一种热通风强化石油烃污染土壤原位修复装置
技术领域
本实用新型涉及土壤原位修复技术领域。更具体地，涉及一种热通风强化石油烃污染土壤原位修复装置。
背景技术
加油站、成品油库泄漏造成土壤和地下水污染事件屡见不鲜。1995年，北京安家楼加油站泄漏柴油78吨，在一周之内渗漏进入土壤和地下水，造成附近一水厂被迫停产，影响供水范围达36公里；2006年，江苏南京龙蟠路加油站发生大量泄漏，同年三井加油站储油罐渗泄漏，泄漏汽油蔓延至市政下水管道；苏南地区对29座加油站进行渗漏检测，21座存在不同程度的渗漏，占被调查总数的72.4％，15年以上 20座加油站中有12座存在渗漏现象；2008年，广州冠德加油站输油管道泄漏，泄漏石油渗透到附近人行道上。油品泄漏以后，其中一部分通过挥发、降解等被去除，但是，其中部分石油烃会长期滞留于自然环境中，污染土壤和地下水，威胁人类健康。时至今日，石油烃污染已经成为土壤、地下水污染的重要因素。
加油站、成品油库储罐泄漏油品主要为汽柴油，污染组份主要包括汽柴油、苯系物、多环芳烃以及MTBE等。汽、柴油是混合物，汽油组份主要为C4～C12脂肪烃和环烃类,包括部分烯烃和少量芳香烃、硫化物等。柴油组份主要为C10～C22的烃类，一般包括烷烃67.69％、环烷烃15.22％、芳香烃17.09％(包括单环芳烃、多环芳烃以及杂环芳烃等)、胶质0.40％。苯系物(BETX)主要包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯等。多种研究以及证明苯系物对生物体具有毒性，对人类健康能够产生直接危害。经研究，BTEX能够引起神经衰弱、头痛、失眠、眩晕、下肢疲惫等症状以及遗传毒性(破坏DNA)，长期接触可以导致人体患上贫血症和白血病。
按照土壤污染修复技术处置场地分类，石油污染土壤的修复方式主要有原位修复和异位修复，其中原位修复具有投资少，对周围环境影响小的特点。按照修复技术分类主要有物理修复、化学修复、生物修复等，每种修复技术都具有自身应用范围和优缺点，
土壤气相抽吸(Soil Vapor Extraction，SVE)是一种土壤原位修复技术，利用真空泵抽提作用产生负压，在土壤不饱和带形成空气的定向流动，空气流经污染区域时，解吸并夹带出土壤空隙中的挥发性和半挥发性有机物，从而达到净化土壤的目的，主要用来修复挥发性半挥发性有机污染物。相对于异位修复技术，SVE是一种技术经济性能较好的土壤修复方法。
地下水污染曝气修复技术(airsparging，AS)是一种针对饱和区土壤、地下水中挥发性有机污染物的原位修复技术。AS通过鼓风机将新鲜空气喷射进饱和区土壤及地下水中，空气在浮力以及压力梯度作用下，在土壤多孔介质中运移，使污染物从土壤空隙及地下水中挥发上升第地面处理系统得以去除。
通常情况下，地下水曝气修复技术(AS)与土壤气相抽提技术(SVE)相结合使用，含有挥发性有机污染物的空气上升至包气带后，通过土壤气相抽提集中处理系统的收集处理，从而达到去除挥发性有机污染物目的。
地下水曝气修复技术(AS)与土壤气相抽提技术(SVE)相结合使用针对挥发性有机物十分有效，但是因为有机物与土壤基质吸附作用较强，以及半挥发性有机污染物的挥发能力相对较弱等原因，难以彻底去除轻质易挥发石油烃组分以外的有机污染物。
土壤低温热脱附原位修复技术是通过直接或者间接进行热交换，将热空气加热到一定温度，在气体流经土壤空隙时，从而加速土壤及地下水中挥发性半挥发性有机污染物的挥发及脱附，从而达到修复目标。
目前，现有技术对于地下水曝气修复技术(AS)、土壤气相抽提技术(SVE)等原位修复技术，都开展了单项技术研究，并陆续开展了部分的现场实验，但是将三种技术通过联合应用，取长补短，达到优势互补，从而提高土壤及地下水有机污染物修复效果的联合修复技术，在技术研究和工程实施上仍然处于空白。
因此，本实用新型提供了一种热通风强化石油烃污染土壤原位修复装置，以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种热通风强化石油烃污染土壤原位修复装置；该装置通过联合SVE、AS及低温热脱附等修复技术，达到取长补短、优势互补作用，能够显著提高汽、柴油等轻质油污染场地修复效率，填补了该项联合修复技术的空白。
为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种热通风强化石油烃污染土壤原位修复装置，包括真空抽提系统和鼓风注入系统；其中，所述真空抽提系统包括真空泵、气液分离器、气体净化装置和液体净化装置；所述鼓风注入系统包括鼓风加热装置和加药装置：
