基于热强化的化学氧化土壤修复装置的制作方法

本实用新型涉及一种土壤修复系统，尤其涉及一种基于热强化的化学氧化土壤修复装置。

背景技术：

近年来，土壤和地下水污染受到了关注，土壤和地下水修复是当前国内外环保工作的热点。原位修复技术具有不需开挖、转运土壤以及对环境破坏小等优点而受到青睐，其中原位化学氧化是向土壤或地下水的污染区域注入氧化剂，通过氧化作用促使污染物转化为无毒或者毒性较小的物质的一种有机污染场地处理技术，其具有处理时间短、成本低等优点近年来成为受推崇的有机污染土壤修复技术。

原位化学氧化方法虽然通常具有处理成本低的优势，但不适宜于黏性介质以及有机质含量高的污染土壤，主要原因是存在污染反弹现象、对污染物去除不彻底以及药剂消耗量大等问题；同时，对于黏土等低渗透性介质，很难通过原位注射使氧化剂与地下环境中的污染物有效接触。另外，通过化学氧化将土壤中污染物修复至背景值或者使其浓度降至极低存在技术难度和成本较高的问题，还可能造成含水层化学性质的改变以及由于孔隙中的矿物沉淀而造成含水层的堵塞。同时，由于实际修复工程现场的复杂性、地面下的低温环境以及天气季节的原因，也可能出现氧化剂传递不均匀、处理不彻底、渗透性差、影响半径小等原位化学氧化处理效果不好的现象。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于热强化的化学氧化土壤修复装置，通过加热提升氧化药剂的活性和渗透性以及修复井周边土壤的均匀加热，实现了原位化学氧化的热强化修复效率。

本实用新型是这样实现的：

一种基于热强化的化学氧化土壤修复装置，包括修复井、热强化器、氧化药剂注入管、热强化控制器、药剂供给器及填料；修复井位于待修复区域内，且修复井的下部位于待修复土层内；热强化器和若干根氧化药剂注入管均设置在修复井内，修复井的井内空间中填充有填料，且若干根氧化药剂注入管周向分布在热强化器的四周；热强化控制器和药剂供给器均位于修复井的外部，热强化控制器与热强化器电连接，药剂供给器的出药口与氧化药剂注入管通过管道连通。

所述的氧化药剂注入管的下部布设有若干个筛孔，且若干个筛孔位于待修复土层区域内。

所述的氧化药剂注入管的下部包覆有滤网层，且滤网层能覆盖所有的筛孔，滤网层的网孔孔径小于筛孔孔径和填料的粒径。

所述的填料包括填充在修复井下部的石英砂和填充在修复井上部的混凝土，石英砂的填充高度不小于筛孔的设置高度。

所述的化学氧化土壤修复装置还包括内置温度监测器的温度监测井，温度监测井位于修复井的旁侧。

所述的修复井四周的地面表层上铺设保温阻隔层。

所述的热强化器沿修复井的轴向设置，热强化器的长度与修复井的高度相当。

所述的热强化控制器包括温度控制单元、电源、电控柜，电源与热强化器的电源端连接，温度控制单元通过电控柜与热强化器的输入控制端连接。

所述的药剂供给器包括配药装置、搅拌装置、动力泵，配药装置、搅拌装置、动力泵依次连接，动力泵的出药口通过管道连接至氧化药剂注入管。

本实用新型通过加热提升氧化药剂的活性和渗透性以及修复井周边土壤的均匀加热，结合化学氧化药剂的均匀注入以及实时恒温加热控制，促进了渗透性差土层中半挥发性及难挥发有机污染物的脱附与氧化降解，实现了原位化学氧化的热强化修复效率，同时有效降低修复技术的能耗，解决了传统原位化学氧化在黏土环境中渗透性差、处理不彻底以及容易出现污染反弹的问题。

附图说明

图1是本实用新型基于热强化的化学氧化土壤修复装置的剖面图。

图中，1修复井，11保温阻隔层，2热强化器，3氧化药剂注入管，4热强化控制器，41电源，5药剂供给器，51搅拌装置，52动力泵，6填料，7温度监测井。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

请参见附图1，一种基于热强化的化学氧化土壤修复装置，包括修复井1、热强化器2、氧化药剂注入管3、热强化控制器4、药剂供给器5及填料6；修复井1位于待修复区域内，且修复井1的下部位于待修复土层内；热强化器2和若干根氧化药剂注入管3均设置在修复井1内，修复井1的井内空间中填充有填料6，且若干根氧化药剂注入管3周向分布在热强化器2的四周；热强化控制器4和药剂供给器5均位于修复井1的外部，热强化控制器4与热强化器2电连接，药剂供给器5的出药口与氧化药剂注入管3通过管道连通。通过热强化控制器4控制热强化器2的均匀加热，能减少水的黏度，增大污染物与化学氧化剂的接触概率，增强污染物脱附，促进降解。

