一种原位真空负压传质污染土修复方法与流程

文档序号:20267605发布日期:2020-04-03 18:35阅读:204来源:国知局

本发明涉及一种原位真空负压传质污染土修复方法,属于污染土处理领域。



背景技术:

污染土的原位修复技术,因为不需要对污染土进行挖运,甚至不需要破坏土体结构,在很多场合是首选方案。原位污染土修复技术大多需要将某些流体状态的物质向污染土中输入或从污染土中输出,而在污染土中构建流向可控、分布均匀的流体流是一个没有很好解决的问题;正因为如此,使得很多方法的应用范围受到了限制。

例如:淋洗法可以去除重金属等多种无机污染物和苯系物、石油、卤代烃、多氯联苯等多种非挥发有机污染物。该法通过注入液体,利用液体在重力作用下的流动,使液流流经污染土,从而将其中的污染物清除出去;由于是利用重力驱动液体流动,一般仅能够处理地下水位以上的高渗透性污染土,液体在土中沿孔隙、沿阻力最小的方向流动、渗透,液体的流向以及液体在土中的分布完全是随机的,不可控的;且可能会污染地下水、造成污染范围扩大,或产生二次污染;无法对去除效果与持续修复时间进行预测与掌控。气相抽提法是去除挥发性有机污染物的原位修复技术,该法通过在污染土壤中设置气相抽提井,采用真空泵从污染土层中抽取气体,使污染土层产生气流流动,把有机污染物气体通过抽提井抽取后进行处理。该法产生的气体流在土中的分布也是是随机的,不可控的。因此该法除适于清除的污染物与淋洗法不同外,也存在与淋洗法类似的缺陷。热脱附技术是通过向土中传递热量,使土中有机污染物达到沸点蒸发,然后将这些有机污染物蒸汽抽取后进行处理;该法需要在土中进行热量传输,以及气体的提取;但是现有技术,热量在土中仅是依靠土的传导作用进行传递,由于土的导热系数较低,热传导能力差,使得土中热量的分布很不均匀,而且所产生的蒸汽的流动也是无序不可控的,影响了其污染物处理的效果和效率;且也有与前两项技术类似的缺陷和适用条件限制。

上述方法都存在由于物质流体流向不可控、分布不均匀而导致污染物清除效果不可靠、效率不高的问题;并且这些方法仅能够处理地下水位以上的高渗透性污染土。

此外,很多场合污染土含有多种污染物,即含有有机污染物又含有无机污染物,既有可挥发的有机污染物又有难挥发的有机污染物。而上述各种污染物清除方法都只能处理某一类型的污染物,难以应对有多种污染物的污染土。

本发明正是针对上述两方面的问题,提出了一种利用原位真空负压传质污染土修复方法,不仅可以在污染土中产生流向可控、分布均匀的包括气、液、热的流体流场,而且可以处理上述各方法可处理的污染物种类集合。还可以用于地下水位以下、高含水率的中低渗透性土壤。



技术实现要素:

本发明的一种原位真空负压传质污染土修复方法,其特征是:将可以在全长度范围均匀传递真空负压的工作体(下称工作体a),和可以均匀输出气体和液体以及可以输出热量的工作体(下称工作体b),按设计的排列方式、间距和深度植入污染土中形成阵列;各工作体平行布置(也可不平行布置,可以是竖向布置也可以是横向布置),任意一支工作体a周围至少有一个工作体b;将该体系置于与外界空气隔绝的(气密)条件下,当有热量输入时还需对该体系采取隔热措施。通过对工作体a按设计给定的真空度抽真空、强制吸出污染土中的气体和水分,使得在整个工作体a周围产生均匀的真空负压,从而在其与相邻工作体b间形成压力差;在此条件下,通过工作体b按设计要求注入气体或液体或热量或其中两种的组合,在真空负压的吸引下,在污染土中形成空间均匀分布的细密连续的定向气流或液流或热流;使污染土中的可挥发有机污染物融入气流,难挥发有机污染物在热流下蒸发融入气流,不挥发的有机污染物和无机污染物物融入液流,融入气流或液流的污染物被工作体a吸出,从而实现可挥发有机污染物或难挥发有机污染物或不挥发有机污染物或无机污染物或混杂污染物的清除。

