一种原位气相抽提修复装置的制作方法

本实用新型涉及土壤污染治理领域，特别涉及一种原位气相抽提修复装置。

背景技术：

目前，由于工业化带来的经济快速增长，各种土壤污染造成的环境污染事故频繁发生，例如，在石油化工行业活跃的地区，会进行挥发性有机物的生产或储存等活动，由此造成土壤污染事故的风险非常高。

曝气生物法是改善挥发性有机物污染的土壤的常用方式。通常使用的曝气生物法通过将空气注入污染土壤来提高微生物对土壤的净化条件。然而，由于高浓度或有机溶剂的污染物对微生物的毒性，会导致曝气生物法的净化效率降低。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种原位气相抽提修复装置，以解决现有土壤修复的净化效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种原位气相抽提修复装置，包括：蒸汽注入设备、一个或多个注入管道、抽提设备、一个或多个提取管道和气液分离设备，其中，所述蒸汽注入设备的一端通过第一管道与所述一个或多个注入管道连通，所述气液分离设备的一端通过第二管道与所述一个或多个提取管道连通，所述气液分离设备的另一端与所述抽提设备连通；

所述蒸汽注入设备通过所述注入管道向土壤中注入蒸汽，所述蒸汽用于在土壤孔隙中产生气流，将土壤中挥发性污染物挥发形成提取对象，所述抽提设备通过所述提取管道提取出土壤中的所述提取对象，所述气液分离设备对所述提取对象进行气液分离处理。

可选地，所述原位气相抽提修复装置还包括：气体净化设备和液体净化设备，所述抽提设备包括：第一抽提装置和第二抽提装置，所述气液分离设备的气体输出端通过第三管道与所述第一抽提装置连通，所述第一抽提装置通过第四管道与所述气体净化设备连通，所述气液分离设备的液体输出端通过第五管道与所述第二抽提装置连通，所述第二抽提装置通过第十管道与所述液体净化设备连通。

可选地，所述原位气相抽提修复装置还包括：用于监测注入到土壤中蒸汽的压力和/或温度的第一监测装置，所述第一监测装置设置在所述第一管道上。

可选地，所述注入管道包括：第一管头和用于插入到土壤中的第六管道，所述第一管头包括：第七管道和第一套管，所述第一套管具有第一容置空间，所述第七管道位于所述第一容置空间内，所述第七管道的一端与所述第一管道可拆卸连通，所述第七管道的另一端与所述第六管道连通，所述第六管道的管壁上设置有多个气体注入孔。

可选地，所述第七管道的形状为L形。

可选地，所述蒸汽为高温高压蒸汽，所述第六管道的材料为能够承受高温高压蒸汽且能够重复利用的钢管材料。

可选地，所述提取管道包括：第二管头和用于插入到土壤中的第八管道，所述第二管头包括：第九管道和第二套管，所述第二套管具有第二容置空间，所述第九管道位于所述第二容置空间内，所述第九管道的一端与所述第二管道可拆卸连通，所述第九管道的另一端与所述第八管道连通。

可选地，所述第八管道的管壁上设置有多个提取孔。

可选地，所述原位气相抽提修复装置还包括：用于监测所述提取对象的压力和/或温度的第二监测装置，所述第二监测装置设置在所述第二套管上。

可选地，所述原位气相抽提修复装置还包括：用于监测所述提取对象中挥发性污染物的浓度和/或地下水位的第三监测装置，所述第三监测装置设置在所述第二套管上。

本实用新型的实施例具有如下有益效果：

在本实用新型实施例中，通过将蒸汽施加到被挥发性有机物污染的土壤里，增加了土壤中污染物的挥发性和提高土壤的温度，进而提高土壤中污染物的挥发性和流动性，在土壤中形成含有挥发性污染物的提取对象，通过注入的蒸汽在土壤孔隙中产生气流，使得提取对象挥发并由气流带出，抽提设备通过提取管道提取出土壤中的提取对象，气液分离设备对提取对象进行气液分离处理，能够有效缩短修复所需的时间，提高土壤气相抽提修复的效率。

进一步地，该原位气相抽提修复装置可使用化学生产设备或储存设施等工厂运行的公用设施中的蒸汽，能够有效降低土壤修复的成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种原位气相抽提修复装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种原位气相抽提修复装置的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种第一管头的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种注入管道的局部放大示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种提取管道的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种第二套管的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

