CN103170497A - 轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置及方法，装置包括地下井群***、管道***和地面处理***。地下井群***包括抽提井、注射井和通风监测井。地面处理***包括：油气抽提与处理模块，其包括有真空泵、油气分离罐和油气吸附罐，油气分离罐的入口与抽提井连接，油气分离罐的出口与油气吸附罐的入口连接，油气吸附罐的出口与大气相通；微生物强化修复模块，其包括内装第一注入液的微生物与营养液配置罐，微生物与营养液配置罐与第一注射计量泵的入口连接，第一注射计量泵的出口与注射井连接；化学氧化修复模块，其包括内装有第二注入液的化学氧化剂配置罐，化学氧化剂配置罐与第二注射计量泵的入口连接，第二注射计量泵的出口与注射井连接。

Description

轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置和方法

技术领域

本发明涉及环境保护领域，特别涉及一种针对加油站的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置和方法，其综合了“土壤气相抽提”、“微生物强化降解”与“化学氧化降解”等功能。

背景技术

土壤石油污染常具有污染物种类多、潜伏期长、扩散面积广、危害大、地下结构复杂、治理难度大、修复成本高等特点。如果现在不能对土壤污染进行有效控制，将来可能会进一步恶化，威胁生态环境与人类的健康。开发石油污染土壤的现场修复方法及装备，已成为现阶段环境保护工作的迫切需要。

有统计分析表明，地下储油罐(USTs)的泄漏是造成当前城市土壤污染的最主要原因。据美国EPA 2001年统计，全美加油站有35％在渗漏，确认渗漏的地下储油罐近42万个，1970年以前建成的加油站几乎全部存在渗漏现象。中国加油站主要销售以汽油、柴油为代表的轻质油品，一旦地下储罐发生渗漏现象，可迅速形成土壤污染。如果地下水位较浅，可在短期内污染到地下水(饱和带)；如果地下水位较深，轻质油会在非饱和带土壤中长期存在并通过中长期的迁移扩散行为来加剧污染。

中国大部分加油站所在区域的地下水位较深，非饱和带土壤的轻质油污染是最可能、也是最易发生的污染类型。轻质油品的组成主要包括中低分子量的芳香烃类、烯烃类、烷烃类、烷基醚类以及少量的胶质类，在性质上则以挥发性有机物(VOCs)和半挥发性有机物(SVOCs)为主，多以吸附态或气态形式滞留在土壤多孔介质环境中。

针对不断增多的土壤石油污染案例所带来的环境与健康风险，相应的修复技术在不断的研究与实践中得到改进和创新。修复方法从功能上划分主要有生物与物化方法，物化修复方法包括土壤气相抽吸、热解吸、土壤清洗、土壤淋洗、化学氧化等；生物修复方法包括生物堆肥、生物泥浆、生物通风、生物耕作法、植物修复等。根据土壤是否移出处理，又可分为原位与异位方法。考虑到修复成本、现场扰动、污染转移与后续处理等问题，原位修复技术更适合于实际应用。

在石油污染土壤的各项原位修复技术中：土壤气相抽提通过在不饱和带抽提气相来强化空气的定向流动，使流动气相夹带VOCs迁移至地面设备进行处理。其优点是经济有效，但是对SVOCs的抽吸效果不佳，较长的修复周期也导致成本较高。生物通风通过向污染区域供给空气或O2来提高原位到微生物降解能力，并使排入大气中的VOCs最小化；也可同时向污染区域添加营养物质以刺激本源微生物的生长代谢。生物通风对较重石油烃产品(如柴油)污染的修复比较彻底，但需要较长的生物降解周期。土壤淋洗与油田二次采油常用的“水驱”、“聚驱”原理相似，注射井使淋洗液流经土壤污染区，石油污染物在驱动力作用下，被淋洗到可被地下水井抽出的区域。其优点是修复周期短，修复比较彻底，但地面处理工艺与装置复杂，易造成石油污染物向饱和带转移。