当修复可挥发有机物污染土时,可以从工作体b仅输入常温空气,气体污染物在空间均匀分布的细密连续的定向气流驱动下,从工作体a处被吸出(类似于完成气相抽提技术的功能)。当修复低挥发性有机物污染土时,从工作体b不仅需要输入空气,还需要根据污染物的沸点输入热量以产生足以使污染物蒸发的高温;在空间均匀分布的细密连续的定向气流驱动下,热量能够在污染土中快速的分布均匀,以保证污染土中各处的污染物能够处于相近的温度,从而使污染土中各处的污染物均匀地蒸发成气体;污染物蒸汽在空间均匀分布的细密连续的定向气流驱动下,流向工作体a并被吸出(类似于完成气热脱附技术的功能)。当修复重金属等无机污染土或难挥发性有机物污染土时,从工作体b输入设计给定药剂种类和浓度的液体,在空间均匀分布的细密连续的定向液流驱动下,使污染土中所含的可溶污染物不断地溶入液流,流向工作体a并被吸出(类似于完成淋洗技术的功能)。当污染土中含有多种类型的污染物时,可以从工作体b递次输入常温气体、高温气体和液体,以分别清除各种污染物。本技术由于可以产生均匀的真空负压,使得流体的迁移分布均匀、流向可控,因此,污染物清除效果均匀可靠;又由于在工作体a与工作体b间存在较高的压力差,因此污染物的排出速率提高,同时高的压力差使得即使在中低渗透性土中也可以提供较高的物质传递流量;而且,本技术可以在地下水位之下也可以建立均匀的真空负压场(详见后述),因此本技术也可以应用于地下水位以下的中低渗透性的污染土。

所述可以在全长度范围均匀传递真空负压的工作体a,其特征在于:工作体上同时带有贯通工作体全长的管壁密闭的管道(下称密闭管道)和贯通工作体全长的管壁与外界连通的开放通道(下称开放通道),且在工作体底端使密闭管道与开放通道相连通,密闭管道的上端与真空负压源连接。

所述可以在全长度范围均匀传递真空负压的工作体a,可以有如下构型:杆型工作体a-1,由内置的一管壁密闭的导水管(密闭管道)与外套的管壁带有众多小孔的管道(开放通道)构成,将外套的管壁带孔的管道下端封闭以阻止泥土堵塞管道,内置密闭管道下端与外套开放通道下端之间留出0.1mm~50mm的导水间隙,内置密闭管道与外套开放通道上端密封,内置密闭管道引出导水管。外套开放通道管壁的小孔几何形状不限,其孔径或短边尺寸为0.5mm至4.5cm,小孔总的面积与管壁面积比在5%至90%;外套开放通道外也可外包滤层。如此制成的工作体a在植入污染土后,当向内置密闭管道的导水口注入液体时,液体可以从外套开放通道管壁的小孔流出;当内置密闭管道的导水口连接真空负压源并开启真空负压源后,密闭管道可以通过与之连通的开放通道将污染土中的水吸出,导致外套开放通道内地下水位下降直至工作体底,从而在整条工作体周围(至少在外套开放通道内)形成真空负压;在真空负压作用下,土中的水流向工作体,随后通过外套开放通道管壁的小孔经外套开放通道流向密闭管道而被真空负压源吸出;如此可以始终保证在全深度范围内整条工作体周围维持真空负压。

上述杆型工作体a的管壁带有众多小孔的外套管,其优选的形式为管壁带有众多小孔的波纹管。外套管采用波谷带小孔的波纹管有如下益处:若管壁平直管体置于污染土中,由于土压力作用使土体紧贴管壁上,有可能堵塞管体上的小孔,导致抽真空不能顺利完成,或不能在整条工作体周围形成均匀的真空负压;而使用环形波谷凹槽带小孔的波纹管时,由于土体有一定的结构性,在管壁波峰的凸起处产生土拱效应,给波谷处留出空间,使得环形波谷凹槽中的小孔至少有部分保持通透;而且,只要环形波谷凹槽中的小孔没有被全部堵死、环形波谷凹槽没有被完全填平,则该波谷环中的空气都可以被抽出。因此堵塞几个小孔不会显著影响抽真空的均匀性。

