CN116586414A - 一种基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污染土壤的复原技术领域，具体涉及一种基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***，包括加热模块、抽提模块、尾水尾气处理模块和尾水尾气处理模块，所述循环模块包括烟气进入管单元、温度检测单元、烟气出口管单元、烟气循环管单元、第一开关阀单元和第二开关阀单元；温度检测单元对烟气温度进行实时监测，若检测到烟气进入管单元中的烟气温度较高，则温度检测单元控制第一开关阀单元打开，使烟气循环管单元与烟气进入管单元连通，并控制第二开关阀单元关闭，使烟气出口管单元与烟气进入管单元隔断，此时，高温烟气通过烟气循环管单元重新进入加热井单元中，从而利用高温烟气的余热，以节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及污染土壤的复原技术领域，尤其涉及一种基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***。
背景技术
原位热脱附技术自20世纪70年代开始应用于有机污染场地的修复，其基本原理是通过加热提高污染区域的温度，改变污染物的物化性质，增加气相或者液相中污染物的浓度，从而提高液相抽出或土壤气相抽提对污染物的去除率。根据加热方式不同，原位热脱附技术可分为蒸汽强化提取技术、电阻加热技术和热传导技术等。
燃气热脱附是利用燃气燃烧为热源，通过热传导方式使得土壤温度升高，再将有机污染物解吸处理，以进一步处理废水和废气。燃烧器在理想情况下操作时，所有燃料都将被转化为二氧化碳，其能力转换效率在65～80％，而实际燃气加热能源利用率不到60％，烟气出口的排烟温度一般为200～400℃，未进行循坏利用，造成大量的能量浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***，对烟气进行循环使用，以节约能源。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***，包括：
加热模块，用于对污染土壤进行加热处理；
抽提模块，用于提取污染土壤中因加热产生的污染蒸汽；
尾水尾气处理模块，对污染蒸汽进行处理以达标排放；
循环模块，用于对烟气进行循环利用；
所述循环模块包括：
烟气进入管单元，用于为烟气排出提供通道；
温度检测单元，用于对烟气进入管单元中的烟气进行温度检测；
烟气出口管单元，用于将低温烟气排出；
烟气循环管单元，用于将高温烟气进行循环利用；
第一开关阀单元，用于控制烟气循环管单元的流通；
第二开关阀单元，用于控制烟气出口管单元的流通。烟气排出时通过烟气进入管单元排出，烟气在烟气进入管单元中时，温度检测单元对烟气温度进行实时监测，若检测到烟气进入管单元中的烟气温度较高，则温度检测单元控制第一开关阀单元打开，使烟气循环管单元与烟气进入管单元连通，并控制第二开关阀单元关闭，使烟气出口管单元与烟气进入管单元隔断，此时，高温烟气通过烟气循环管单元重新进入加热井单元中，从而利用高温烟气的余热，以节约能源；若温度检测单元检测到烟气进入管单元中的温度较低时，则温度检测单元控制第一开关阀单元关闭，使烟气循环管单元与烟气进入管单元隔断，并控制第二开关阀单元打开，使烟气出口管单元与烟气进入管单元连通，此时，低温烟气通过烟气出口管单元排出。
其中，所述加热模块包括：
燃气管单元，用于提供天然气；
燃烧器单元，用于对天然气进行燃烧得到高温气体；
加热井单元，吸收燃烧器单元得到的高温气体，以用于对污染土壤进行加热处理。燃气管单元中的天然气进入燃烧器单元中进行燃烧，产生高温气体通过风机引入加热井中，通过加热井中的加热管对土壤进行间接加热，通过热传导的方式加热污染土壤。
其中，所述抽提模块包括：
地下抽提井单元，用于为污染蒸汽提供排出通道；
表面抽提管单元，用于对污染蒸汽进行收集以进行集中处理。
其中，所述抽提模块还包括：
阻隔单元，用于对污染土壤进行隔断处理，以防止污染土壤之外的地下水流入污染土壤区域内。
其中，所述尾水尾气处理模块包括：
冷却单元，用于对污染蒸汽进行冷却处理；
气液分离单元，用于对污染蒸汽进行气液分离；
废水处理单元，用于对污染蒸汽中的液体进行处理，使其达标排放；
废气处理单元，用于对污染蒸汽中的气体进行处理，使其达标排放。污染蒸汽在排出时，先通过冷却单元进行冷却，随后通过气液分离单元进行气液分离，液体流入废水处理单元中，先通过斜管沉淀子单元中进行沉淀处理，再通过过滤子单元对液体进行过滤处理，直至达标后排出；气体进入废气处理单元中，先通过火炬燃烧子单元进行燃烧处理，再通过活性炭子单元对气体进行吸附处理，以去除气体中的有害物质，直至达标后排出。
其中，所述基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***还包括表面阻隔模块，用于对污染土壤进行保温处理。