土壤耕作法将石油污染土壤挖掘、翻动、铺开，通过增加土壤O2供给或添加营养物来增加微生物降解活性，更适合于浅层土壤与较重油品的污染的长期修复。化学氧化将氧化剂注入到土壤中，污染物通过化学反应被降解；与其他修复方法相比，化学氧化可快速降解石油烃污染物，如果反应时间足够，可将污染物彻底氧化为CO2和H2O，但也存在修复成本过高的缺点，对于低浓度污染物的降解更为经济有效。植物修复是利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥发、转化、降解等机制清除土壤环境中污染物；修复成本低，但是周期长，受季节影响，仅适合表层土壤修复。

每种土壤污染修复方法都有其适用性，无论哪一种修复方法，由于土壤性质与污染源的差异，单一的土壤污染修复方法都难以达到快速、高效、经济的去除所有污染物的目的，目前的修复技术及装备一般采用多种方法相结合的方式。发明专利CN 102228900A公开了一种石油污染土壤的原位综合修复***及方法，主要采用双相真空抽吸并结合微生物刺激修复的手段对自由相严重污染的地下环境(主要是饱和带土壤)进行修复；由于抽出物质包括油相、水相、气相，导致地面处理工艺复杂。设备投资成本大，运行成本高，未确定设备的防爆等级；并不适用于加油站使用。发明专利CN 102580993 A公开了一种有机污染土壤原位修复技术，主要采用蒸汽加热辅助的土壤气相抽提技术对有机污染土壤进行修复，主要由蒸汽产生与注入***、土壤气相抽提***、地面废气废水处理***构成；同样存在设备工艺***复杂，设备投资成本大，运行能耗大等问题；尾气采用催化燃烧方式处理，更不适用于加油站现场使用。

以引入方式将上述技术内容合并于本申请。

发明内容

本发明的目的是，提供一种轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，其通过对土壤中VOCs与SVOCs的抽吸，微生物强化降解与化学氧化降解来达到轻质油快速清除的目的，减少由于土壤污染造成的加油站及其附近区域的环境风险。

本发明的另一目的是，提供一种轻质油污染非饱和带土壤的原位修复方法，其针对轻质油污染的非饱和带土壤，并综合了土壤气相抽提、微生物强化降解与化学氧化降解等功能。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，所述装置包括：地下井群***，其包括抽提井、注射井和通风监测井，所述抽提井具有抽提井头，所述注射井具有注射井头；管道***，其包括抽提管组、油气输送管、第一吸液管道、第一注射管道、第二吸液管道和第二注射管道；地面处理***，其包括：油气抽提与处理模块，其包括有真空泵、油气分离罐和油气吸附罐，所述油气分离罐的入口通过抽提管组与所述抽提井头连接，所述油气分离罐的出口通过油气输送管与油气吸附罐的入口相连接，所述油气输送管上连接有真空泵，所述油气吸附罐的出口与大气相通；微生物强化修复模块，其包括微生物与营养液配置罐，所述微生物与营养液配置罐内装设有第一注入液，所述微生物与营养液配置罐通过第一吸液管道与第一注射计量泵的入口连接，所述第一注射计量泵的出口通过第一注射管道与所述注射井头连接，以将第一注入液注入非饱和带土壤中，对非饱和带土壤中经抽吸后残留的SVOCs进行微生物强化降解；化学氧化修复模块，其包括化学氧化剂配置罐，所述化学氧化剂配置罐内装设有第二注入液，所述化学氧化剂配置罐通过第二吸液管道与所述第二注射计量泵的入口连接，所述第二注射计量泵的出口通过第二注射管道与所述注射井头连接，以将第二注入液注入非饱和带土壤中，对非饱和带土壤中经微生物强化降解后残留的较重污染物进行氧化降解。

如上所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，所述抽提管组、油气输送管、第一吸液管道、第一注射管道、第二吸液管道和第二注射管道中的各个管道分别为橡胶软管，所述橡胶软管内具有内衬，所述内衬为钢丝骨架。

如上所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，所述第一注入液为石油降解菌与营养盐混合液，所述石油降解菌与营养盐混合液的成分质量百分数为：尿素2.1-3.0％、磷酸二氢钾0.7-1.0％、共代谢基质α-乳糖0.3-0.5％，产生物表面活性剂石油降解菌液1.0-1.5％、其余为新鲜水。

如上所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，所述第二注入液为氧化剂溶液，所述氧化剂溶液成分质量百分数为：过硫酸钾3-5％，或30％浓度的双氧水5-10％，其余为新鲜水。