所述可以在全长度范围均匀传递真空负压的工作体a,可以有如下构型:条带型工作体a-2,由带状导水体、导水体上端的接头、导水体底端的护套构成;导水体由带有贯通导水体全长的凹槽(开放通道)和贯通导水体全长的管壁密闭的管道(密闭管道)的条带外包滤层构成;导水体底端的护套用以防止土体堵塞导水体的管道,保证导水体中的开放通道与密闭管道之间保持畅通,使水流可以在两者之间流动;导水体上端的接头将导水体中的密闭管道与连接真空负压源的管道密闭相连;如此构造的条带型工作体,在植入土体中后,当向密闭管道注入液体时,液体可以从与之连通的开放通道流出;当密闭管道与连接真空负压源的管道密闭相连并开启真空负压源后,密闭管道可以通过与之连通的开放通道将土体中的水吸出,导致导水体周围(至少在滤层包围的范围内)地下水位下降直至导水体底,从而在整条导水体周围形成真空负压;在真空负压作用下,土中的水流向导水体,随后通过开放通道流向密闭管道而被真空负压源吸出,如此可以始终保证在整条导水体周围维持真空负压。

所述带状导水体是由能够在目标工作温度下具有足够强度的任何材料构成的刚性或柔性基板外包滤层构成;基板上有多条贯通条带全长的凹槽和一条或多条贯通条带全长的管壁密闭的管道;其中凹槽的截面和管道的截面分别可以是任意形式;基板横截面形式不限,可以有如下截面形式:1)一圆环外面有按设计间隔沿圆周排列的径向板条,形成类似太阳状,外包滤层;2)一系列相切的圆环外包滤层,所有圆环共同的两条切线与圆环所包的面积构成凹槽;3)一系列菱形,每个菱形的两个相对的顶角分别与相邻菱形的顶角相连,外包滤层;与每个菱形的一个顶角相连的直线与菱形所包面积构成凹槽;4)一系列矩形,每个矩形的两对边分别与相邻矩形的一边紧贴(或两矩形共用一边),另两个对边外侧向外按一定间距排列有肋板,外包滤层。带状导水体横截面上的最长边的尺寸可在5cm至300cm,凹槽和管道横截面上的最大边的尺寸可在1mm至1cm。在板状导水体的基板与外包滤层之间可以增加一层细纹波形版,其作用与杆型工作体的外套波纹管相同。

所述导水体下端的保护套,用于阻止泥土阻塞管壁密闭的管道并构建其与凹槽间的过水通道,保证导水体中的凹槽与管壁密闭的管道间水流畅通;在达到上述功能的条件下,该保护套可以是由任何材料构成,可以是任意形状,例如u型套。

所述导水体上端的接头用于将导水体与真空负压源相连,将导水体上的贯通条带全长的管壁密闭的管道与接通真空负压源的导管密闭连通(即管壁密闭的管道与接通真空负压源的导管连通,且连接处完全隔绝外界空气),保证真空负压源可以将该管壁密闭的管道中的水抽出。在保证接头可以与导水体上的贯通条带全长的管壁密闭的管道密闭连接的前提下,可以是任何公知的接头形式。例如:接头可以是一个厚度和宽度与导水体横截面向匹配的长方形的扁盒,其中一个最小的面开口,用于插入导水体。该扁盒的顶面处有一孔连接一真空负压源;将导水体顶端的一段去除滤层,将该排水带插入该接头盒,将上述去除滤层的一段周围用胶填塞导水体与接头盒之间的孔隙,保证导水体上仅有管壁密闭的管道与真空负压源连通。

