有机污染土壤的原位修复系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污染土壤的修复技术领域，尤其涉及一种有机污染土壤的原位修复系统。
【背景技术】
[0002]由于过去几十年到几百年间的人类活动，尤其是工业革命之后化学工业的发展，大量的污染物被扩散到各种环境介质中。其中人类活动对土壤的污染，由于其隐蔽性，是最难解决的问题。西方国家从70年代起开始从事污染场地的修复工作，大量的资金被投入到大大小小的修复项目上。在美国，每年投入的修复资金在100亿美元到200亿美元之间；可就算如此，美国环保署2004年的一项估计指出，在美国仍然有接近30万个污染场地需要治理，需要的资金在几千亿美元以上。在中国，根据目前已有的监测结果，污染程度远远大于西方国家的污染状况。石油、化工、农药、冶金、造纸等各行各业在过去三十年的飞速发展，大力推动了我国经济发展的同时，也造成了严重的土壤污染。随着大量工厂从城市中心搬离，这些污染场地的修复成为一个巨大的挑战。有估计指明，要完全修复目前已经污染的各种场地，需要投入几十万亿的修复资金。
[0003]有机污染物是在污染场地分布最广泛的污染物之一。有机污染物可以吸附于土壤颗粒物上，并持续的向土壤气和地下水中释放。为了降低被有机污染物污染的土壤对人体健康和生态环境所造成的影响，需要比较彻底的去除吸附于土壤颗粒物的有机污染物。热脱附技术是进来年国际修复界发展迅速的一种有机污染土壤的修复技术，其特点是修复周期短，修复效果好。另一方面，热脱附技术因为加热能耗高，造成修复成本居高不下。
[0004]微波修复目前也有较多的文献报道。研究表明微波加热对多种有机污染物有很好的去除效果。但是，微波修复在实际修复工程中极少应用，原因是土壤无法有效的吸收微波，必须添加微波吸收材料才能够有效的使用微波来对土壤进行加热。这就使得使用微波来进行原位热脱附变得非常困难。
【发明内容】
[0005]鉴于【背景技术】中存在的问题，本发明的目的在于提供一种有机污染土壤的原位修复系统，其能通过加热使得有机污染物挥发，同时利用微波去除直接加热时无法去除的有机污染物。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种有机污染土壤的原位修复系统，其包括加热系统、微波增效系统以及抽气系统。
[0007]加热系统用于对待修复土壤的预定位置进行直接原位加热。
[0008]微波增效系统包括:微波发生器，产生微波；以及微波辐射器，连接于微波发生器，置于待修复土壤中，以接收微波发生器产生的微波并向待修复土壤的相应位置处的有机污染物发射微波，在待修复土壤的预定位置加热到预定温度后微波增效系统启动并对待修复土壤中的预定位置处的直接加热时无法去除的有机污染物发射微波，以通过微波作用而使这部分有机污染物形成挥发的污染气体。
[0009]抽气系统用于抽离待修复土壤在加热系统加热过程中形成加热生成的污染气体以及微波增效系统微波辐射有机污染物过程中有机污染物形成的挥发的污染气体。
[0010]本发明的有益效果如下:
[0011 ]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，通过对待修复土壤的预定位置进行直接原位加热，使得待修复土壤颗粒间的有机污染物分解挥发，并经由抽气系统从土壤中排出;对于待修复土壤中大颗粒包裹的有机污染物和由多个土壤小颗粒紧密包围的有机污染物，直接加热无法使该部分的有机物分解挥发，而由于加热系统在加热的过程中去除了土壤中的水汽，所以微波辐射器发射的微波透过土壤直接作用于该部分有机污染物，使得该部分的有机污染物产生局部高温并分解，并提高有机污染物的传质性能，进而使有机污染物能够从土壤中大颗粒或多个小颗粒的包围中分解脱离;通过加热系统的直接原位加热和微波增效系统的微波处理两种方式的结合，有效的降低处理成本并提高处理效果；同时，由于加热系统在加热的过程中去除了土壤中的水汽，微波增效系统无需对土壤进行加热，减少能耗并避免土壤在微波的作用下玻璃化。
【附图说明】
[0012]图1为根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统的一实施例的示意图；
[0013]图2为根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统的另一实施例的示意图；
[0014]图3为根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统的抽气井的示意图，其中深孔内无填充材料；
[0015]图4为根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统的抽气井的示意图，其中深孔内有填充材料；
[0016]图5为根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统的抽气井与加热井的分布图。
[0017]其中，附图标记说明如下:
[0018]I加热系统 41冷却系统
[0019]11电阻丝 411液冷系统
[0020]12加热井 412气冷系统
[0021]2微波增效系统42吸附系统
[0022]21微波发生器5控制系统
[0023]22微波辐射器51温度监测系统
[0024]3抽气系统 52压力监测系统
[0025]31隔绝层 53中央控制系统
[0026]32抽气井 54浓度监测系统
[0027]321深孔SI填砾
[0028]322过滤管 S2细砂
