一种有机物污染场地土壤的异位气相抽提修复装置的制作方法

本实用新型属于污染土壤的修复领域，进一步是指一种有机物污染场地土壤的异位气相抽提修复装置。

背景技术：

土壤是人类赖以生存的最重要的自然资源之一，也是一种生物赖以生存、生长的重要基础。由于大气干湿沉降、污水灌溉、农药及化肥施用以及固体废弃物的堆放等，导致我国许多地方土壤污染日益严重。目前我国约有 1/5耕地受到不同程度的污染，主要污染包括重金属和多环芳烃(PAHs)、有机氯农药(OCPs)、多氯联苯(PCBs)等。

土壤污染已从局部蔓延到区域，从城市延伸到郊区、乡村、从单一污染扩展到复合污染。土壤污染轻则影响其生态环境质量和农产品安全，严重时影响土壤本身的生产功能，土壤污染物可以通过径流、下渗等迁移过程引起地表水和地下水污染。例如，我国PAHs浓度已从ug/kg上升到mg/kg量级，检出率从不到20％左右，对人群健康的影响正常显露出来。此外，我国城市化进程中，大量污染企业外迁，留下数十万个高风险工业污染场地亟待修复，否则会影响土地资源的持续利用。因此，污染场地土壤修复已成为国内土壤和环境科学界共同关注的热点问题之一。与重金属污染相比，土壤有机污染更普遍、更复杂、特别是农药化工等工业污染场地土壤，有机污染种类繁多、浓度高、毒性大，应用现有的活性炭吸附法、膜过滤法、空气吹脱等独门技术难以实现高效修复，亟须开发绿色、经济、高效的污染场地土壤修复的组合工艺，以保障土壤生态环境的安全。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种有机物污染场地土壤的异位气相抽提修复装置。在实际有机物污染场地土壤的修复过程中，将受污染土壤挖掘用交通工具搬运至异位土壤处理池，在异位土壤处理池底部设置有空气曝气管注入清洁空气引入土壤内产生驱动力、利用土壤固相、液相和气相之间的浓度梯度，在气压降的情况下，将其转化为气体污染物排向池顶，由真空泵抽提，经气水分离器所分离的气体进入有机废气处理装置双层滤料吸附塔进行处理；经气水分离器所分离的废水进入有机废水处理装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的方案是：

一种有机物污染场地土壤的异位气相抽提修复装置，包括依次连通的空气过滤器、空气压缩机、异位土壤处理池、真空泵、气水分离器、鼓风机、双层滤料吸附塔、净化后气体引风机和排气筒；所述气水分离器底部还连接有有机废水处理装置，所述有机废水处理装置包括依次连通的调节池、水解酸化池、缺氧池、活性污泥池、斜管沉淀池、污泥回流池和消毒及回用水池。

所述空气过滤器为一将环境空气过滤为清洁空气的设备。

所述空气压缩机是将过滤后的空气输送至异位土壤处理池底部进行曝气的设备。

所述异位土壤处理池是用来堆放储存要处理土壤的装置。所述异位土壤处理池的底部设置有异位土壤处理池池底曝气主管，在异位土壤处理池池底曝气主管的两侧分别设置有异位土壤处理池池底曝气支管；池顶往下500-600mm处设置有异位土壤处理池池顶收集抽提主管，在异位土壤处理池池顶收集主管的两侧分别设置有异位土壤处理池池顶收集抽提支管，异位土壤处理池池顶收集抽提主管上连接有异位土壤处理池池顶抽气总管，异位土壤处理池池顶抽气总管与真空泵的入口连接。

所述真空泵是将排向异位土壤处理池池顶的气态污染物抽提至气水分离器进行汽水分离。

所述气水分离器将所分离的有机气体经鼓风机、双层滤料吸附塔、净化后气体引风机、排气筒等设备进行处理后高空排放：

所述鼓风机是将气水分离器所分离的有机气体输送至双层滤料吸附塔的底部配气室的设备。

所述双层滤料吸附塔的塔体内部从塔底往上依次设置有配气室、配气室顶栅板、承托层、化学法柱状活性炭滤料吸附层、果壳活性炭滤料吸附层、顶部气体收集罩；双层滤料吸附塔底部配气管外壁设置有双层滤料吸附塔底部进气管，双层滤料吸附塔顶部设置有顶部气体收集罩连接管，顶部气体收集罩连接管上方连接有双层滤料吸附塔顶部出气管。所述双层滤料吸附塔的塔体材料为玻璃钢，壁厚为12mm。

