一种污染土壤原位热脱附方法、原位热脱附系统与流程

本发明涉及污染土壤原位热脱附处理技术领域，尤其涉及一种污染土壤原位热脱附方法、原位热脱附系统。

背景技术：

原位热脱附技术自20世纪70年代开始应用于污染地块修复，其原理是通过加热升高污染区域的温度，改变污染物的物化性质(蒸汽压及溶解度增加，粘度、表面张力、亨利系数及土水分配系数减小)，增加气相或者液相中污染物的浓度，提高液相抽出或土壤气相抽提对污染物的去除率。按照不同的加热方式，原位热脱附技术主要分为电阻加热、热传导加热和蒸汽加热3种类型，电阻加热是在土壤中直接安装由多个电极组成的电极网络形成电流回路，具有导电性的土壤将电能转换成热能升温，土壤中水分逐渐转化成热蒸汽，驱使易挥发性有机污染物从土壤中脱附进入更易渗透的蒸汽流动区域，汽水混合有机污染物经多相抽提井进行真空抽提、收集和无害化处理。

目前使用的电阻加热中的加热电极多为定制长度，成本高，同时土壤污染深度较深(如20m以下)需要较长的加热棒或加热电极时，国内能加工的厂家寥寥无几且加工后也将面临运输困难、施工安装不方便、不可重复利用等问题，且土壤污染往往存在不同深度土壤污染程度不同的情况，无法根据需要针对性进行调节对不同位置土壤进行修复施工，增大能耗，影响修复效率。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：一种污染土壤原位热脱附方法，包括以下步骤：

s1：现场勘察；根据场地风险评估报告及修复方案确定需要修复的有机污染土壤范围及深度，划定修复区域；

s2：井位部署施工，根据勘察信息在污染区域进行钻设电极井和抽提井；

s3：辅助设备部署，电力系统安装和尾气尾水处理系统安装；

s4：电极井部署，根据电极井深度在电极井中部署加热电极，其中，电极井中部署的多个加热电极分别与电力系统中的控制线路并联，实现对多个加热电极进行独立开关控制；

s5：抽提井部署，在抽提井中部署抽提设备，其中，抽提设备的出口端与尾气尾水处理系统连通，且尾气尾水处理系统的出口端通过供水导管与电极井连通；

s6：污染土壤加热修复，通过电力系统为加热电极进行供电，实现对污染土壤加热修复，同时通过抽提井中抽提设备对尾水和尾气进行抽出并输送至尾气尾水处理系统，且尾气尾水处理系统为电极井进行供水。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述步骤s2中钻设电极井和抽提井，其中电极井和抽提井的钻设深度大于对应点污染深度0.5m。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述步骤s4电极井部署，根据电极井深度在电极井中部署加热电极具体包括以下步骤：

s4.1：根据土壤渗透系数等情况计算加热电极井的间距(一般电极井的间距为5～10m)，再根据电极井深度计算所需加热电极的数量；

s4.2：依次向电极井内下放加热电极，并将加热电极与电力系统进行连接；

s4.3：在下放加热电极时向电极井中填充高渗透性沙。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述加热电极的长度为6m，且加热电极供电电源为60hz低频交流电。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述步骤s5抽提井部署，在抽提井中部署抽提设备具体包括一下步骤：

s5.1：将潜水泵安装在抽提井中底部，同时将潜水泵的供电线路与电力系统连接；

s5.2：进行井头和抽提管道安装，抽提管道与潜水泵和尾气尾水处理系统进口连通。

作为上述技术方案的进一步描述：

还包括温度压力检测系统安装，所述温度压力检测系统安装方法为，土壤污染地区开设检测孔，并在检测孔中内置安装温度传感器和压力传感器，然后将温度传感器和压力传感器的数据输出线连接终端显示设备，对土壤修复时的压力和温度数据进行时时检测。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述步骤s6污染土壤加热修复前还包括以下步骤：

a：对原位热脱附修复区域表面进行硬化防渗透保温施工；

b：对电极井中部署的多个加热电极进行单体调试和试运行。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述步骤s6污染土壤加热修复还包括自检，所述自检为对原位热脱附修复区域各个加热电极对应深度的污染土壤进行检测，对检测合格土层对应点位的加热电极进行关闭，对检测不合格土层对应点位的加热电极继续加热修复，直至原位热脱附修复区域全部检测合格后进行验收退场。

一种污染土壤原位热脱附系统，包括土壤加热修复系统、电力控制系统和尾气尾水处理系统；

所述土壤加热修复系统包括电极井、抽提井、多个加热电极和潜水泵，所述电极井和抽提井钻设在污染土壤中，且多个加热电极依次嵌设安装在电极井中，所述潜水泵安装设置在抽提进中；

