土壤中揮發(fā)或分離的污染物和空氣一起通過抽吸井抽出。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種污染土壤的原位熱解吸處理系統(tǒng)，其特征是:所述抽吸井抽吸出來的污染空氣需要經(jīng)氣體處理系統(tǒng)進(jìn)行處理或直接泵入鍋爐進(jìn)行焚燒。
【文檔編號(hào)】B09C1/06GK103447292SQ201310381198
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】韓清潔, 陳有志, 王廷濤 申請(qǐng)人:韓清潔