所述净化后气体引风机的进口和双层滤料吸附塔顶部出气管连接，将经过处理后的气体从双层滤料吸附塔顶部引入输送至排气筒后高空排放。

所述气水分离器将所分离的有机废水经调节池、水解酸化池、缺氧池、活性污泥池、斜管沉淀池、污泥回流池、消毒及回用水池处理后回用于异位土壤处理场。

所述调节池为一空塔构筑物，在前端池壁上设置有调节池进水管。

所述水解酸化池的池底设置有空气搅拌管，空气搅拌管上面200mm至池顶水面下500mm空间处设置有弹性立体填料。

所述缺氧池底部四个角设置有池底水下推进器，池底水下推进器上面 500mm至池顶水面下600mm空间处设置有组合填料。

所述活性污泥池池底设置有旋流剪切气泡曝气器系统。

所述斜管沉淀池中设置有斜管支架及斜管。

所述污泥回流池为一空塔构筑物，池底和池外设置有总回流污泥出泥管，回流污泥分别由总回流污泥出泥管经第一污泥回流管输送至缺氧池；经第二污泥回流管输送至活性污泥池。

所述消毒及回用水池中设置有消毒设施，池末端设置有回用水泵。

所述水解酸化池池底设置的空气搅拌管、活性污泥池池底设置的旋流剪切曝气系统均从有机废水处理装置供气总管接入。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：具有操作方便，修复效率高，低成本，可采用标准设备或装置易于其他技术联用。特别适用于汽油、苯系列和四氯乙烯等有机污染场地土壤的修复。

附图说明

图1是一种有机物污染场地土壤的异位气相抽提修复装置的工艺流程图；

图2是一种有机物污染场地土壤的异位气相抽提修复装置的异位土壤处理池池底曝气管道安装详图；

图3是一种有机物污染场地土壤的异位气相抽提修复装置的异位土壤处理池池顶抽提管道安装详图；

图4是图2的A-A剖面和图3的B-B剖面图；

图5是对经气水分离器分离后的有机废气进行处理的双层滤料吸附塔的详图；

图6是对经气水分离器分离后的有机废水进行处理的装置详图；

图7是图6的剖面图；

在图中：

1-空气过滤器

2-空气压缩机

3-异位土壤处理池；3-1-异位土壤处理池池底曝气主管；3-2-异位土壤处理池池底曝气支管；3-3-异位土壤处理池池顶收集抽提主管；3-4-异位土壤处理池池顶收集抽提支管；3-5-异位土壤处理池池顶抽气总管。

4-真空泵

5-气水分离器

6-鼓风机

7-双层滤料吸附塔；7-1-配气室；7-2-配气室顶栅板；7-3-承托层；7-4- 化学法柱状活性炭滤料吸附塔；7-5-果壳活性炭滤料吸附层；7-6-顶部气体收集罩；7-7-顶部气体收集罩连接管。

8-净化后气体引风机

9-排气筒

10-调节池；10-1-调节池进水管

11-水解酸化池；11-1-空气搅拌管；11-2-弹性立体填料

12-缺氧池；12-1-池底水下推进器；12-2-组合填料；12-3-第一污泥回流管

13-活性污泥池；13-1-旋流剪切曝气系统；13-2-第二污泥回流管

14-斜管沉淀池；14-1-斜管支架及斜管

15-污泥回流池；15-1-总回流污泥出泥管

16-消毒及回用水池；16-1-消毒设施；16-2-回用水泵

17-有机废水处理装置供气总管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

实施例1

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，本实用新型的一种有机物污染场地土壤的异位气相抽提修复装置，包括依次连通的空气过滤器1、空气压缩机2、异位土壤处理池3、真空泵4、气水分离器5、鼓风机6、双层滤料吸附塔7、净化后气体引风机8和排气筒9；所述气水分离器5底部还连接有有机废水处理装置，所述有机废水处理装置包括依次连通的调节池 10、水解酸化池11、缺氧池12、活性污泥池13、斜管沉淀池14、污泥回流池15和消毒及回用水池16。

所述空气过滤器1为一将环境空气过滤为清洁空气的设备。

所述空气压缩机2是将过滤后的空气输送至异位土壤处理池底部进行曝气的设备。

所述异位土壤处理池3是用于放置有机污染物土壤，作为土壤修复的容器。该污染土壤从污染地挖掘后用交通工具运输至此。异位土壤处理池3的底部设置有异位土壤处理池池底曝气主管3-1。在异位土壤处理池池底曝气主管的两侧分别设置有异位土壤处理池池底曝气支管3-2；池顶土面下 500mm处设置有异位土壤处理池池顶收集抽提主管3-3，在异位土壤处理池池顶收集主管的两侧，分别设置有异位土壤处理池池顶收集抽提支管3-4，异位土壤处理池池顶收集抽提主管3-3与异位土壤处理池池顶抽气总管3-5 连接，异位土壤处理池池顶抽气总管和真空泵4的入口连接。