本发明的一种基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***，加热模用于对污染土壤进行加热处理，抽提模块用于提取污染土壤中因加热产生的污染蒸汽，尾水尾气处理模块对污染蒸汽进行处理以达标排放，循环模块用于对烟气进行循环利用。烟气排出时通过烟气进入管单元排出，烟气在烟气进入管单元中时，温度检测单元对烟气温度进行实时监测，若温度检测单元检测到烟气进入管单元中的温度较低时，则温度检测单元控制第一开关阀单元关闭，使烟气循环管单元与烟气进入管单元隔断，并控制第二开关阀单元打开，使烟气出口管单元与烟气进入管单元连通，此时，低温烟气通过烟气出口管单元排出；若检测到烟气进入管单元中的烟气温度较高，则温度检测单元控制第一开关阀单元打开，使烟气循环管单元与烟气进入管单元连通，并控制第二开关阀单元关闭，使烟气出口管单元与烟气进入管单元隔断，此时，高温烟气通过烟气循环管单元重新进入加热井单元中，从而利用高温烟气的余热，以节约能源。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明的一种基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***的框架图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1，图1是本发明的一种基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***的框架图。本发明提供一种基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***，包括：
加热模块，用于对污染土壤进行加热处理；所述加热模块包括燃气管单元、燃烧器单元和加热井单元，燃气管单元用于提供天然气；燃烧器单元用于对天然气进行燃烧得到高温气体；加热井单元吸收燃烧器单元得到的高温气体，以用于对污染土壤进行加热处理。燃气管单元与燃烧器单元的输入端连通，加热井单元与燃烧器单元的输出端连通，加热井单元包括横向设置的横井以及纵向设置的竖井，竖井之间的距离之间的距离为2～2.5m，横井之间的距离为1.5～2m，燃气管单元中的天然气进入燃烧器单元中进行燃烧，产生高温气体通过风机引入加热井中，通过加热井中的加热管对土壤进行间接加热，通过热传导的方式加热污染土壤。
抽提模块，用于提取污染土壤中因加热产生的污染蒸汽；所述抽提模块包括地下抽提井单元、表面抽提管单元和阻隔单元，地下抽提井单元用于为污染蒸汽提供排出通道；表面抽提管单元用于对污染蒸汽进行收集以进行集中处理；阻隔单元用于对污染土壤进行隔断处理，以防止污染土壤之外的地下水流入污染土壤区域内。污染土壤加热后污染物从污染土壤中解析出来或者发生裂解反应，采用地下抽提井单元借助气相抽提抽将含有污染物的蒸汽提取至地表，再通过表面抽提管单元对污染蒸汽进行收集，并输送至尾水尾气处理模块一对污染蒸汽进行后续处理。在污染土壤的修复区域安装有阻隔单元，确保区域外的地下水不会流入。
尾水尾气处理模块，对污染蒸汽进行处理以达标排放；所述尾水尾气处理模块包括冷却单元、气液分离单元、废水处理单元和废气处理单元，冷却单元用于对污染蒸汽进行冷却处理；气液分离单元用于对污染蒸汽进行气液分离；废水处理单元用于对污染蒸汽中的液体进行处理，使其达标排放；废气处理单元用于对污染蒸汽中的气体进行处理，使其达标排放。所述废气处理单元包括火炬燃烧子单元和活性炭子单元，火炬燃烧子单元用于对气体进行燃烧处理；活性炭子单元用于对气体进行吸附处理；所述废水处理单元包括斜管沉淀子单元和过滤子单元，斜管沉淀子单元用于对液体进行静置沉淀处理；过滤子单元用于对液体进行过滤处理。冷却单元与表面抽提管单元连通，气液分离单元与冷却单元连通，废水处理单元和废气处理单元分别与气液分离单元连通。污染蒸汽在排出时，先通过冷却单元进行冷却，随后通过气液分离单元进行气液分离，液体流入废水处理单元中，先通过斜管沉淀子单元中进行沉淀处理，再通过过滤子单元对液体进行过滤处理，直至达标后排出；气体进入废气处理单元中，先通过火炬燃烧子单元进行燃烧处理，再通过活性炭子单元对气体进行吸附处理，以去除气体中的有害物质，直至达标后排出。