所述的氧化药剂注入管3的下部布设有若干个筛孔(图中未示出)，且若干个筛孔位于待修复土层区域内，确保氧化药剂能通过筛孔注入到待修复土层区域内并与待修复土壤充分接触和反应。

所述的氧化药剂注入管3的下部包覆有滤网层(图中未示出)，且滤网层能覆盖所有的筛孔，滤网层的网孔孔径小于筛孔孔径和填料6的粒径，能防止氧化药剂注入管3的筛孔被填料6堵塞，确保氧化药剂的有效注入。

所述的填料6包括填充在修复井1下部的石英砂和填充在修复井1上部的混凝土，石英砂的填充高度不小于筛孔的设置高度，防止氧化药剂注入管3的筛孔被混凝土堵塞，以确保筛孔的畅通和氧化药剂的注入，同时能确保热强化器2和氧化药剂注入管3的安装、使用可靠性。

所述的化学氧化土壤修复装置还包括内置温度监测器的温度监测井7，温度监测井7位于修复井1的旁侧，可采用热电偶等温度监测器对热强化器2的热强化温度进行监测，以便于调整加热温度。

所述的热强化器2沿修复井1的轴向设置，热强化器2的长度与修复井1的高度相当，确保良好且均匀的热强化功能，提升化学氧化的效率和效果。

所述的热强化控制器4包括温度控制单元(图中未示出)、电源41、电控柜(图中未示出)等，电源41与热强化器2的电源端连接，温度控制单元通过电控柜与热强化器2的输入控制端连接，可根据现场需求调整热强化器2的加热温度，始终保持合适的加热温度。温度控制单元、电控柜可采用现有技术的plc等技术控制，实现加热温度的实时恒温控制。

所述的药剂供给器5包括配药装置(图中未示出)、搅拌装置51、动力泵52等，配药装置、搅拌装置51、动力泵52依次连接，动力泵的出药口通过管道连接至氧化药剂注入管3，可根据现场需要进行药剂成分的配比、注入流量等的参数控制以及药剂泵入控制。

所述的修复井1四周的地面表层上铺设保温阻隔层11，通过保温减少热损失，同时防止污染物挥发造成二次污染。

本实用新型基于热强化的化学氧化土壤修复装置的施工方法是：

利用钻机在污染场地待修复区域进行钻孔，达到设计钻孔深度，形成修复井1。利用吊装设备在修复井1中间插入热强化器2，热强化器2可采用加热电极，加热电极的四周不同方位安装四个氧化药剂注入管3。氧化药剂注入管3由抗高温材料制成，氧化药剂注入管3的下部均布筛孔，氧化药剂注入管3的下部开筛段位于待修复土层区域，为了防止筛孔被堵塞，氧化药剂注入管3的下部开筛段外壁包裹金属材质的滤网层。再向修复井1内填充填料6，氧化药剂注入管3的下部开筛段高度内的填料6可采用石英砂，确保氧化药剂的渗透性良好，石英砂上方的填料6采用水泥混凝土灌浆，确保热强化器2和氧化药剂注入管3的安装可靠性。最后在修复井1的旁侧钻孔形成温度监测井7，并在温度监测井7内设置热电偶，用于监测不同深度处的加热温度，保持修复区所需的加热温度条件。

修复井1的数量可根据污染场地待修复区域的面积确定，确保氧化药剂的注入能覆盖待修复区域。温度监测井7的数量和位置可根据修复井1的分布情况确定。

本实用新型基于热强化的化学氧化土壤修复装置的使用方法是：

根据现场土壤污染情况，通过药剂供给器5的配药装置进行氧化药剂的配比，氧化药剂可采用过硫酸盐等，在搅拌装置51搅拌后通过动力泵52经管道泵入氧化药剂注入管3内，通过氧化药剂注入管3的筛孔均匀注入待修复土层区域中。注入氧化药剂的同时，通过热强化控制器4控制加热电极进行加热，并通过电控柜等对加热温度进行针对性设置与调节，实现被氧化修复区域的土壤的均匀加热，提升周边土层的环境温度，增强氧化药剂的活性和渗透性，有利于土壤中有机污染物的彻底去除。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。