有机物污染土壤的原位修复系统的制作方法

本实用新型属于环境保护和土壤修复技术领域，特别涉及一种有机物污染土壤的原位修复系统。

背景技术：

目前工农业发展迅速，越来越多的有机污染物进入到土壤中，同时随着城市规划对企业的外迁要求，大量工业遗留场地亟待开发再利用，而这些场地大多存在着土壤污染，严重威胁着周围居民的身体健康与环境状况，迫切需要有效措施加以处理。挥发性和半挥发性有机污染物是这类污染场地的主要污染物之一，这类污染物在土壤中存在时间长，对地上植物和地下生物均会造成严重危害，随雨水冲刷还会进入浅表地下水，影响饮用水水源，进一步影响我们的身体健康。当前的土壤修复技术主要为原位修复和异位修复，原位修复由于对污染物就地处置，不需要远程运输和建设昂贵的工程基础设施，且操作维护简便，逐渐成为主流工艺。在原位土壤修复技术中经常采用的是化学修复方法和物理修复方法，化学修复方法中的化学氧化法是一种成本低、处理相对简便的修复技术，适用于渗透性好的有机物污染场地的土壤修复技术。该技术向地下注入化学氧化剂，通过氧化剂和地下污染物的接触，把土壤中的有机污染物破坏、降解成无毒或危害较小的物质。但是该方法一次灌注效果较差，药液不能对污染区域进行充分处理，需要多次灌注才可以达到修复效果，操作时经常出现药液在土壤中扩散慢、反应不彻底、工作效率低等问题，特别是在低渗透率的土壤中应用时，氧化剂很难获得较好的扩散，修复效果差。物理修复方法中的土壤气体抽提技术是利用真空设备抽出预置的抽提井中的气体，使污染区土壤产生负压，驱使空气流过土壤孔隙，迫使污染物随土壤气体被抽出，再经过处理后进行排放，以此达到修复土壤的目的。这种方法局限性较大，比如对目标污染物的性质、土壤渗透性等要求较高，同时还存在着在应用中存在拖尾期，处理效果不理想，处理时间长等缺点。综上，如何获取一种简便有效的原位土壤修复技术，是目前亟待解决的一项技术难题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种有机物污染土壤的原位修复系统，用以克服现有技术中工作效率低、修复效果不理想、使用局限大、适用性差等技术缺陷。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

有机物污染土壤的原位修复系统，包括土壤气体抽提部、抽提井部、储药罐部、药液池部，其中，土壤气体抽提部通过第一管路与抽提井部联接，储药罐部通过第二管路与药液池部联接，药液池部设于抽提井部上方。

进一步的，还设有电气控制部，电气控制部包括控制箱，控制箱通过导线与土壤气体抽提部和储药罐部的控制端口联接。

作为优选，土壤气体抽提部包括真空泵、与真空泵进气口联接的负压罐、与真空泵排气口联接的活性炭罐，负压罐的进料口通过第一管路与抽提井部联接。

进一步的，在负压罐上设有真空表和安全阀，在负压罐下部侧壁上开设有液位监视窗口，在负压罐底部设有返液口，返液口通过导管与第二管路联通。

进一步的，所述真空泵、负压罐、活性炭罐固定安装在工作车上，负压罐顶部设有吊钩。

作为优选，抽提井部包括抽提井、设于抽提井内的抽气管，抽提井内壁与抽气管外壁之间设有过滤层，过滤层内的填充物为石子或陶粒的一种，抽提井井口近端部用膨胀土填充密封构成密封层，抽气管下端为封闭的盲端，抽气管外壁上缠裹有抽气管包覆层，包覆层为多孔柔性材料，抽气管管壁上均设有通孔，通孔的排布方式为上下均匀交错排布，，每个抽气管上端都并联入第一管路，第一管路汇成总管后与负压罐的进料口联接，提抽井的布点方式为各排抽提井之间交错布置。