如上所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，所述微生物强化修复模块进一步包括第一搅拌器、第一液体过滤器、第一调节阀门和第一防爆电机，所述第一防爆电机电连接于第一搅拌器的上端，所述第一搅拌器连接在所述微生物与营养液配置罐上，且第一搅拌器的下端位于所述微生物与营养液配置罐内，以对所述第一注入液进行搅拌，所述第一搅拌器的上端位于所述微生物与营养液配置罐的外部，所述第一吸液管道上依次连接所述第一调节阀门和第一液体过滤器。

如上所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，所述化学氧化修复模块进一步包括第二搅拌器、第二液体过滤器、第二调节阀门和第二防爆电机，所述第二防爆电机电连接于第二搅拌器的上端，所述第二搅拌器连接在所述化学氧化剂配置罐上，且第二搅拌器的下端位于所述化学氧化剂配置罐内，以对第二注入液进行搅拌，所述第二搅拌器的上端位于所述化学氧化剂配置罐的外部，所述第二吸液管道上依次连接所述第二调节阀门和第二液体过滤器。

如上所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，所述抽提管组包括水平抽提总管、竖直抽提总管、多个水平抽提支管、多个竖直抽提支管，所述水平抽提总管的一端连接所述油气吸附罐的入口，水平抽提总管的另一端连接竖直抽提总管的上端，所述竖直抽提总管的下端连接所述油气分离罐的出口，所述各水平抽提支管的一端分别对应地连接各竖直抽提支管，各水平抽提支管的另一端连接所述抽提井头，所述各竖直抽提支管的另一端连接所述水平抽提总管，所述水平抽提总管或竖直抽提总管上设有所述真空泵、提抽总管气体过滤器、抽提总管调节阀门和抽提总管放空阀门，各水平抽提支管或竖直抽提支管上分别连接有抽提支管调节阀门和抽提支管流量计；所述油气输送管包括油气输送管，所述油气输送管上设有油气输送管调节阀门、油气输送管流量计和油气输送管排空阀门，所述油气输送管流量计设置在所述真空泵之后；所述油气吸附罐的出口连接净化气排放管。

如上所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，所述油气分离罐和油气吸附罐的底部分别设有排污阀门。

一种轻质油污染非饱和带土壤的原位修复方法，所述方法包括步骤：A、对加油站土壤污染现场进行勘探与采样分析，根据土壤性质与污染物分布情况安排抽提井、注射井以及通风监测井的数量、分布与深度；B、油气抽提与处理模块的运行：真空泵启动后，在各抽提井内产生负压，抽提井附近土壤中的VOCs、SVOCs以及少量水分与土壤细颗粒经所述抽提井头进入所述抽提管组；经由所述抽提管组进入所述油气分离罐分离水分与土壤细颗粒，吸入所述真空泵后转为正压，再经所述油气输送管进入所述油气吸附罐净化后排入大气环境；C、微生物强化修复模块的运行：第一注入液在所述微生物与营养液配制罐内进行配制，第一注入液经所述第一注射计量泵加压后再由所述注射井头与所述注射井注入非饱和带土壤，对抽吸后残留的SVOCs进行微生物强化降解；D、化学氧化修复模块的运行：第二注入液在化学氧化剂配制罐内进行配制，经所述第二注射计量泵加压后再由所述注射井头与所述注射井注入非饱和带土壤，对微生物强化降解后残留的较重污染物进行氧化降解。

如上所述的原位修复方法，所述步骤C中的所述微生物强化修复模块运行时，所述油气抽提与处理模块也同时运行，以为地下土壤供氧促进微生物降解；所述步骤D中的所述化学氧化修复模块运行时，所述油气抽提与处理模块也同时运行，以为地下土壤供氧促进氧化降解。

本发明的特点和优点是：

1、针对轻质油污染的非饱和带土壤，其原位修复方法及装置具有投资省、修复费用低、修复周期短、修复快速高效、工艺流程简洁的优点。

2、其能实现在非饱和带土壤中比较彻底的去除以汽油(VOCs为主)、柴油(SVOCs为主)污染物的功能。利用土壤气相抽提，快速清除土壤中的气态污染物，吸附态污染物也会在负压下转为气态而被抽吸清除。残留的吸附态污染物可以通过微生物强化降解转化为气态污染物而再被抽吸去除。残留较重污染物组分可以通过化学氧化降解为VOCs或矿化，以完成对轻质油污染土壤快速、彻底的修复。