所述可以在全长度范围均匀传递真空负压的工作体a,可以有如下构型:板型工作体a-3,由带孔的外面板、内隔板和导水管共同构成。两外面板平行,两板间距为1mm至5cm,根据污染土渗透系数、流体目标流量等条件由设计给定;两板间夹一系列均匀分布(也可不均匀分布)的竖向(也可以倾斜)排列且与两板正交的(也可以不正交)的内隔板,内隔板间距为1mm至5cm;内隔板上端和下端分别与外面板的上端和下端平齐,在外面板内形成一系列的上下通道;外面板的两侧端和上端封闭;外面板的下端面由一个水管封盖形成封闭体系,该水管与接通真空负压源的导管密闭连通;在下端面水管的上面分布有一系列小孔,使每个上下通道的下端口与该水管上的至少一个小孔相连通;外面板上的小孔排列在该上下通道上,所述小孔的几何形状不限,其孔径或短边尺寸为0.1mm至4.5cm,上下通道上的孔的面积与外板面积比在5%至90%;外面板可以是平板也可以是波纹板,当使用波纹板时,小孔分布在波谷上。板型工作体a-3也可外包滤层。如此构型的工作体在植入土中后,当向水管注入液体时,液体可以通过每个上下通道上的小孔流出。

所述可以均匀输出气体和液体以及可以输出热量的工作体b,传递不同的物质时可以采用不同的构型。在常温下,传递气体(相当于气相抽提)或传递液体(相当于淋洗)可以使用工作体a,即将原连接真空负压源的密闭管道连接于供气源或供液源;也可以用管壁带有均布众多小孔的管道作为工作体b-1,管道的上端连接于供气源或供液源。

在需要用工作体b输入热量时,工作体b需要用与目标工作温度相应的耐高温材料制作(例如,可用钢材)。供热源可以是现有公知的供液源,不同的供热源工作体b可以采用不同构型。例如:供液源可以使用鼓风机供给热风,此时工作体b-1可以使用与常温下传递气体或传递液体的工作体a相同的构型。供热源也可以使用公知的发热管,此时工作体b-2可以使用与杆型工作体a-1相似的构造,即将杆型工作体a-1中的内置密闭管道改为发热管,并将外套开放通道顶端封闭引出与供气源或供液源连接的管路;也可以采用与板型工作体a-2相似构型的工作体b-3,即将板型工作体a-3的两外面板改为用公知电热材料构成的电热板板(例如碳纤维板等)并连接电源,将在板型工作体a-3下端面水管连接于供气源或供液源。

上述工作体上所用滤层为公知的透水材料,其作用是阻止土颗粒进入工作体,可根据目标工作温度进行选择。常温下可选择无纺布,植物纤维织成的布、化学纤维织成的布等;高温时可以采用类似于厨房使用的钢丝球的材料制作的金属毡,可以用高目数的金属网,可以用具有透水能力的天然或人工材料制作的片材(例如透水石、泡沫混凝土等);也可以在污染场地上插入工作体的孔中填入细砂作为滤层。

具体实施方式

本发明的一种原位真空负压传质污染土修复方法,由于可以在污染土中构建流向可控、分布均匀的包括气、液、热的流体流场,因此可以用于原位修复可挥发性有机污染物、多种非挥发有机污染物、重金属等多种无机污染物以及上述污染物混杂的污染土。而且可以用于地下水位以下、高含水率的中低渗透性污染土壤的修复。

采用现有技术,由于驱使流体运动的压力梯度较低且不均匀,流体物质在土中沿阻力最小的方向流动、渗透,流体的流向以及流体在土中的分布完全是随机的,不可控的;在土的含水率较高时,部分孔隙或毛细孔被水占据或封闭,使得注入的流体难以流经这些区域。这些都导致流体物质在土中的分布是不均匀的,因此,最终污染土中污染物的清除结果也是不均匀、不可靠的。而且,对于低渗透性土,特别是高含水率的低渗透性土,难以在合理的时间内获得足够流量的流体流;所注入的流体物质在地下水位之下没有迁移的能力,因此现有基于流体物质传输的除污技术,不能应用于低渗透性土、不能应用于地下水位之下。而本发明,由于有较高压力梯度的真空负压吸引,在工作体插入的广度和深度范围内,所注入的流体流向是确定的,且可以在土中形成均匀的流体流。因此可以弥补现有技术的不足。