作为优选，储药罐部包括储药罐，储药罐上开设有加料口和出料口，储药罐的出料口通过压力泵与第二管路的进液口联接，第二管路的出液口与药液池部联接。

作为优选，药液池部包括环形围挡、置于围挡内的药液，第二管路的出液口置于围挡内，药液上表面覆盖有密封膜，密封膜上设有沙土垫层。

本实用新型所取得的技术效果是：

1、由于本实用新型设有土壤气体抽提部、抽提井部、储药罐部、药液池部，其中，土壤气体抽提部通过第一管路与抽提井部联接，储药罐部通过第二管路与药液池部联接，药液池部设于抽提井部上方，该设计合理、操作简便，不破坏土壤结构，先通过药剂罐部将化学药剂注入药液池部向下方抽提井部土壤中渗透，再经土壤气体抽提部利用真空预压原理对抽提井部进行抽气，引导药液池部的药剂加速渗透入土壤中，并促使药剂在土壤中充分反应，减少处理盲区，对污染物处理显著，可以强化处理效果，同时大大节省了处理时间，工作局限性小，尤其适用于较难处理的低渗透率土壤修复。

2、由于设有电气控制部，电气控制部包括控制箱，控制箱通过导线与土壤气体抽提部和储药罐部的控制端口联接，能够使本实用新型整套系统实现自动化控制，操作更加便捷且可以随时监测系统运行状况，适时根据工况调整系统设备。

3、由于土壤气体抽提部包括真空泵、与真空泵进气口联接的负压罐、与真空泵排气口联接的活性炭罐，负压罐的进料口通过第一管路与抽提井部联接，结构简单合理，排气之前装有简易活性炭罐，相对于气相提技术可以减少复杂沉重的尾气处理装置，有效降低了成本，可适用多种类型污染土壤，适用性强。

4、由于在负压罐上设有真空表和安全阀，在负压罐下部侧壁上开设有液位监视窗口，在负压罐底部设有返液口，返液口通过导管与第二管路联通，该设计操作方便、安全性好，如有药液抽回，可以经第二管路进入药液池部继续使用，能够有效降低药剂成本，提高使用率。

5、由于所述真空泵、负压罐、活性炭罐固定安装在工作车上，负压罐顶部设有吊钩，便于本实用新型的移动和转场作业。

6、由于抽提井部包括抽提井、设于抽提井内的抽气管，抽提井内壁与抽气管外壁之间设有过滤层，过滤层内的填充物为石子或陶粒的一种，既可便于气体的滤出，也可以防止抽气管上的通孔堵塞；抽提井井口近端部用膨胀土填充密封构成密封层，抽气管下端为封闭的盲端，抽气管外壁用多孔柔性材料缠裹，经施工实践，可以进一步防止抽气管上的通孔堵塞；抽气管管壁上均设有通孔，通孔的排布方式为上下均匀交错排布，每个抽气管上端都并联入第一管路，第一管路汇成总管后与负压罐的进料口联接，提抽井的布点方式为各排抽提井之间交错布置，结构设计合理，抽气管通孔的排布设计通过改变抽气程度、范围，有利于引导上方药液池部中的药液由上而下均匀渗透扩散，抽提井的交错式布点方式，同样是便于药液充分扩散，各抽提井间互为影响，互为补充，克服处理盲区，使被污染土壤得到充分处理，优化处理效果，同时还具有在单位面积内打井作业更为经济，节省人力、物力的优点。

7、由于储药罐部包括储药罐，储药罐上开设有加料口和出料口，储药罐的出料口通过压力泵与第二管路的进液口联接，第二管路的出液口与药液池部联接，可以视被污染土壤情况，随时调配所需药剂，增强本实用新型的适用性。

8、由于药液池部包括环形围挡、置于围挡内的药液，第二管路的出液口置于围挡内，布置简便，围挡可选用金属板材制作，也可用土石砌成堤坝围栏，节省成本；药液上表面覆盖有密封膜，密封膜上设有沙土垫层，通过密封、隔温处理，可以有效防止药液的挥发、流散。

综上所述，本实用新型设计合理、操作简便，不破坏土壤结构，物理修复与化学修复方法有效结合，使得土壤修复效果好，处理时间短，工作局限性小、适用性强，特别适用于较难处理的低渗透率土壤修复，同时还具有系统化程度高，便于移动、方便转场作业等优点，是一种目前较为理想的土壤修复系统。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型抽提井结构示意图。