3、其能以有限但是功能满足的设备模块，最简洁有效的工艺组合，最快速而彻底的修复方式，实现技术经济性能最优化的修复目标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置的地面处理***的主视示意图；

图2是本发明的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置的地面处理***的俯视示意图；

图3是图1的W-W线的右视示意图；

图4是图2的F-F线的主视示意图；

图5是本发明的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置的抽吸井分解状态的示意图；

图6是本发明的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置的抽吸井组合状态的示意图；

图7是本发明的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置的注射井分解状态的示意图；

图8是本发明的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置的注射井组合状态的示意图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施方式1

如图1至图4所示，本发明实施例提出了一种轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，其包括地下井群***、管道***和地面处理***。所述地下井群***包括抽提井17、注射井18和通风监测井，所述抽提井17具有抽提井头，所述注射井18具有注射井头。所述管道***包括抽提管组1、油气输送管2a、第一吸液管道3、第一注射管道4、第二吸液管道5和第二注射管道6。所述地面处理***包括油气抽提与处理模块7、微生物强化修复模块8、化学氧化修复模块9。所述油气抽提与处理模块7包括有真空泵7a、油气分离罐7b和油气吸附罐7c，所述油气分离罐7b的入口通过抽提管组1与所述抽提井头连接，所述油气分离罐7b的出口通过油气输送管2a与油气吸附罐7c的入口相连接，所述油气输送管2a上连接有真空泵7a，所述油气吸附罐7c的出口与大气相通。所述微生物强化修复模块8包括微生物与营养液配置罐8a，所述微生物与营养液配置罐8a内装设有第一注入液，所述微生物与营养液配置罐8a通过第一吸液管道3与第一注射计量泵8b的入口连接，所述第一注射计量泵8b的出口通过第一注射管道4与所述注射井头连接，以将第一注入液注入非饱和带土壤中，对非饱和带土壤中经抽吸后残留的SVOCs进行微生物强化降解。所述化学氧化修复模块9包括化学氧化剂配置罐9a，所述化学氧化剂配置罐9a内装设有第二注入液，所述化学氧化剂配置罐9a通过第二吸液管道5与所述第二注射计量泵9b的入口连接，所述第二注射计量泵9b的出口通过第二注射管道6与所述注射井头连接，以将第二注入液注入非饱和带土壤中，对非饱和带土壤中经微生物强化降解后残留的较重污染物进行氧化降解。

本实施例通过油气抽提与处理模块7可抽吸抽提井附近土壤中的VOCs(volatileorganic compounds，挥发性有机化合物)、SVOCs(semivolatile-organic-chemicals，半挥发性有机物)以及少量水分与土壤细颗粒，通过微生物强化修复模块8可对土壤中经抽吸后残留的SVOCs进行微生物强化降解，通过化学氧化修复模块9可对土壤中经微生物强化降解后残留的较重污染物进行氧化降解。也就是说，本实施例综合了土壤气相抽吸、微生物强化降解与化学氧化降解等原位修复方法，可实现对轻质油污染土壤的快速高效彻底的修复，减少由于土壤污染造成的加油站及其附近区域的环境风险。

其中，所述真空泵7a可为防爆旋涡真空泵，所述油气分离罐7b可为旋流型油气分离罐，所述油气吸附罐7c可为填料型油气吸附罐。油气吸附罐7c内装有活性炭床层7d。

根据本发明的一个实施方式，所述抽提管组1、油气输送管2a、第一吸液管道3、第一注射管道4、第二吸液管道5和第二注射管道6中的各个管道分别为橡胶软管，所述橡胶软管内具有内衬，所述内衬为钢丝骨架。

根据本发明的一个实施方式，所述第一注入液为石油降解菌与营养盐混合液，所述石油降解菌与营养盐混合液的成分质量百分数为：尿素2.1-3.0％、磷酸二氢钾0.7-1.0％、共代谢基质α-乳糖0.3-0.5％，产生物表面活性剂石油降解菌液1.0-1.5％、其余为新鲜水。