将可以在全长度范围均匀传递真空负压的工作体a和可以均匀输入流体(气体、液体和热量)的工作体b,按设计的间隔和深度竖向植入污染土中形成阵列。板型工作体和条带型工作体(宽带者)的排列通常为多个工作体相互衔接形成墙体,并平行排列多行,工作体a行与工作体b行相间排列,即每行工作体a两侧为工作体b。杆型工作体或条带型工作体(窄条者)的排列方式包括但不限于以下几种:1)一行全部为工作体a,相邻行全部为工作体b;2)一行工作体全部为工作体a或全部为工作体b(下称为x组工作体),一行工作体中的相邻工作体分别为工作体a和工作体b(下称为y组工作体),x组工作体和y组工作体间隔排列;3)每一行工作体中的相邻工作体分别为工作体a和工作体b,每列工作体中的相邻工作体也分别为工作体a和工作体b,即在水平面内任意工作体与相邻工作体分别为工作体a和工作体b。各行工作体与其它行工作体可以一一对齐,即工作体形成正方形排列;也可以相邻行的工作体平行错开一定距离,例如,可以错开间隔的一半距离,使工作体形成三角形排列。可以全部使用同一种构型的工作体,也可以采用不同构型的工作体,例如:连接真空负压源采用条带型工作体,连接供液源采用杆型工作体。工作体的间距可以在0.5m至5m之间;以保证在整个拟处理的污染场地内能够形成均匀的流体流为前提,根据污染土渗透系数等物理性质指标、污染物向流体流迁移的速率以及修复时间限制等因素由设计确定。工作体长度和插入深度根据污染土厚度等实际条件确定。本技术也可以用于对地下某一深度处的某一层厚的地层进行污染物清除。此时工作体长度与污染土层厚相匹配,插入深度与污染土层底标高相匹配,仅需将工作体连接真空负压源的管道和连接流体源的管道引出地面。板型工作体的设置可以采用公知的板桩或地下连续墙的施工方法;杆型工作体或窄条的板型工作体的设置可以采用公知的锚杆或桩的施工方法,或塑料排水板或袋装砂井的施工方法。

将设计给定构型的工作体,按设计给出的间隔、植入深度和排列方式向污染土中植入工作体;并按设计给定的要求,将工作体a连接真空负压源,而将工作体b连接于供液(气、热)源。将该整个植入工作体的污染土体系处于与外界空气隔绝的状态,例如,可以在该区域的污染土地面上覆盖塑料膜,并使塑料膜周边埋藏于土中,从而使塑料膜下土体处于与外界空气隔绝的状态。当需要向污染土中注入热量时,还需要在地面做保温层,例如,在地面上覆盖一层泡沫混凝土。

在工作体a连接真空负压源的管道上需要按公知的方法设置气液分离装置,以及污染气体或污染液体的搜集和后处理装置。当污染场地含多种污染物,需要采用不同的方法进行除污工作时,需要在工作体b与连接供液(气、热)源的管道上安装公知的切换装置,以便在供气源、供液源和供热源之间切换。

首先开启真空负压源,真空度可在90kpa以上。如果工作体b是采用与工作体a相似的构型,由于流体须从工作体底部注入,而在此期间,工作体底端尚被水淹没,因此,在不施加压力的条件下流体是不能注入的。在真空负压作用下,地下水不断被抽出,直至杆型工作体外套管内的、或条带型与板型工作体滤层内的水位降至工作体的底面,如此在工作体全深度范围、在工作体周围形成真空负压,并在工作体a与工作体b之间形成压力梯度。

然后开启供气(液、热)源注入流体,在真空负压的作用下,在整个工作体深度范围内,形成了均匀的连续细密的定向流体流场。当形成稳定流体流场之后,可以减低真空度或抽气流量,可使真空度在50kpa至90kpa之间,用以调整流体流的流速和分布,真空度由设计根据试验确定。由于真空负压在水位以下不能传递,如果在连接真空负压源的工作体还未将地下水降至工作体底面,就注入流体,则可能在低于水位的部分土体中,不能形成连续稳定的定向流体流。