所述电力控制系统的控制线路与加热电极井中安装的多个加热电极并联连接，实现对各个加热电极进行独立控制；

所述尾气尾水处理系统的进口通过抽提管道与抽提井中潜水泵出口连接，且尾气尾水处理系统的出水口通过供水管与电极井内部导通。

本发明提供了一种污染土壤原位热脱附方法、原位热脱附系统。具备以下有益效果：

该污染土壤原位热脱附方法、原位热脱附系统通过多段6m长的电极组合而成，每段电极可以单独控制工作，通过自检了解不同土层对应的污染修复情况，进而调节不同段电极的工作状态和工作时间，实现对不同深度的污染土壤精确加热，从而节约能耗，提高修复效率，同时实现循环水处理为电极井进行补充水分，使得各个电极井与土壤构成含水的通路环境，同时通过60hz低频交流电加热电极，避免土壤中水分蒸发过快导致出现绝缘间隙，保持导电路径。低频交流电较高频交流电具有更长的波长，从而使电极井的影响半径更大，也使系统更节能。

附图说明

图1为本发明提出的一种污染土壤原位热脱附方法、原位热脱附系统的流程示意图；

图2为本发明提出的一种污染土壤原位热脱附方法、原位热脱附系统的系统部署示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种污染土壤原位热脱附方法，包括以下步骤：

s1：现场勘察；根据场地风险评估报告及修复方案确定需要修复的有机污染土壤范围及深度，划定修复区域；

s2：井位部署施工，根据勘察信息在污染区域进行钻设电极井和抽提井；

s3：辅助设备部署，电力系统安装和尾气尾水处理系统安装；

s4：电极井部署，根据电极井深度在电极井中部署加热电极，其中，电极井中部署的多个加热电极分别与电力系统中的控制线路并联，实现对多个加热电极进行独立开关控制；

s5：抽提井部署，在抽提井中部署抽提设备，其中，抽提设备的出口端与尾气尾水处理系统连通，且尾气尾水处理系统的出口端通过供水导管与电极井连通；

s6：污染土壤加热修复，通过电力系统为加热电极进行供电，实现对污染土壤加热修复，同时通过抽提井中抽提设备对尾水和尾气进行抽出并输送至尾气尾水处理系统，且尾气尾水处理系统为电极井进行供水。

步骤s2中钻设电极井和抽提井，其中电极井和抽提井的钻设深度大于对应点污染深度0.5m。

步骤s4电极井部署，根据电极井深度在电极井中部署加热电极具体包括以下步骤：

s4.1：根据土壤渗透系数等情况计算加热电极井的间距(一般电极井的间距为5～10m)，再根据电极井深度计算所需加热电极的数量；

s4.2：依次向电极井内下放加热电极，并将加热电极与电力系统进行连接；

s4.3：在下放加热电极时向电极井中填充高渗透性沙。

加热电极的长度为6m，且加热电极供电电源为60hz低频交流电。

进一步的，加热电极通过60hz低频交流电进行供电，避免土壤中水分蒸发过快导致出现绝缘间隙，保持导电路径，同时低频交流电较高频交流电具有更长的波长，从而使电极井的影响半径更大，也使系统更节能。

步骤s5抽提井部署，在抽提井中部署抽提设备具体包括一下步骤：

s5.1：将潜水泵安装在抽提井中底部，同时将潜水泵的供电线路与电力系统连接；

s5.2：进行井头和抽提管道安装，抽提管道与潜水泵和尾气尾水处理系统进口连通。

还包括温度压力检测系统安装，温度压力检测系统安装方法为，土壤污染地区开设检测孔，并在检测孔中内置安装温度传感器和压力传感器，然后将温度传感器和压力传感器的数据输出线连接终端显示设备，对土壤修复时的压力和温度数据进行时时检测。

步骤s6污染土壤加热修复前还包括以下步骤：

a：对原位热脱附修复区域表面进行硬化防渗透保温施工；

b：对电极井中部署的多个加热电极进行单体调试和试运行。

步骤s6污染土壤加热修复还包括自检，自检为对原位热脱附修复区域各个加热电极对应深度的污染土壤进行检测，对检测合格土层对应点位的加热电极进行关闭，对检测不合格土层对应点位的加热电极继续加热修复，直至原位热脱附修复区域全部检测合格后进行验收退场。

通过多段6m长的电极组合而成，每段电极可以单独控制工作，可以根据不同深度土壤的污染和修复情况，调节不同段电极的工作状态和工作时间，通过自检实现对不同土层对应的污染修复情况进行自检，精确加热污染深度的土壤，从而节约能耗，提高修复效率。

一种污染土壤原位热脱附系统，包括土壤加热修复系统、电力控制系统和尾气尾水处理系统；

土壤加热修复系统包括电极井、抽提井、多个加热电极和潜水泵，电极井和抽提井钻设在污染土壤中，且多个加热电极依次嵌设安装在电极井中，潜水泵安装设置在抽提进中；电力控制系统的控制线路与加热电极井中安装的多个加热电极并联连接，实现对各个加热电极进行独立控制；尾气尾水处理系统的进口通过抽提管道与抽提井中潜水泵出口连接，且尾气尾水处理系统的出水口通过供水管与电极井内部导通。

进一步的，电力控制系统实现对电极井中安装的多个加热电极进行独立控制开关，实行根据污染修复情况对不同土层点位的加热电极进行独立控制；

尾气尾水处理系统实现对抽提取中抽取的废气废水进行净化处理，并将净化处理后的废水循环在送入到电极井中，为电极井进行补充水分，使得各个电极井与土壤构成含水的通路环境。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。