所述第二注入液为氧化剂溶液，所述氧化剂溶液成分质量百分数为：过硫酸钾3-5％，或30％浓度的双氧水5-10％，其余为新鲜水。

根据本发明的一个实施方式，所述微生物强化修复模块8进一步包括第一搅拌器8c、第一液体过滤器8d、第一调节阀门8e和第一防爆电机8f，所述第一防爆电机8f电连接于第一搅拌器8c的上端，所述第一搅拌器8c连接在所述微生物与营养液配置罐8a上，且第一搅拌器8c的下端位于所述微生物与营养液配置罐8a内，以对所述第一注入液进行搅拌，所述第一搅拌器8c的上端位于所述微生物与营养液配置罐8a的外部，所述第一吸液管道3上依次连接所述第一调节阀门8e和第一液体过滤器8d。

本实施例中第一防爆电机8f带动第一搅拌器8c转动，第一搅拌器8c对第一注入液进行搅拌，配置好的第一注入液经第一液体过滤器8d去除固体杂质后，经第一注射计量泵8b加压后再由注射井头注入注射井，并渗透入注射井附近的非饱和带土壤，对抽吸后残留的SVOCs进行微生物强化降解。

所述化学氧化修复模块9进一步包括第二搅拌器9c、第二液体过滤器9d、第二调节阀门9e和第二防爆电机9f，所述第二防爆电机9f电连接于第二搅拌器9c的上端，所述第二搅拌器9c连接在所述化学氧化剂配置罐9a上，且第二搅拌器9c的下端位于所述化学氧化剂配置罐9a内，以对第二注入液进行搅拌，所述第二搅拌器9c的上端位于所述化学氧化剂配置罐9a的外部，所述第二吸液管道5上依次连接所述第二调节阀门9e和第二液体过滤器9d。

本实施例中第二防爆电机9f带动第二搅拌器9c转动，第二搅拌器9c对第二注入液进行搅拌，配置好的第二注入液经第二液体过滤器9d去除固体杂质后，经第二注射计量泵9b加压后再由注射井头注入注射井，并渗透入注射井附近的非饱和带土壤，对微生物强化降解后残留的较重污染物进行氧化降解。

所述第一液体过滤器8d和第二液体过滤器9d可分别为Y型过滤器。

根据本发明的一个实施方式，所述抽提管组1包括水平抽提总管1a、竖直抽提总管1b、多个水平抽提支管1c、多个竖直抽提支管1d，所述水平抽提总管1a的一端连接所述油气吸附罐7c的入口，水平抽提总管1a的另一端连接竖直抽提总管1b的上端，所述竖直抽提总管1b的下端连接所述油气分离罐7b的出口，所述各水平抽提支管1c的一端分别对应地连接各竖直抽提支管1d，各水平抽提支管1c的另一端连接所述抽提井头，所述各竖直抽提支管1d的另一端连接所述水平抽提总管1a，所述水平抽提总管1a或竖直抽提总管1b上设有抽提总管气体过滤器1e、抽提总管调节阀门1f和抽提总管放空阀门1g，各水平抽提支管1c或竖直抽提支管1d上分别连接有抽提支管调节阀门1h和抽提支管流量计1i。所述油气输送管2a上设有油气输送管调节阀门2b、油气输送管流量计2c和油气输送管排空阀门2d，所述油气输送管流量计2c设置在真空泵7a之后。所述油气吸附罐7c的出口连接净化气排放管2f。

本实施例中油气抽提与处理模块的运行具体可为：旋涡真空泵7a启动后，在各抽提井内产生负压，抽提井附近土壤中的VOCs、SVOCs以及少量水分与土壤细颗粒经抽吸井头首先依次进入水平抽提支管1c和竖直抽提支管1d，经过抽提支管流量计1i后汇集进入水平抽提总管1a和竖直抽提总管1b；接着进入旋流型油气分离罐7b分离水分与土壤细颗粒，再经过抽提总管气体过滤器1e清除残余的土壤细颗粒，剩余气体吸入旋涡真空泵7a后转为正压，再经油气输送管2a经过油气输送管流量计2c后进入填料型油气吸附罐7c净化后，由净化气排放管2f排入大气环境。