所述真空泵与抽提井连接，用于抽提地下水和土壤气体；
所述气液分离器的流体进口与所述真空泵连接，用于对真空泵抽提出的地下水和土壤气体进行气液分离；
所述气体净化装置的进气口与所述气液分离器的出气口连接，用于脱除气液分离器分离出的气体中含有的挥发性有机物；
所述液体净化装置的进液口分别与所述气液分离器的出液口和所述加药装置的出液口连接，用于脱除气液分离器分离出的液体中的含油污水；
所述鼓风加热装置与注入井连接，用于向注入井中鼓入热风，脱除土壤中挥发性及半挥发性的有机污染物；
所述加药装置的出液口分别与注入井和所述液体净化装置的进液口连接，用于向注入井中注入土壤修复药剂，以及向所述真空抽提系统中的液体净化装置提供土壤修复药剂。
优选地，所述气体净化装置包括尾气吸附装置，所述尾气吸附装置的进气口与所述气液分离器的出气口连接，用于吸附土壤气体中的挥发性有机物。
优选地，所述气体净化装置还包括冷干机，所述冷干机设于所述尾气吸附装置和所述气液分离器之间，其通过冷却去除真空泵抽提出的土壤气体中含有的挥发性有机物。
优选地，所述液体净化装置包括药剂缓冲装置和油水分离装置，所述药剂缓冲装置的进液口分别与所述气液分离器的出液口和所述加药装置的出液口连接，所述油水分离装置的进液口与所述药剂缓冲装置的出液口连接；其中，所述药剂缓冲装置用于混合土壤修复药剂以及气液分离器分离出的液体，所述油水分离装置用于分离混合液体中的含油污水，分离出的油污进入油回收装置，分离出的污水排至污水排水管道系统。
优选地，所述油水分离装置包括粗过滤器和油水过滤器；其中，所述粗过滤器的进液口连接所述药剂缓冲装置的出液口，所述粗过滤器的出液口连接所述油水过滤器的进液口；该粗过滤器用于初步过滤药剂缓冲装置输出的混合液体，该油水过滤器用于对粗过滤器输出的液体进行油水分离。
优选地，所述真空抽提系统中的气液分离器和液体净化装置之间设有自吸泵，进一步地，所述自吸泵还与抽提井连接，用于对抽提井中地下水和/或气液分离器分离出的液体进行抽提，此时液体净化装置用于脱除自吸泵抽提出的地下水和/或气液分离器分离出的液体中的含油污水。
优选地，所述真空抽提系统还包括设于抽提井和真空泵之间的缓冲装置。
优选地，所述真空抽提系统还包括真空泵循环水空冷器，所述真空泵循环水空冷器的进液口连接所述气液分离器的出液口，所述真空泵循环水空冷器的出液口连接所述真空泵。
优选地，所述鼓风注入系统中的鼓风加热装置包括与注入井连接的加热器和与加热器连接的鼓风机；其中所述鼓风机用于向注入井鼓风，所述加热器用于加热鼓风机输出的风，提高出风温度，增加土壤颗粒中挥发性半挥发性有机污染物的脱附效率。
优选地，所述鼓风注入系统中的加药装置包括多组并联设置的加药单元，每组加药单元均包括用于混合土壤修复剂和水的药剂储存装置和用于将药剂储存装置中的混合药剂分别泵入注入井和药剂缓冲装置中的加药泵。
优选地，所述药剂储存装置内设有用于将土壤修复剂和水搅拌均匀的搅拌器。
优选地，所述药剂储存装置分别连接供水装置和土壤修复剂供给装置。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型提供的热通风强化石油烃污染土壤原位修复装置将SVE、AS及低温热脱附等修复技术联合，取长补短、优势互补，显著提高了汽、柴油等轻质油污染场地修复效率。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本实用新型提供的热通风强化石油烃污染土壤原位修复装置的示意图；
图2示出本实用新型提供的真空抽提系统的示意图；
图3示出本实用新型提供的鼓风加热装置的示意图；
图4示出本实用新型提供的加药装置的示意图；
其中，1-真空泵，2-气液分离器，3-气体净化装置，31-尾气吸附装置，32-冷风机，4-液体净化装置，41-药剂缓冲装置，42-油水分离装置，421-粗过滤器，422-油水过滤器，5-鼓风加热装置，51-鼓风机，52-加热器，6-加药装置，61-药剂储存装置， 611-搅拌器，62-加药泵，7-抽提井，8-注入井，9-缓冲装置，10-自吸泵，11-供水装置，12-土壤修复剂供给装置，13-真空泵循环水空冷器。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。