如果需要采用不同的方法清除不同的污染物,则可以先经工作体b注入空气,清除可挥发有机污染物;然后开启工作体b中的加热装置提供热量,或将工作体b切换到热风源,用以提高污染土的温度,使得在常温不挥发的有机污染物得以蒸发,然后由真空负压将污染物蒸汽吸出清除;最后将工作体b切换至供液源,通过真空负压作用下形成均匀分布的液流,将不挥发的污染物清洗出去。如果所需清除的污染物溶于水,则供液源可以连续地注入清水。对于不能直接溶于水的污染物,则需要注入药剂,所注入的药剂由设计根据污染物的种类选择公知的相关药剂;所注入的药剂,应该是能够与污染土中污染物通过酸碱中和、络合、螯合、解吸附等化学反应,使污染物形成所希望的成分或状态而溶入液体,或使吸附于细颗粒土上的污染物解除吸附而溶于液体;使污染土中所含的污染物不断地溶入液流并被强制吸出,从而实现污染土中污染物的清除。所述污染物溶于水是指可以溶于水形成溶液,或与水形成悬浊液。可以在不同的时段注入不同的药剂,用于加强淋洗效果,或淋洗不同的污染物。

在污染土中的定向流体流的速度,可以由真空负压提供的真空度和排出流量调控,也可以通过改变工作体b注入流体的压力进行调整。流体流的流速应该与污染物溶于流体流的速率相匹配,当污染物溶于流体流的速率较低时,可以采用较低的真空度和较低的吸出流量;也可以采用间歇供给真空负压的方法,即接通真空负压源一定时间,然后再关闭真空负压源一段时间,如此反复切换。

本发明的技术效果:

1、本发明的可以在全长度范围均匀传递真空负压的工作体a,产生如下新的现象和效果:开启真空泵后,通过工作体中的管壁密闭的管道及与之连通的开放的通道将污染土中的水吸出,使工作体周围地下水位下降直至排水体底,从而在整条排水体周围形成真空负压;在此前提下,工作体a与工作体b之间产生较高的压力梯度,使得从工作体b注入的流体,可以在污染土中形成空间均匀分布的细密连续的定向流体流。

2、上述效果可以保证本发明能够实现在原位污染土中进行分布均匀、流向可控的气、液、热等物质的传递;而且由于真空负压首先清空了污染土孔隙中原有的液体和气体,消除了其对注入液体流迁移的阻碍,增加了注入液体流可流经的孔隙数量,增大了污染物与液体流的接触面积;从而大大提高了污染物清除的效果和效率。

3、本发明首先将地下水位降低至工作体底端,而且较高的真空负压使得在中低渗透性土中也能够产生足够的流体流量,因此本发明可以应用于中低渗透性污染土修复,并可用于地下水位之下污染土的修复。

4、本发明可以对含可挥发有机污染物的污染土、含难挥发有机污染物的污染土和含无机污染物的污染土、以及含混杂上述各种污染物的污染土进行修复。

5、本发明由于采用真空负压形成方向可控的流体流,因此在实施污染物清除过程,可以不必像现有气相抽提技术、淋洗技术或热脱附技术那样设止水帷幕、隔气帷幕或隔热帷幕;

6、由于本发明流体流向可以控制,因此消除了因注入的新增流体使污染物流体向外随机扩散,导致污染范围扩大及二次污染的潜在危险。

7、本发明通常是采用阵列布置工作体,因此,只要在典型位置选择足够数量的测试点,采用公知的技术将工作体a在各时间点排出的流体取样,进行检测,即可方便的掌握污染土清除的进程和效果。

实施例

某废渣堆场下的污染土,为粉质黏土,渗透系数1.2410-5cm/s;含水率36%。污染土中含有机污染物:苯586mg/kg、tce2678mg/kg、pce1422mg/kg、二甲苯247mg/kg;和重金属cr,全cr含量为21036(mg/kg)、cr(vi)含量为3464(mg/kg)。污染土深度达5m,地下水位在地表下2m。由于该场地存在多种污染物,且为低渗透系数、高含水率的饱和污染土,用单一的现有原位污染土处理技术难以完成污染场地修复。故采用本发明进行污染土修复。