所述油气分离罐7b和油气吸附罐7b的底部分别设有排污阀门7e。油气分离罐7b和油气吸附罐7b内的污物分别通过各自的排污阀门7e排出。

此外，所述油气抽提与处理模块7、微生物强化修复模块8、化学氧化修复模块9以及配套的电气控制柜11、井群组件及其储柜12，均可布置于一个集装箱13内，如此可实现装置的快速转场、组装与启动。进一步而言，电气控制柜11，旋涡真空泵7a，第一、二注射计量泵8b、9b，第一、二搅拌器8c、9c等电气设备与部件均防爆，防爆等级可为Exde IIBT4，以满足加油站现场安全需要。

所述第一注射计量泵8b和第二注射计量泵9b的下方可分别设置减震橡胶垫10。在集装箱13内还可设置防爆轴流风机14。所述油气分离罐7b和油气吸附罐7c上分别可设置视窗15，以观察罐内的情况。所述微生物与营养液配置罐8a和化学氧化剂配置罐9a附近可设置防爆灯16。

根据本发明的一个实施方式，如图5-图8所示，所述抽提井17、注射井18和通风监测井均由井筛组件19a及井筒组件19b构成，井上部为一个井筒组件19a，下部为若干个井筛组件19b，井的长度通过增减井筛组件19b数量控制。井筒与井筛之间，井筛与井筛之间以螺纹连接。抽提井17的最上端为抽提管17a，注射井18的最上端为注射管18a。

本发明实施例的特点和优点如下：

1、其适用于加油站轻质油污染非饱和带土壤的修复，具体来说，适用于汽油、柴油等VOCs、SVOCs为代表的轻质油品，以及距离地下水位较深的非饱和带土壤。

2、在应用前景上，作为一体化设备，非常适合作为加油站的配套设施，对已发生的轻质油污染土壤进行快速修复；也可以作为加油站的配套应急设施，一旦发生油品泄漏，可进行快速的应急处理。

3、综合了土壤气相抽吸、微生物强化降解与化学氧化降解等原位修复方法，可实现对轻质油污染土壤的快速高效彻底的修复。

4、装置特征：一体化，模块化，启动迅速，转场方便。防爆等级高，修复不影响加油站营业。

实施方式2

本实施例提出了一种轻质油污染非饱和带土壤的原位修复方法，所述方法包括步骤：

A、对加油站土壤污染现场进行勘探与采样分析，根据土壤性质与污染物分布情况安排抽提井、注射井以及通风监测井的数量、分布与深度；

B、油气抽提与处理模块7的运行：真空泵7a启动后，在各抽提井内产生负压，抽提井附近土壤中的VOCs、SVOCs以及少量水分与土壤细颗粒经所述抽提井头进入所述抽提管组1；经由所述抽提管组1进入所述油气分离罐7b分离水分与土壤细颗粒，吸入所述真空泵7a后转为正压，再经所述油气输送管2a进入所述油气吸附罐7b净化后排入大气环境；

C、微生物强化修复模块8的运行：第一注入液在所述微生物与营养液配制罐8a内进行配制，第一注入液经所述第一注射计量泵8b加压后再由所述注射井头与所述注射井注入非饱和带土壤，对抽吸后残留的SVOCs进行微生物强化降解；

D、化学氧化修复模块9的运行：第二注入液在化学氧化剂配制罐9a内进行配制，经所述第二注射计量泵9b加压后再由所述注射井头与所述注射井注入非饱和带土壤，对微生物强化降解后残留的较重污染物进行氧化降解。

根据本发明的一个实施方式，所述步骤C中的所述微生物强化修复模块运行时，所述油气抽提与处理模块也同时运行，以为地下土壤供氧促进微生物降解。

所述步骤D中的所述化学氧化修复模块运行时，所述油气抽提与处理模块也同时运行，以为地下土壤供氧促进氧化降解。

下面给出一个具体的实施例来进一步说明本发明的实施步骤：

本实施例是在辽宁大连普兰店市某加油站现场完成。经勘查与检测分析，污染类型为汽油、柴油复合污染，土壤性质为砂质粘土。

(1)安装地下井群***。现场布井共13口，井深平均约4.5m。其中抽提井4口，注射井4口，通风监测井6口；并在抽提井上安装抽提井头，在注射井上安装注射井头。

(2)连接地下井群***与地面处理***之间的抽吸管线与注液管线，具体是抽提管组1、油气输送管2a、第一吸液管道3、第一注射管道4、第二吸液管道5和第二注射管道6。