所述真空泵4是将经异位土壤处理池3底部曝气后排向池顶的气态污染物抽提至气水分离器5进行气水分离。

所述气水分离器5将所分离的有机气体经鼓风机6、双层滤料吸附塔7、净化后气体引风机8、排气筒9等设备进行处理后高空排放。

所述鼓风机6是将气水分离器所分离的有机气体输送至双层滤料吸附塔 7的底部配气室7-1的设备。

所述双层滤料吸附塔7的塔体材料为玻璃钢，壁厚为12mm，塔体内部从塔底往上依次设置有配气室7-1、配气室顶栅板7-2(配气室顶栅板为玻璃钢材质，厚度为10mm，板面开有孔，间距为100×100mm)、承托层 7-3(承托层为鹅卵石，规格为16～32mm，承托层铺设厚度为200mm)、化学法柱状活性炭滤料吸附层7-4(化学法柱状活性炭滤料粒径为1.6～2.0mm，铺设厚度为800mm)、果壳活性炭滤料吸附层7-5(果壳活性炭滤料粒径为 0.8～1.2mm，铺设厚度为600mm)、顶部气体收集罩7-6；双层滤料吸附塔7 底部配气管7-1外壁设置有双层滤料吸附塔底部进气管7-8，双层滤料吸附塔 7顶部设置有顶部气体收集罩连接管7-7，顶部气体收集罩连接管7-7和双层滤料吸附塔顶部出气管7-9连接。

所述净化后气体引风机8的进口和双层滤料吸附塔顶部出气管7-9连接，将经过处理后的气体从双层滤料吸附塔顶部引入输送至排气筒9后的高空排放。

所述气水分离器5将所分离的有机废水经调节池10、水解酸化池11、缺氧池12、活性污泥池13、斜管沉淀池14、污泥回流池15、消毒及回用水池 16处理后回用于异位土壤处理场。

所述调节池10为一空塔构筑物，在前端池壁上设置有调节池进水管 10-1。

所述水解酸化池11的池底设置有空气搅拌管11-1(空气搅拌管材质为 UPVC，直径为DN40mm，沿管底部中心线夹角30°交错，间距为150mm，开有小孔)，空气搅拌管上面200mm至池顶水面下500mm空间处设置有弹性立体填料11-2(弹性立体填料的填料单元直径为丝条直径为 0.35～0.5mm，比表面积为50～300㎡/m³。弹性立体填料的材质为聚烯烃类和聚酰胺类)。

所述缺氧池底部四个角设置有池底水下推进器12-1(池底水下推进器的型号为QJB型潜水搅拌器)，池底水下推进器上面500mm至池顶水面下600mm空间处设置有组合填料12-2(组合填料为多孔环填料，笼架直径为 55mm，笼架高度为75mm，填料直径为150mm，单位质量15～17g/只，单位纤维质量2.0g/只，填料密度592个/m³池，理论比表面积1900㎡/m³池。填料材质为醛化维纶丝)。

所述活性污泥池13池底设置有旋流剪切气泡曝气器系统13-1(旋流剪切曝气器外形尺寸为250mm，服务面积为0.3～1.0㎡/套，材质为PA6)。

所述斜管沉淀池14中设置有斜管支架及斜管14-1(斜管支架为∠60×5mm角钢支架。斜管内径为65mm，斜长1m，水平倾角60°，斜管区高度为0.87m，斜管材质为乙丙共聚)。

所述污泥回流池15为一空塔构筑物，池底和池外设置有总回流污泥出泥管15-1，回流污泥分别由总回流污泥出泥管经第一污泥回流管12-3输送至缺氧池12；经第二污泥回流管13-2输送至活性污泥池13。

所述消毒及回用水池16中设置有消毒设施16-1，池末端设置有回用水泵16-2。

所述水解酸化池11池底设置的空气搅拌管11-1、活性污泥池13池底设置的旋流剪切曝气系统13-1均从有机废水处理装置供气总管17接入。

设备的组装：

(1)建好异位土壤处理池3，异位土壤处理池的高度为5m。

(2)在异位土壤处理池底部安装异位土壤处理池池底曝气主管3-1和异位土壤处理池池底曝气支管3-2。

(3)用交通工具将从有机物污染场地土壤处用挖掘机挖出的污染土壤运输并装填于异位土壤处理池3，高度为4m处。

(4)在异位土壤处理池3已装填4m高度的土壤面安装异位土壤处理池池顶部异位土壤池顶收集抽提主管3-3和异位土壤处理池顶收集抽提支管 3-4。

(5)在已经安装好的异位土壤处理池池顶收集抽提主管3-3和异位土壤处理池池顶收集抽提支管3-4的上面在装填500mm的土壤，并将池顶收集抽提主管3-3与异位土壤处理池池顶抽气总管3-5连接。

(6)安装空气过滤器1、空气压缩机2，空气压缩机的出口管道和异位土壤处理池池底曝气主管3-1连接。

(7)安装真空泵6，真空泵的吸入管和异位土壤处理池池顶抽气总管 3-5连接，然后安装气水分离器5。

(8)依次安装鼓风机6、双层滤料吸附塔7、净化后气体引风机8、排气筒9。

(9)依次安装调节池10、水解酸化池11、缺氧池12、活性污泥池13、斜管沉淀池14、污泥回流池15、消毒及回用水池16、有机废水处理装置供气总管17。