一种强化蒸汽热脱附去除DNAPL的设备及方法与流程

本技术涉及污染物修复的领域，尤其是涉及一种强化蒸汽热脱附去除dnapl的设备及方法。

背景技术：

1、dnapl,即重非水相液体，指得是含有一个或多个氯、溴或氟原子的有机物。dnapl比重大于1，是众多造成地下水污染的物质中比较常见的一类有机污染物。

2、强化蒸汽热脱附是在温度升高的条件下,污染物的分子热运动加剧,吸附在表面上的气体分子会获得足够的能量,从而克服吸附力逃离表面,进入蒸汽中。目前，针对dnapl污染物的修复方法很多，其中蒸汽热脱附技术通过将蒸汽注入地下，热蒸汽在地下通过蒸汽流动热对流、蒸汽冷凝热传导等作用使地下温度升高，从而降低dnapl污染物的粘度，提高其移动性，同时促使污染物发生溶解、挥发，最后通过对气相和液相的抽提作用将污染物抽离出地下并进行达标处理。蒸汽热脱附技术技术具有高效、低成本、修复周期短、原位操作等优点，所以在针对dnapl污染物的修复中被优先使用。

3、在修复过程中，为追求较高的修复效率，需要利用电机驱动搅拌叶片转动，在修复时对土壤进行搅拌，以使土壤能够与热蒸汽充分混合接触，从而能够充分降低dnapl污染物的粘度，但是这种方式不仅需要较大的设备运行，并且还需要对土地进行回填，需要使用较多的人力和物力。

技术实现思路

1、为了降低去除土壤内的dnapl所需的人力和物力，本技术提供一种强化蒸汽热脱附去除dnapl的设备及方法。

2、一方面，本技术提供的一种强化蒸汽热脱附去除dnapl的设备采用如下的技术方案：

3、一种强化蒸汽热脱附去除dnapl的设备，包括：

4、药剂配置装置，设置在土壤外，所述药剂配置装置包括药剂储存罐、与所述药剂储存罐相连接的药剂搅拌组件以及与药剂搅拌组件相连接的注药泵，所述药剂搅拌组件用于将所述药剂进行搅拌；

5、蒸汽发生装置，设置在土壤外，包括前水处理组件与所述前水处理组件相连接的储水箱以及与所述储水箱相连接的蒸汽发生器，所述蒸汽发生器能够生成蒸汽，所述蒸汽发生器与所述注药泵共同连接有注入管，所述注入管插设在土壤里；

6、双向抽提井，设置在土壤内，与土壤外界相连通，用于盛放待抽取的混合蒸汽，所述双向抽提井内部设置有抽提器；

7、尾气处理组件，与所述抽提器相连接，所述尾气处理组件包括与所述抽提器相连接的风机和尾气处理箱。

8、通过采用上述技术方案，当需要进行dnapl去除修复时，先将药剂灌输至药剂储存罐中，将水同时装入前水处理组件中进行前置处理；处理完毕后，同时打开药剂搅拌组件和蒸汽发生器，搅拌后的药剂通入注药泵中，注药泵将药剂通向注入管，此时蒸汽发生器所产生的蒸汽与注药泵泵入的药剂相混合，同时通入土壤之中，待在土壤中与dnapl充分混合后，一段时间后，再通过抽提器进行抽提，之后经过风机进行气相抽提，将气相抽提后的尾气通过尾气处理箱处理，合格后排出，本技术中的设备通过将药剂与蒸汽混合，提升了dnapl在蒸汽内的溶解度及流动性，不需要利用电机驱动搅拌叶片转动，在修复时对土壤进行搅拌，使土壤能够与热蒸汽充分混合接触，进而降低了去除土壤内的dnapl所需的人力和物力。

9、可选的，所述药剂搅拌组件包括与所述药剂储存罐相连接的搅拌桶、设置在所述搅拌桶内的搅拌杆以及设置在所述搅拌桶上用于驱动所述搅拌杆转动的驱动电机，所述搅拌杆的外侧、所述搅拌桶的内侧设置有过滤桶，所述过滤桶上开设有多个滤孔。

10、通过采用上述技术方案，当需要将药剂进行搅拌，从而避免药剂内的成分分布不均时，驱动驱动电机，驱动电机带动搅拌杆转动，从而使得搅拌桶内的药剂混合均匀，同时过滤桶将药剂的滤渣留在桶内，药剂随着滤孔流出，最终通向注药泵中。

11、可选的，所述过滤桶的底面倾斜设置，所述过滤桶的底面与所述搅拌桶底面之间的距离随着所述过滤桶靠近所述药剂储存罐向远离所述药剂储存罐逐渐减小。

12、通过采用上述技术方案，过滤桶的底面倾斜设置使得在过滤时的药渣能够能快的沉淀在过滤桶的桶底，能够更好的将药渣进行过滤。同时，使得药剂能够同滤孔更好的流出，进一步提升了搅拌药剂这个过程的效率，进而提升了去除dnapl的效率。