(3)油气抽提修复阶段：油气抽提与处理模块7单独运行，抽吸真空度-0.02MPa，单井抽吸速率30-50m3/h。模块采用自动方式运行，每运行30min后，待机120min，如此循环反复进行。油气抽提修复共45天。

(4)微生物强化修复阶段：分3批次，注入石油降解菌与营养盐混合液共约360L，其成分质量百分数为：尿素2.4％、磷酸二氢钾0.8％、共代谢基质α-乳糖0.4％，产生物表面活性剂降解菌液1.5％、其余为新鲜水。油气抽提与处理模块7随后运行为地下土壤供氧促进微生物降解，抽吸真空度-0.025MPa，单井抽吸速率10-15m3/h；采用自动方式运行，每运行60min后，待机60min，如此循环反复进行。微生物强化修复共90天。

(5)化学强化修复阶段：分5批次，注入氧化剂溶液共约250L，其成分质量百分数为：过硫酸钾5％，其余为新鲜水。油气抽吸与处理模块7配合运行抽吸降解产生的VOCs，抽吸真空度-0.02MPa，单井抽吸速率30-50m3/h；采用自动方式运行，每运行30min后，待机150min，如此循环反复进行。化学强化修复阶段共15天。

在150天的现场修复周期内，土壤含油量由最初的平均25000mg/kg降至平均3000mg/kg以内。说明复合了土壤气相抽提、微生物强化降解与化学氧化降解等功能的原位修复方法及装置可快速高效，并比较彻底的修复轻质油污染的非饱和带土壤。

本实施方式的其他结构、工作原理和有益效果与实施方式1的相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明实施例进行各种改动，变型或组合而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，其特征在于，所述装置包括：地下井群***，其包括抽提井、注射井和通风监测井，所述抽提井具有抽提井头，所述注射井具有注射井头；

管道***，其包括抽提管组、油气输送管、第一吸液管道、第一注射管道、第二吸液管道和第二注射管道；

地面处理***，其包括：

油气抽提与处理模块，其包括有真空泵、油气分离罐和油气吸附罐，所述油气分离罐的入口通过抽提管组与所述抽提井头连接，所述油气分离罐的出口通过油气输送管与油气吸附罐的入口相连接，所述油气输送管上连接有真空泵，所述油气吸附罐的出口与大气相通；

微生物强化修复模块，其包括微生物与营养液配置罐，所述微生物与营养液配置罐内装设有第一注入液，所述微生物与营养液配置罐通过第一吸液管道与第一注射计量泵的入口连接，所述第一注射计量泵的出口通过第一注射管道与所述注射井头连接，以将第一注入液注入非饱和带土壤中，对非饱和带土壤中经抽吸后残留的SVOCs进行微生物强化降解；

化学氧化修复模块，其包括化学氧化剂配置罐，所述化学氧化剂配置罐内装设有第二注入液，所述化学氧化剂配置罐通过第二吸液管道与所述第二注射计量泵的入口连接，所述第二注射计量泵的出口通过第二注射管道与所述注射井头连接，以将第二注入液注入非饱和带土壤中，对非饱和带土壤中经微生物强化降解后残留的较重污染物进行氧化降解。

2.根据权利要求1所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，其特征在于，所述抽提管组、油气输送管、第一吸液管道、第一注射管道、第二吸液管道和第二注射管道中的各个管道分别为橡胶软管，所述橡胶软管内具有内衬，所述内衬为钢丝骨架。

3.根据权利要求1所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，其特征在于，所述第一注入液为石油降解菌与营养盐混合液，所述石油降解菌与营养盐混合液的成分质量百分数为：尿素2.1-3.0％、磷酸二氢钾0.7-1.0％、共代谢基质α-乳糖0.3-0.5％，产生物表面活性剂石油降解菌液1.0-1.5％、其余为新鲜水。