在污染场地上,采用锚杆钻机钻孔后插入杆型工作体,插入深度6m;工作体a行与工作体b行相间排列,各行工作体之间距离100cm,每行中各工作体间距为80cm;各行工作体平行布置,并平行错开40cm。

杆型工作体a-1,内置管壁密闭的不锈钢导水管直径1cm,外套的管壁波谷带有众多小孔的不锈钢波纹管外径2cm,每条波谷上带有18个直径1mm小孔;工作体外包市售耐150℃高温的无纺布做滤层;将外套的管壁带孔的波纹管下端封闭,内置导水管下端与外套波纹管下端之间留出20mm的导水间隙,内置导水管与外套波纹管上端密封,内置导水管引出导水口。

杆型工作体b-2与杆型工作体a-1的构造相似,即将杆型工作体a中的密闭管道改为市售电发热管;外套的管壁波谷带有众多小孔的不锈钢波纹管外径5cm,每条波谷上带有28个直径1mm小孔;将外套的波纹管下端封闭,内置电发热管下端与外套波纹管下端之间留出20mm的间隙;内置电发热管与外套波纹管上端密封,外套波纹管上端留出导水管,内置电发热管引出电线连接电源。

各工作体植入土中完毕后,在整个场地上铺设塑料膜,塑料膜边缘埋入地下0.5m,使该塑料膜下的植入有工作体的土体与外界空气隔绝。在塑料膜上铺放7cm厚市售聚合物保温板,然后用覆土压盖。

将每行工作体a连接于一支管、各行工作体a的支管连接于总管后与真空泵连接,并采用公知的方法进行气液分离;分离的含污染物的气体与液体按公知的方法进行处理。将每行工作体b连接于一支管、各行工作体b的支管连接于总管后与一三通连接,三通的另两通道分别连接于供液源和供气源。在连接供液源的管道上和连接供气源的管道上分别设有阀门开关。根据设计选定的典型位置和数量,采用公知的技术在工作体a与支管连接处设置取样装置,在设计确定的时间点对排出的气体和液体取样检测,以掌握污染物清除的进程和效果。

首先开启真空负压源,维持真空度90kpa。同时将工作体b连接供气源的阀门打开。在真空负压作用下,地下水不断被抽出,直至杆型工作体a外套管内的水位降至工作体的底面,如此在工作体全深度范围、在工作体a周围形成真空负压,并在工作体a与工作体b之间形成压力梯度。在真空负压下首先是污染土中的液体和气体被真空负压吸出,可挥发的有机污染物被真空负压吸出。然后开启工作体b中的电加热管提供热量,加热周围的土壤和由工作体b进入的空气;加热的空气在真空负压下向工作体a迁移,将电加热管产生的热量均匀的分布到整个污染土中,这不仅加快了热量传递速率,而且使得整个污染土的温度大体均匀;控制土中的温度不低于160℃。污染土中的半挥发和难挥发的有机污染物在高温作用下逐步蒸发,随气流向工作体a迁移,并被吸出。通过调整真空泵的抽气量可以调控蒸汽的被吸出速率使之与有机污染物的蒸发速率相匹配。经过20天,经对各取样点所取气体的测定,已达到设计给定的浓度指标。关闭电热管的电源,将工作体b切换到供液源。采用浓度为0.01mol/l的edta作为清洗剂,ph值为7.0。采用间歇淋洗工艺:先开启真空泵,控制真空度不低于85kpa;真空泵抽出的水量明显降低并平稳后,将真空度降低至75kpa;由供液源注入edta清洗剂,供液量由真空负压吸入量控制,持续1小时,关闭真空泵;中止0.5小时后,再次按上述工艺进行淋洗;如此重复操作。历经24天淋洗,经对各取样点所取液体的测定,已达到设计给定的浓度指标。结束全部污染土修复工作。

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