13、可选的，所述搅拌杆的设置有多个搅拌板，多个所述搅拌板沿所述搅拌杆的长度方向间隔设置，每个所述搅拌板远离所述搅拌杆的端部设置有毛刷。

14、通过采用上述技术方案，搅拌板的设置增大了搅拌桶内的搅拌的空间大小，并且搅拌板间隔设置，在尽量增大搅拌空间的情况下，减少搅拌板的设置数量，从而能够减少搅拌程序所需的成本。当搅拌板转动时，毛刷与过滤桶的内壁相抵接，从而减少与滤孔直径大小差不多的杂质卡在滤孔内的概率。

15、可选的，所述前水处理组件包括过滤器外壳以及设置在所述过滤器外壳内的三级过滤网，所述三级过滤网包括依次设置的pp棉、活性炭以及反渗透膜，所述pp棉、所述活性炭以及所述反渗透膜两两之间的间距为0.3mm-0.6mm。

16、通过采用上述技术方案，前水处理时需要对水进行过滤，从而将前水内的杂质处理掉，避免在蒸汽发生器内，对蒸汽发生器造成损坏，同时，在水生成蒸汽进入土壤内时，杂质影响蒸汽与dnapl的混合，造成去除dnapl的效率低下。

17、可选的，所述风机与所述抽提器之间设置有气液分离组件，所述气液分离组件包括与所述设置在所述风机和所述抽提器之间的气液分离器以及与所述气液分离器相连接的水处理箱。

18、通过采用上述技术方案，从土壤内抽提的蒸汽-药剂-dnapl的混合物，直接进行尾气处理的情况可能比较困难，需要先对混合物进行气液分离，抽提器连通的气液分离箱，在分离箱内部进行分离，并且将分离后的水通向箱子内，这些水经过处理后可以成为再次取出dnapl的原料水，也可以直接通入土壤中，湿润土壤。

19、可选的，所述土壤内设置有中央控制组件，所述中央控制组件包括安装在所述土壤内的温度监测井和地下水监测井，所述温度监测井和所述地下水监测井均耦接有控制器，所述控制器分别与所述注药泵和所述蒸汽发生器相耦接。

20、通过采用上述技术方案，中央控制组件用于实现去除dnapl的自动化，从而进一步节省取出dnapl所需的人力。温度监测井能够在土壤内监测土壤内通入蒸汽和药剂后的温度，并在温度监测井内设定一定范围的温度值，当监测到的温度超过所设定的温度值的范围时，表明土壤已经有足够的蒸汽，可以关闭蒸汽发生器。当温度监测井监测到的温度超过温度范围时，将信号传输给控制器，使得控制器控制蒸汽发生器关闭；当温度监测井监测到的温度在温度范围内时，将信号传输给控制器，使得控制器控制蒸汽发生器开启。地下水监测井能够在土壤内监测土壤内药液的迁移位置，并在温度监测井内设定一定范围的坐标值，当监测到的坐标超过所设定的坐标值的范围时，表明土壤已经有足够的药剂，可以关闭注药泵。当地下水监测井监测到的坐标超过坐标值范围时，将信号传输给控制器，使得控制器控制注药泵关闭；当地下水监测井监测到的坐标在坐标值范围内时，将信号传输给控制器，使得控制器控制注药泵开启。

21、可选的，所述中央控制组件还包括压力监测井，所述压力监测井与所述控制器相耦接，所述控制器与所述抽提器相耦接。

22、通过采用上述技术方案，压力监测井能够在土壤内监测土壤内的压力，并在压力监测井内设定一定范围的压力值，当监测到的压力超过所设定的压力值的范围时，表明土壤已经和药剂与蒸汽的混合物混合充分，可以启动抽提器进行抽提。当压力监测井监测到的压力超过压力范围时，将信号传输给控制器，使得控制器控制抽提器开始启动；当压力监测井监测到的压力在压力范围内时，将信号传输给控制器，使得控制器控制抽提器关闭。

23、一方面，本技术提供的一种强化蒸汽热脱附去除dnapl的设备的方法采用如下的技术方案：

24、可选的，包括步骤：

25、s1、前期处理：将药剂灌输至所述药剂储存罐中，将水同时装入所述前水处理组件中；

26、s2、搅拌药剂：启动所述驱动电机，所述驱动电机带动所述搅拌杆转动，从而使得所述搅拌桶内的药剂混合均匀，药剂通过所述滤孔流出，所述毛刷与所述过滤桶的内壁相抵接，药剂最终流至所述注药泵中；

27、s3、温度监测：当监测到的温度超过所设定的温度值的范围时，表明土壤已经有足够的蒸汽，可以关闭蒸汽发生器。当温度监测井监测到的温度超过温度范围时，将信号传输给控制器，使得控制器控制蒸汽发生器关闭；当温度监测井监测到的温度在温度范围内时，将信号传输给控制器，使得控制器控制蒸汽发生器开启；