参见图1，本实施例中的原位气相抽提修复装置包括：蒸汽注入设备1、一个或多个注入管道2、抽提设备3、一个或多个提取管道4和气液分离设备5。

其中，蒸汽注入设备1的一端通过第一管道100与一个或多个注入管道2连通，气液分离设备5的一端通过第二管道200与一个或多个提取管道4连通，气液分离设备5的另一端与抽提设备3连通，其中，蒸汽注入设备1通过注入管道2向土壤中注入蒸汽，所述蒸汽用于在土壤孔隙中产生气流，将土壤中挥发性污染物挥发形成提取对象，抽提设备3通过提取管道4提取出土壤中的提取对象，气液分离设备5对提取对象进行气液分离处理。

需要说明的是，图1仅示意出一根注入管道2和一根提取管道4的场景，当然可以理解的是，在本实用新型实施例中并不具体限定注入管道2和提取管道4的具体数量。

可选地，第一管道100可为耐高温的钢管，可保证第一管道100在使用过程中不会因高温蒸汽而变形，可重复使用，例如多次安装或拉拔。需要说明的是，以上有关第一管道100的材质的描述只是示例并非限定。

在本实用新型实施例中，蒸汽可以选用高温高压蒸汽，高温高压蒸汽的气压为0.1MPa-5MPa，温度为110-250℃，当然并不仅限于此。

可选地，提取管道4的影响半径与土壤透气率相关，提取管道4的影响半径一般可为5m～30m，提取管道4的负压可为0.8KPa～25KPa，提取管道4的抽气速率可为0.28m³/min～2.8m³/min。需要说明的是，以上有关提取管道4的工作参数的描述只是示例并非限定。

可选地，原位气相抽提修复装置可用于亨利常数大于0.01或蒸汽压力大于66.6Pa，土壤透气率大于1×10^-4cm/s的挥发性有机物污染土壤的修复。需要说明的是，以上有关于原位气相抽提修复装置应用范围的描述只是示例并非限定。

在本实用新型实施例中，提取对象包括：挥发性污染物、水蒸气和其他气体等，当然并不限于此。气液分离设备5用于分离收集到的提取对象。提取管道4抽出的提取对象首先被传送到气液分离设备5中，气液分离设备5将提取对象分离为气相污染物和液相污染物，当气液分离设备5中充满一定压力或更高压力的气体时，气液分离设备5中相应的电磁阀导通，气体被传送到对应的后续处理设备中。

在本实用新型实施例中，将注入管道2安装到土壤中的污染深度，并且通过注入管道2将蒸汽注入到污染区域的土壤中，由此提高污染区域中的土壤温度，提高了土壤中污染物的挥发性和流动性，以蒸发吸附在土壤颗粒上的污染物，并在土壤中可形成含有挥发性污染物的提取对象。同时，注入的蒸汽在土壤孔隙中形成气流，使得提取对象挥发并由所述气流带出，进而通过位于污染区域的提取管道4回收的挥发性污染物，可再通过安装在地面上的单独的净化设施排出以净化土壤。

在本实用新型实施例中，原位气相抽提修复装置可提取和回收土壤孔隙中气态的挥发性污染物，通过将高温蒸汽施加到被挥发性有机物污染的土壤里，增加了污染物的挥发性和提高土壤孔隙的温度，进而提高土壤中污染物的挥发性和流动性，在土壤中形成含有挥发性污染物的提取对象，通过注入的蒸汽在土壤孔隙中产生气流，使得提取对象挥发并由气流带出，抽提设备通过提取管道提取出土壤中的提取对象，气液分离设备对提取对象进行气液分离处理，能够有效缩短修复所需的时间，提高土壤气相抽提修复的效率。

进一步地，原位气相抽提修复装置可使用石油化学生产设备和储存设施等工厂运行的公用设施中的蒸汽，能够有效降低土壤修复的成本。

特别是，原位气相抽提修复装置可利用到大规模石油化学联合体的污染区域，该污染区域难以应用Ex-situ(离位)方法，并且通过利用单独的加热能源即可得到蒸汽，净化费用可以达到最小化，并且可增加净化效率以及缩短污染物的净化时间。

继续参见图1，原位气相抽提修复装置还包括：气体净化设备8和液体净化设备9，其中，所述抽提设备3包括：第一抽提装置31和第二抽提装置32，所述气液分离设备5的气体输出端通过第三管道300与所述第一抽提装置31连通，所述第一抽提装置31通过第四管道400与所述气体净化设备8连通，所述气液分离设备5的液体输出端通过第五管道500与所述第二抽提装置32连通，所述第二抽提装置32通过第十管道600与所述液体净化设备9连通。