图3为本实用新型抽提井布点图。

图4为本实用新型与化学氧化法处理效果对比图。

附图中的标记如下：

100、真空泵；101、真空泵进气口；102、负压罐；103、真空泵排气口；104、活性炭罐；105、负压罐进料口；106、真空表；107、安全阀；108、液位监视窗口；109、负压罐返液口；110、工作车；111、吊钩；112、负压罐出料口；200、抽提井；201、抽气管；202、过滤层；203、抽提井密封层；204、抽气管通孔；205、抽气管包覆层；300、储药罐；301、储药罐加料口；302、储药罐出料口；303、压力泵；400、围挡；401、药液；402、密封膜；403、沙土垫层；500、电气控制箱；600、第一管路；700、第二管路。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型提出的有机物污染土壤的原位修复系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精确的比率，仅用以方便、清晰的辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图1-3所示，该有机物污染土壤的原位修复系统包括土壤气体抽提部、抽提井部、储药罐部、药液池部、电气控制部，其中，土壤气体抽提部通过第一管路600与抽提井部联接，储药罐部通过第二管路700与药液池部联接，药液池部设于抽提井部上方。

电气控制部包括控制箱500，控制箱500通过导线与土壤气体抽提部和储药罐部的控制端口联接，控制箱500上设有故障指示灯、运行指示灯、电源指示灯、启停按钮和手动自动调节阀。

土壤气体抽提部包括真空泵100、与真空泵进气口101联接的负压罐102、与真空泵排气口103联接的活性炭罐104，负压罐102的进料口105通过第一管路600与抽提井部联接，负压罐102的出料口112通过管路与真空泵进气口101联接，从负压罐102抽出的被药剂处理气体，再经活性炭罐104处理后排出，在负压罐102上设有真空表106和安全阀107，在负压罐102下部侧壁上开设有液位监视窗口108，在负压罐102底部设有返液口109，返液口109通过导管与第二管路700联通，负压罐102中的药液可根据情况即时回注到药液池部的围挡400内，继续布药作业。

所述真空泵100、负压罐102、活性炭罐104固定安装在工作车110上，本实施例优选的工作车110结构为底部带有滚轮的平板结构，负压罐102顶部设有吊钩111，方便吊挂装车转场作业。

抽提井部包括抽提井200、设于抽提井200内的抽气管201，抽提井200内壁与抽气管201外壁之间设有过滤层202，本实施例优选过滤层202内的填充物为石子，填充完毕后抽提井井口近端部再用膨胀土填充密封构成密封层203，密封层203的厚度为30-50cm，抽气管201下端为封闭的盲端，抽气管201外壁上缠裹有抽气管包覆层205，包覆层205为多孔柔性材料，本实施例中多孔柔性材料选用纤维布，抽气管201管壁上均设有通孔204，通孔204的排布方式为上下均匀交错排布，每个抽气管201上端都并联入第一管路600，第一管路600汇成总管后与负压罐102的进料口105联接。

如图3所示，提抽井200的布点方式为各排抽提井之间交错布置，虚线圆圈部分为抽气作用有效范围。

储药罐部包括储药罐300，储药罐300上开设有加料口301和出料口302，储药罐的出料口302通过压力泵303与第二管路700的进液口联接，第二管路700的出液口与药液池部联接。

药液池部包括环形围挡400、置于围挡400内的药液401，本实施例选择围挡400材料为土石堆砌，实际操作中也可选用金属材料拼接构建，第二管路700的出液口置于围挡400内，药液401上表面覆盖有密封膜402，密封膜402上设有沙土垫层403。

如图4所示，试验场所为某化工厂污染场地，污染物为苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽，场地修复深度为1m，土壤主要是杂填土和粉质粘土，同样使用Fenton试剂为药剂，使用传统化学氧化法和本实用新型处理的实验对比结果如图中所示，在传统化学氧化法处理过程中，苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽修复效率分别可达到76%、79.9%、78.2%、65.7%、71.7%，而在经过本实用新型修复后，苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、茚并(1,2,3-cd)芘、二苯并(a,h)蒽修复效率分别可达到95.8%、96.2%、97.3%、91.8%、96.6%，同比传统氧化法修复效率提高20%以上。