为解决单一土壤原位修复系统去除污染物单一等问题，本实用新型提供了一种热通风强化石油烃污染土壤原位修复装置，如图1，包括：
真空抽提系统，用于抽提修复井中的地下水和土壤气体，并去除挥发性有机物；以及鼓风注入系统，用于向修复井中鼓风和注入土壤修复药剂，去除挥发性及半挥发性有机物。
作为本实用新型一个具体地实施方式，如图2所示，所述真空抽提系统包括：
真空泵1，与抽提井7连接，用于抽提地下水和土壤气体；
气液分离器2，其流体进口与所述真空泵连接，用于对真空泵抽提出的地下水和土壤气体进行气液分离；
气体净化装置3，用于脱除气液分离器分离出的气体中含有的挥发性有机物；该气体净化装置3包括尾气吸附装置31，所述尾气吸附装置31的进气口与所述气液分离器2的出气口连接，用于吸附土壤气体中的挥发性有机物；进一步地，所述气体净化装置3还包括冷干机32，所述冷干机32设于所述尾气吸附装置31和所述气液分离器2之间，其通过冷却去除真空泵抽提出的土壤气体中含有的挥发性有机物；所述尾气吸附装置31例如可以为活性炭吸附装置；
以及液体净化装置4，用于混合地下水和土壤修复药剂；该液体净化装置4包括药剂缓冲装置41和油水分离装置42，该油水分离装置42进一步包括粗过滤器421 和油水过滤器422；其中，所述药剂缓冲装置41的进液口分别与所述气液分离器2 的出液口和所述加药装置6的出液口连接，所述粗过滤器421的进液口连接所述药剂缓冲装置41的出液口，所述粗过滤器421的出液口连接所述油水过滤器422的进液口；所述药剂缓冲装置41用于混合土壤修复药剂以及气液分离器分离出的液体，该粗过滤器用于初步过滤药剂缓冲装置输出的混合液体，该油水过滤器用于对粗过滤器输出的液体进行油水分离，分离出的油污进入油回收装置，分离出的污水排至污水排水管道系统；所述药剂缓冲装置41例如可以为药剂缓冲罐；真空抽提系统中的液体净化装置与鼓风注入系统中的加药装置连接，将真空抽提系统和鼓风注入系统有效结合，进一步提高了液体的净化效果。
此外，所述真空抽提系统还包括真空泵循环水空冷器12，所述真空泵循环水空冷器12的进液口连接所述气液分离器2的出液口，所述真空泵循环水空冷器12的出液口连接所述真空泵1；所述真空抽提系统还包括设于抽提井7和真空泵1之间的缓冲装置9。
为进一步净化土壤中的地下水，所述真空抽提系统中的气液分离器2和液体净化装置4之间设有自吸泵10，进一步地，所述自吸泵10还与抽提井7连接，用于对抽提井中地下水和/或气液分离器分离出的液体进行抽提，此时液体净化装置4用于脱除自吸泵10抽提出的地下水和/或气液分离器2分离出的液体中的含油污水。
如图3和图4，所述热通风强化石油烃污染土壤原位修复装置中的鼓风注入系统包括：
鼓风加热装置5，如图3，其包括与注入井8连接的加热器52和与加热器52连接的鼓风机51，其中，所述鼓风机51用于向注入井8鼓风，所述加热器52用于加热鼓风机51输出的风，提高出风温度，增加土壤颗粒中挥发性半挥发性有机污染物的脱附效率；
以及加药装置6，如图4，其包括多组并联设置的加药单元，每组加药单元均包括用于混合土壤修复剂和水的药剂储存装置61和用于将药剂储存装置中的混合药剂分别泵入注入井8和药剂缓冲装置41中的加药泵62；其中，所述药剂储存装置61 内设有用于将土壤修复剂和水搅拌均匀的搅拌器；所述药剂储存装置61的进液口分别连接供水装置和土壤修复剂供给装置，所述药剂储存装置61例如可以为储药罐。
应当理解的是，本实用新型中各装置之间均可通过管路连接，进一步地，可以理解的是，所有管路上还可根据需要设置阀门等，所述阀门可以为两通阀门，也可为三通阀门。本实用新型提到的真空泵、气液分离器、尾气吸附装置、冷风机、药剂缓冲罐、粗过滤器、油水过滤器、鼓风机、加热器、加药泵、储药罐、自吸泵和篮式过滤器等如无特殊说明采用市面上常用的设备即可。
综上，本实用新型提供的热通风强化石油烃污染土壤原位修复装置通过真空抽提系统能够抽提出场地土壤中轻质易挥发污染组份，如汽油段C6-C12的直链烷烃、异构烷烃、芳香烃等；通过鼓风注入系统能够去除场地土壤及地下水中轻质易挥发污染组份，如苯系物等，此外鼓风注入系统中的鼓风加热系统，提高了出风温度，增加土壤颗粒中挥发性半挥发性有机污染物的脱附效率；通过真空抽提系统及鼓风注入系统的联合作用达到土壤及地下水中挥发性及半挥发性有机物的去除。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