在本实用新型实施例中，气体净化设备8可为活性炭吸附设备，在提取对象被气液分离设备分离成气相污染物和液相污染物后，可通过活性炭吸附设备吸附气相污染物，然后将净化后的气体排放到大气中。

另外，液相污染物通过液体净化设备9经过水油分离、活性炭吸附或加压浮选等处理，净化后的液体可重新注入或排入土壤中。

参见图2，原位气相抽提修复装置还包括：用于监测注入到土壤中蒸汽的压力和/或温度的第一监测装置10，第一监测装置10设置在第一管道100上。

在本实用新型实施例中，第一监测装置10可包括压力传感器和/或温度传感器，其中压力传感器和温度传感器可集成设置或者单独设置。图2所示的示例为压力传感器和温度传感器单独设置。需要说明的是，在本实用新型实施例中并不仅限于图2中所示的示例。

参见图3和图1，注入管道2包括：第一管头21和用于插入到土壤中的第六管道22，第一管头21部包括：第七管道211和第一套管212，第一套管212具有第一容置空间，第七管道211位于第一容置空间内，第七管道211的一端与第一管道100可拆卸连通，第七管道211的另一端与第六管道22连通。

可选地，第七管道211与第一管道100可为螺纹连接，当然并不仅限于此。

可选地，第七管道211和第一套管212的材质可为钢材，以便通过辅助设备进行安装。如图3所示，第一套管212包括：第一连接件2121和与第一连接件2121相连的第二连接件2122，可选地，第二连接件2122的截面形状可以小于第一连接件2121的截面形状以便于对第一套管212进行拉拔操作。

继续参见图3，第七管道211的形状为L形。需要说明的是，以上有关第七管道211的描述只是示例并非限定，可以理解的是，本实用新型实施例并不具体限定第七管道211的形状。

参见图4，第六管道22的管壁上设置有多个气体注入孔221。气体注入孔221可在第六管道22的管壁上以按照预定间隔设置，例如预定间隔为5cm。第六管道22的材料可选用能够承受高温高压蒸汽且能够重复利用的钢管材料，当然并不仅限于此。

参见图5，提取管道4包括：第二管头41和用于插入到土壤中的第八管道42，第二管头41包括：第九管道411和第二套管412，第二套管412具有第二容置空间，第九管道411位于第二容置空间内，第九管道411的一端与第二管道200可拆卸连通，第九管道411的另一端与第八管道42连通。

可选地，第九管道411与第二管道200可以采用螺纹连接，当然并不仅限于此。

在本实用新型实施例中，提取管道4可包括：非筛管段和筛管段，提取管道4可自由组合非筛管段和筛管段，以便根据污染物在土壤中的分布深度进行选择性抽取。

此外，第二管头41和第八管道42需对高浓度的挥发性有机物质具有抗腐蚀性。第八管道42的材料为耐腐蚀的金属材料，从而可保证第八管道42在通入挥发性有机材料时不发生变形。可选地，第八管道42包括：套管部分和筛分部分，可以根据非污染部分和污染部分选择性地组装第八管道42的套管部分和筛分部分。

继续参见图5，第八管道42的管壁上设置有多个提取孔421，可选地，第八管道42的管壁上可以按照预定间隔设置提取孔421，提取孔421的形状可为圆形、方形等，当然并不仅限于此。

参见图6，原位气相抽提修复装置还包括：用于监测提取对象的压力和/或温度的第二监测装置20，第二监测装置20设置在第二套管412上。

原位气相抽提修复装置还包括：用于测量管道中挥发性有机物(VOCs)的浓度和/或地下水位的第三监测装置30，第三监测装置30设置在第二套管412上。

需要说明的是，第三监测装置30和第二监测装置20可集成或单独设置，在本实用新型实施例中并不具体限定第三监测装置30和第二监测装置20的结构。

继续参见图6，在第二套管412上还设置有预留监测端口4121，该预留监测端口4121可用于与其他监测设备连接。

在本实用新型实施例中，通过注入管道2、抽提设备3和一个或多个提取管道4配合，可将提取对象快速地抽取至气液分离设备5，通过气液分离设备5将含有挥发性污染物的提取对象分离成为气相污染物和液相污染物，进而分别通过气体净化设备8和液体净化设备9对气相污染物和液相污染物进行净化处理，可有效地完成对土壤的修复、可更好地保护环境。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。