[0029]323井壁管 S3临时止水材料
[0030]33抽气栗 S4水泥密封材料
[0031]4气体处理系统
【具体实施方式】
[0032]下面参照附图来详细说明本发明的有机污染土壤的原位修复系统。
[0033]参照图1至图5，根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统包括加热系统1、微波增效系统2以及抽气系统3。
[0034]加热系统I用于对待修复土壤的预定位置进行直接原位加热。
[0035]微波增效系统2包括:微波发生器21，产生微波；以及微波辐射器22，连接于微波发生器21，置于待修复土壤中，以接收微波发生器21产生的微波并向待修复土壤的相应位置处的有机污染物发射微波，在待修复土壤的预定位置加热到预定温度后微波增效系统2启动并对待修复土壤中的预定位置处的直接加热时无法去除的有机污染物发射微波，以通过微波作用而使这部分有机污染物形成挥发的污染气体。
[0036]抽气系统3用于抽离待修复土壤在加热系统I加热过程中形成加热生成的污染气体以及微波增效系统2微波辐射有机污染物过程中有机污染物形成的挥发的污染气体。
[0037]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，通过对待修复土壤的预定位置进行直接原位加热，使得待修复土壤颗粒间的有机污染物分解挥发，并经由抽气系统3从土壤中排出;对于待修复土壤中大颗粒包裹的有机污染物和由多个土壤小颗粒紧密包围的有机污染物，直接加热无法使该部分的有机物分解挥发，而由于加热系统I在加热的过程中去除了土壤中的水汽，所以微波辐射器22发射的微波透过土壤直接作用于该部分有机污染物，使得该部分的有机污染物产生局部高温并分解，并提高有机污染物的传质性能，进而使有机污染物能够从土壤中大颗粒或多个小颗粒的包围中分解脱离;通过加热系统I的直接原位加热和微波增效系统2的微波处理两种方式的结合，有效的降低处理成本并提高处理效果；同时，由于加热系统I在加热的过程中去除了土壤中的水汽，微波增效系统2无需对土壤进行加热，减少能耗并避免土壤在微波的作用下玻璃化。
[0038]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，在一实施例中，微波增效系统2不是用于对待修复土壤进行加热，所以无需在待修复土壤中添加微波吸收剂，也无需对待修复土壤翻松混合。
[0039]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，在一实施例中，微波辐射器22经由微波传导线与微波发生器21连接。
[0040]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，在一实施例中，加热系统I采用电阻加热的方式对待修复土壤的预定位置加热。如果待修复土壤附近有合适的高压电源，优选采用电阻加热的方式。
[0041 ]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，参照图2，在一实施例中，在不同的预定位置依照网状结构设置多个电阻丝11。可以根据待修复土壤的热容量、热传导、微波传导性、含水率、渗透率等参数合理的布置电阻丝11的间距和数量。以网状结构布置的电阻丝11能够在较短的时间内将待修复土壤加热到预定温度。
[0042]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，在一实施例中，加热系统I采用燃料燃烧产生的气体对待修复土壤加热。如果待修复土壤附近没有合适的高压电源，可以采用燃料燃烧产生的气体对待修复土壤加热。
[0043]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，参照图1，在一实施例中，在不同的预定位置依照网状结构设置多个加热井12。可以根据待修复土壤的热容量、热传导、微波传导性、含水率、渗透率等参数合理的布置加热井12的间距和数量。参照图5，以网状结构布置的加热井12能够在较短的时间内将待修复土壤加热到预定温度。
[0044]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，在一实施例中，所述燃料为天然气、柴油或丙烷。
[0045]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，在一实施例中，加热系统I的加热源为一个或多个。
[0046]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，在一实施例中，加热系统I将修复土壤加热的预定温度不低于80°C，优选不低于100°C。对于土壤中的三氯乙烷，四氯乙烷，二氯甲烷等有机污染物，加热到80°C即可去除。加热系统I将修复土壤加热的预定温度到100C以上时，能够使土壤中的水汽充分挥发抽离，避免微波增效系统2启动后土壤吸收微波。
[0047]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，在一实施例中，微波辐射器22为多个，分别设置于待修复土壤的不同位置。微波辐射器22可以设置在直接原位加热的预定位置处，也可以设置在所述预定位置附近。
[0048]在根据本发明的有机污染土壤的原位修复系统中，在一实施例中，微波发生器21为中心微波发生器，同时向多个微波福射器22提供微波。
[0049]在根据本发明的有机