4.根据权利要求1所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，其特征在于，所述第二注入液为氧化剂溶液，所述氧化剂溶液成分质量百分数为：过硫酸钾3-5％，或30％浓度的双氧水5-10％，其余为新鲜水。

5.根据权利要求1所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，其特征在于，所述微生物强化修复模块进一步包括第一搅拌器、第一液体过滤器、第一调节阀门和第一防爆电机，所述第一防爆电机电连接于第一搅拌器的上端，所述第一搅拌器连接在所述微生物与营养液配置罐上，且第一搅拌器的下端位于所述微生物与营养液配置罐内，以对所述第一注入液进行搅拌，所述第一搅拌器的上端位于所述微生物与营养液配置罐的外部，所述第一吸液管道上依次连接所述第一调节阀门和第一液体过滤器。

6.根据权利要求1所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，其特征在于，所述化学氧化修复模块进一步包括第二搅拌器、第二液体过滤器、第二调节阀门和第二防爆电机，所述第二防爆电机电连接于第二搅拌器的上端，所述第二搅拌器连接在所述化学氧化剂配置罐上，且第二搅拌器的下端位于所述化学氧化剂配置罐内，以对第二注入液进行搅拌，所述第二搅拌器的上端位于所述化学氧化剂配置罐的外部，所述第二吸液管道上依次连接所述第二调节阀门和第二液体过滤器。

7.根据权利要求1所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，其特征在于，所述抽提管组包括水平抽提总管、竖直抽提总管、多个水平抽提支管、多个竖直抽提支管，所述水平抽提总管的一端连接所述油气吸附罐的入口，水平抽提总管的另一端连接竖直抽提总管的上端，所述竖直抽提总管的下端连接所述油气分离罐的出口，所述各水平抽提支管的一端分别对应地连接各竖直抽提支管，各水平抽提支管的另一端连接所述抽提井头，所述各竖直抽提支管的另一端连接所述水平抽提总管，所述水平抽提总管或竖直抽提总管上设有所述真空泵、提抽总管气体过滤器、抽提总管调节阀门和抽提总管放空阀门，各水平抽提支管或竖直抽提支管上分别连接有抽提支管调节阀门和抽提支管流量计；

所述油气输送管上设有油气输送管调节阀门、油气输送管流量计和油气输送管排空阀门，所述油气输送管流量计设置在所述真空泵之后；

所述油气吸附罐的出口连接净化气排放管。

8.根据权利要求1所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置，其特征在于，所述油气分离罐和油气吸附罐的底部分别设有排污阀门。

9.一种根据权利要求1所述的轻质油污染非饱和带土壤的原位修复装置的原位修复方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

A、对加油站土壤污染现场进行勘探与采样分析，根据土壤性质与污染物分布情况安排抽提井、注射井以及通风监测井的数量、分布与深度；

B、油气抽提与处理模块的运行：真空泵启动后，在各抽提井内产生负压，抽提井附近土壤中的VOCs、SVOCs以及少量水分与土壤细颗粒经所述抽提井头进入所述抽提管组；经由所述抽提管组进入所述油气分离罐分离水分与土壤细颗粒，吸入所述真空泵后转为正压，再经所述油气输送管进入所述油气吸附罐净化后排入大气环境；

C、微生物强化修复模块的运行：第一注入液在所述微生物与营养液配制罐内进行配制，第一注入液经所述第一注射计量泵加压后再由所述注射井头与所述注射井注入非饱和带土壤，对抽吸后残留的SVOCs进行微生物强化降解；

D、化学氧化修复模块的运行：第二注入液在化学氧化剂配制罐内进行配制，经所述第二注射计量泵加压后再由所述注射井头与所述注射井注入非饱和带土壤，对微生物强化降解后残留的较重污染物进行氧化降解。

10.根据权利要求9所述的原位修复方法，其特征在于，所述步骤C中的所述微生物强化修复模块运行时，所述油气抽提与处理模块也同时运行，以为地下土壤供氧促进微生物降解；

所述步骤D中的所述化学氧化修复模块运行时，所述油气抽提与处理模块也同时运行，以为地下土壤供氧促进氧化降解。

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