一种污染土壤原位热修复技术作业井布置方法及布置系统与流程

本发明属于环境修复领域，具体涉及一种污染土壤原位热修复技术的加热井及抽提井的排布方式。

背景技术：

土壤污染直接或间接危害人类的健康及生态环境的可持续发展，当前，我国土壤环境总体状况不容乐观，有些地区污染较为严重，土壤污染问题日益凸显并成为当前重要的环境问题之一。

从根本上说，污染土壤修复的技术原理包括两类：(1)改变污染物在土壤中存在的形态或同土壤的有效结合降低其在环境中的可转移性与生物可使用性；(2)降低土壤中污染物质的含量及浓度。

热力学修复技术指在高温条件下所发生的物理和化学作用，如挥发、燃烧、热解，去除或破坏土壤中有毒物质的过程。该技术常用于处理有机污染的土壤，如挥发性有机物、半挥发性有机物、农药、高沸点氯代化合物，也适用于部分重金属污染的土壤，如挥发性金属汞。

使用电力及高温烟气对地下土壤进行同时加热，修复土壤中的污染物，因此同时需要使用电加热井和烟气加热井。而这些井之间不同布置方式对污染土壤的治理效果会产生不同的影响，因此研究这些井之间的布置方式就显得非常重要。

技术实现要素：

本发明专利提出一种污染土壤原位热修复技术作业井布置方法及布置系统，使得燃气内燃机所产生的高温烟气和电力给污染土壤进行有效的原位间接加热修复。

本发明提供的技术方案是：

一种污染土壤原位热修复技术作业井布置方法，在污染土壤区域上部使用覆盖层进行密封，然后使用声波钻预先打加热井和真空抽提井，然后将电阻加热器和烟气加热器插入到加热井中，将真空抽提装置插入到真空抽提井中，在加热井附近安装温度传感器和压力传感器，监测及控制污染土壤区域的温度和压力真空度，温度及压力信号通过数据采集及变换装置送入到监控平台进行分析，进而调节烟气加热、电阻加热温度和污染土壤中的真空度，燃气内燃机所发电力通过供电线路连接电加热井，燃气内燃机做功后排气，经过排烟管道进入烟气加热井，从真空抽提井出来的污染物气体或者气液混合物，通过污染物管网传递到污染物处理系统，处理完的气体和从烟气加热井出来的烟气经过出烟气管网一起通入烟气处理系统，所有的电加热井呈正四边形布置，所有的烟气加热井呈正四边形布置、所有的真空抽提井呈正四边形布置，其中，电加热井与烟气加热井等间隔交错布置，电加热井与烟气加热井组成的正四边形的中心布置真空抽提井。

或者作业井的布置采用另一种方式，电加热井与烟气加热井之间等间隔交错排布形成正六边形，电加热井和烟气加热井沿着六个顶点交错放置，真空抽提井布置于六边形的中心。

或者作业井的布置采用另一种方式，电加热井与烟气加热井组成正三角形布置，三角形三个顶点中有两个电加热井和一个烟气加热井，或者一个电加热井和两个烟气加热井，真空抽提井布置在三角形的一个边上。

所述的电加热井和烟气加热井之间的距离为3～5m。

本发明专利中通过使用燃气内燃机所产生的高温烟气和电力给污染土壤进行原位间接加热修复，高温烟气和电阻加热的结合使用，本发明将利用电加热井和烟气加热井，结合真空抽提井，产生三种新型的排布方式，可同时进行烟气热修复和电阻热修复，形成多能互补机制，具备双重保障。

附图说明

图1是分布式能源的污染土壤原位热修复系统示意图。

图2a、2b、2c是表示电加热井、烟气加热井和真空抽提井三种不同的平面布置方式图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1，一种污染土壤原位热修复技术作业井布置方法及布置系统，

在污染土壤区域30上部使用覆盖层进行密封，覆盖层使用水泥，亦可在水泥下面增加一层石棉等隔热材料组成组合的覆盖层，然后使用声波钻预先打加热井和真空抽提井，然后将电阻加热器和烟气加热器插入到加热井中，将真空抽提装置插入到真空抽提井22中，在加热井附近安装温度传感器和压力传感器，监测及控制污染土壤区域30的温度和压力真空度，温度及压力信号通过数据采集及变换装置送入到监控平台进行分析，进而调节烟气加热、电阻加热温度和污染土壤中的真空度，电加热井20、烟气加热井21、真空抽提井22都使用水泥密封开口处，防止其体从管井外泄漏到大气环境造成二次污染。

燃气内燃机01所发电力通过供电线路10连接电加热井20，燃气内燃机01做功后排气，经过排烟管道11进入烟气加热井21，从真空抽提井22出来的污染物气体或者气液混合物，通过污染物管网13传递到污染物处理系统02，处理完的气体和从烟气加热井21出来的烟气经过出烟气管网12一起通入烟气处理系统03，污染物处理系统包含热氧化器，喷雾冷却，液体处理，活性炭吸附等过程。烟气处理系统包含布袋除尘器、脱硫脱硝装置及排放烟囱。

以下介绍电加热井20、烟气加热井21和真空抽提井22之间的三种的平面布置方式，

如图2a，所有的电加热井20呈正四边形布置，所有的烟气加热井21呈正四边形布置、所有的真空抽提井22呈正四边形布置，其中，电加热井20与烟气加热井21等间隔交错布置，电加热井20与烟气加热井21组成的正四边形的中心布置真空抽提井22。

如图2b，电加热井20与烟气加热井21之间等间隔交错排布形成正六边形，电加热井20和烟气加热井21沿着六个顶点交错放置，真空抽提井22布置于六边形的中心。

如图2c，电加热井20与烟气加热井21组成正三角形布置，三角形三个顶点中有两个电加热井20和一个烟气加热井21，或者一个电加热井20和两个烟气加热井21，真空抽提井22布置在三角形的一个边上。

电加热井20和烟气加热井21之间的距离推荐为3～5m。

本发明技术可应用于烃类化合物及其衍生物的污染土壤修复，适应于挥发性、半挥发性及难挥发性的污染物，同时对一些沸点低的重金属污染物也可以应用。

本发明使用的技术不限于燃气内燃机系统，亦可利用电厂余热及发电进行污染场地的热修复。亦可使用燃气轮机、微燃机所组成的分布式能源。

技术特征：

技术总结
本发明专利提出一种污染土壤原位热修复技术作业井布置方法及布置系统，通过使用燃气内燃机所产生的高温烟气和电力给污染土壤进行原位间接加热修复，将利用电加热井和烟气加热井，结合真空抽提井，产生三种新型的排布方式，高温烟气和电阻加热的结合使用，可同时进行烟气热修复和电阻热修复，形成多能互补机制，具有双重保障。

技术研发人员：杜玉吉;王海刚;刘文杰;靳庆麦;赵璐;王辉
受保护的技术使用者：中节能城市节能研究院有限公司
技术研发日：2018.08.14
技术公布日：2018.12.14