28、s4、药剂监测：当地下水监测井监测到的坐标超过坐标值范围时，将信号传输给控制器，使得控制器控制注药泵关闭；当地下水监测井监测到的坐标在坐标值范围内时，将信号传输给控制器，使得控制器控制注药泵开启；

29、s5、压力监测：当压力监测井监测到的压力超过压力范围时，将信号传输给控制器，使得控制器控制抽提器开始启动；当压力监测井监测到的压力在压力范围内时，将信号传输给控制器，使得控制器控制抽提器关闭；

30、s6、后期处理：对混合物进行气液分离，抽提器连通的气液分离箱，在分离箱内部进行分离，并且将分离后的水通向箱子内，这些水经过处理后可以成为再次取出dnapl的原料水，也可以直接通入土壤中，湿润土壤，气体经过风机进行气相抽提，将气相抽提后的尾气通过尾气处理箱处理，合格后排出。

31、通过采用上述技术方案，当需要进行dnapl去除修复时，先将药剂灌输至药剂储存罐中，将水同时装入前水处理组件中进行前置处理；通过pp棉、活性炭以及反渗透膜进行过滤，接着启动驱动电机，驱动电机带动搅拌杆转动，从而使得搅拌筒内的药剂混合均匀，毛刷与过滤桶的内壁相抵接，搅拌后的药剂通入注药泵中，地下水监测井通过控制器控制注药泵将药剂通向注入管，此时温度监测井通过控制器控制蒸汽发生器所产生的蒸汽与注药泵泵入的药剂相混合，同时通入土壤之中，待在土壤中与dnapl充分混合后，一段时间后，再通过控制器控制抽提器进行抽提。

32、可选的，将水同时装入所述前水处理组件中，包括步骤：通过所述pp棉、所述活性炭以及所述反渗透膜进行过滤。

33、通过采用上述技术方案，三级过滤网包括依次设置的pp棉、活性炭以及反渗透膜，pp棉对杂质进行粗过滤，活性炭能够更好的吸收水中的杂质，最后反渗透膜由于滤孔较小，能够进一步进行过滤。

34、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

35、1.通过设置了药剂配置装置、药剂储存罐、药剂搅拌组件、注药泵、蒸汽发生装置、前水处理组件、储水箱、蒸汽发生器、注入管、尾气处理装置、尾气处理组件、风机、尾气处理箱、双向抽提井、抽提器以及中央控制组件，当需要进行dnapl去除修复时，先将药剂灌输至药剂储存罐中，将水同时装入前水处理组件中进行前置处理；处理完毕后，中央控制组件开始运作同时打开药剂搅拌组件和蒸汽发生器，搅拌后的药剂通入注药泵中，注药泵将药剂通向注入管，此时蒸汽发生器所产生的蒸汽与注药泵泵入的药剂相混合，同时通入土壤之中，待在土壤中与dnapl充分混合后，一段时间后，再通过抽提器进行抽提，之后经过风机进行气相抽提，将气相抽提后的尾气通过尾气处理箱处理，合格后排出，本技术中的设备通过将药剂与蒸汽混合，提升了dnapl在蒸汽内的溶解度及流动性，不需要利用电机驱动搅拌叶片转动，在修复时对土壤进行搅拌，使土壤能够与热蒸汽充分混合接触，进而降低了去除土壤内的dnapl所需的人力和物力；

36、2.通过设置了过滤器外壳、三级过滤网、pp棉、活性炭以及反渗透膜，前水处理时需要对水进行过滤，从而将前水内的杂质处理掉，避免在蒸汽发生器内，对蒸汽发生器造成损坏，同时，在水生成蒸汽进入土壤内时，杂质影响蒸汽与dnapl的混合，造成去除dnapl的效率低下；pp棉对杂质进行粗过滤，活性炭能够更好的吸收水中的杂质，最后反渗透膜由于滤孔较小，能够进一步进行过滤，pp棉、活性炭以及反渗透膜两两之间间隔设置，给水流一定的缓冲，实现更好的过滤效果；

37、3.通过设置了搅拌桶、搅拌杆、驱动电机、搅拌板、毛刷、过滤桶以及滤孔，当需要将药剂进行搅拌，从而避免药剂内的成分分布不均时，驱动驱动电机，驱动电机带动搅拌杆转动，从而使得搅拌桶内的药剂混合均匀。搅拌板的设置增大了搅拌桶内的搅拌的空间大小，并且搅拌板间隔设置，在尽量增大搅拌空间的情况下，减少搅拌板的设置数量，从而能够减少搅拌程序所需的成本。过滤桶将药剂的滤渣留在桶内，药剂随着滤孔流出，最终通向注药泵中。过滤桶的底面倾斜设置使得在过滤时的药渣能够能快的沉淀在过滤桶的桶底，能够更好的将药渣进行过滤。当搅拌板转动时，毛刷与过滤桶的内壁相抵接，从而减少与滤孔直径大小差不多的杂质卡在滤孔内的概率。