循环模块，用于对烟气进行循环利用；所述循环模块包括烟气进入管单元、温度检测单元、烟气出口管单元、烟气循环管单元、第一开关阀单元和第二开关阀单元，烟气进入管单元用于为烟气排出提供通道；温度检测单元用于对烟气进入管单元中的烟气进行温度检测；烟气出口管单元用于将低温烟气排出；烟气循环管单元用于将高温烟气进行循环利用；第一开关阀单元用于控制烟气循环管单元的流通；第二开关阀单元用于控制烟气出口管单元的流通。温度检测单元设置在烟气进入管单元中，烟气循环管单元和烟气进入管单元分别与烟气进入管单元连通，且烟气循环管单元与加热井单元连通，第一开关阀单元设置在烟气循环管单元与烟气进入管单元的连接处，第二开关阀单元设置在烟气出口管单元与烟气进入管单元的连接处，由于烟气直接排出时的温度较高，因此可对烟气进行循环利用以节约资源。烟气排出时通过烟气进入管单元排出，烟气在烟气进入管单元中时，温度检测单元对烟气温度进行实时监测，若检测到烟气进入管单元中的烟气温度较高，则温度检测单元控制第一开关阀单元打开，使烟气循环管单元与烟气进入管单元连通，并控制第二开关阀单元关闭，使烟气出口管单元与烟气进入管单元隔断，此时，高温烟气通过烟气循环管单元重新进入加热井单元中，从而利用高温烟气的余热，以节约能源；若温度检测单元检测到烟气进入管单元中的温度较低时，则温度检测单元控制第一开关阀单元关闭，使烟气循环管单元与烟气进入管单元隔断，并控制第二开关阀单元打开，使烟气出口管单元与烟气进入管单元连通，此时，低温烟气通过烟气出口管单元排出。
表面阻隔模块，用于对污染土壤进行保温处理。为了减少热量散失，在污染土壤的表面覆盖有一层隔热材料和一层混凝土作为隔离层，以保证现场操作的安全性，并能够对污染土壤区域进行保温处理，以减少热量散失。
本发明的一种基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***，燃气管单元中的天然气进入燃烧器单元中进行燃烧，产生高温气体通过风机引入加热井中，通过加热井中的加热管对土壤进行间接加热，通过热传导的方式加热污染土壤，污染土壤加热后污染物从污染土壤中解析出来或者发生裂解反应，采用地下抽提井单元借助气相抽提抽将含有污染物的蒸汽提取至地表，再通过表面抽提管单元对污染蒸汽进行收集，污染蒸汽在排出时，先通过冷却单元进行冷却，随后通过气液分离单元进行气液分离，液体流入废水处理单元中，先通过斜管沉淀子单元中进行沉淀处理，再通过过滤子单元对液体进行过滤处理，直至达标后排出；气体进入废气处理单元中，先通过火炬燃烧子单元进行燃烧处理，再通过活性炭子单元对气体进行吸附处理，以去除气体中的有害物质，直至达标后排出。烟气排出时通过烟气进入管单元排出，烟气在烟气进入管单元中时，温度检测单元对烟气温度进行实时监测，若温度检测单元检测到烟气进入管单元中的温度较低时，则温度检测单元控制第一开关阀单元关闭，使烟气循环管单元与烟气进入管单元隔断，并控制第二开关阀单元打开，使烟气出口管单元与烟气进入管单元连通，此时，低温烟气通过烟气出口管单元排出；若检测到烟气进入管单元中的烟气温度较高，则温度检测单元控制第一开关阀单元打开，使烟气循环管单元与烟气进入管单元连通，并控制第二开关阀单元关闭，使烟气出口管单元与烟气进入管单元隔断，此时，高温烟气通过烟气循环管单元重新进入加热井单元中，从而利用高温烟气的余热，以节约能源。
以上所揭露的仅为本申请一种或多种较佳实施例而已，不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***，其特征在于，包括：
加热模块，用于对污染土壤进行加热处理；
抽提模块，用于提取污染土壤中因加热产生的污染蒸汽；
尾水尾气处理模块，对污染蒸汽进行处理以达标排放；
循环模块，用于对烟气进行循环利用；
所述循环模块包括：
烟气进入管单元，用于为烟气排出提供通道；
温度检测单元，用于对烟气进入管单元中的烟气进行温度检测；
烟气出口管单元，用于将低温烟气排出；
烟气循环管单元，用于将高温烟气进行循环利用；
第一开关阀单元，用于控制烟气循环管单元的流通；
第二开关阀单元，用于控制烟气出口管单元的流通。
2.如权利要求1所述的基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***，其特征在于，
所述加热模块包括：
燃气管单元，用于提供天然气；
燃烧器单元，用于对天然气进行燃烧得到高温气体；
加热井单元，吸收燃烧器单元得到的高温气体，以用于对污染土壤进行加热处理。
3.如权利要求2所述的基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***，其特征在于，
所述抽提模块包括：
地下抽提井单元，用于为污染蒸汽提供排出通道；
表面抽提管单元，用于对污染蒸汽进行收集以进行集中处理。
4.如权利要求3所述的基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***，其特征在于，
所述抽提模块还包括：
阻隔单元，用于对污染土壤进行隔断处理，以防止污染土壤之外的地下水流入污染土壤区域内。
5.如权利要求4所述的基于燃气热脱附耦合生物修复的土壤修复***，其特征在于，
所述尾水尾气处理模块包括：
冷却单元，用于对污染蒸汽进行冷却处理；
气液分离单元，用于对污染蒸汽进行气液分离；
废水处理单元，用于对污染蒸汽中的液体进行处理，使其达标排放；
废气处理单元，用于对污染蒸汽中的气体进行处理，使其达标排放。
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