CN208542735U - 用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，电极井开设于有机污染场地，电极井包括加热区和非加热区，加热区设置于非加热区下方；加热区中设置有电极，加热区中电极周围填充有具有导电性能的加热区填料，非加热区填充有具有绝缘性能的非加热区填料。通过本实用新型的技术方案，实现对有机污染场地进行精准化的加热，从而实现对挥发性有机污染物的原位热脱附，同时由于加热的精准化，减少了能量的浪费，提高了对有机污染物的热脱附效果，从而提高了对有机污染场地的修复效果。

Description

用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井

技术领域

本实用新型涉及污染修复技术领域，尤其涉及一种用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井。

背景技术

近年来我国相继开展了污染场地修复治理工程，以江苏为例，目前已完成近10项污染场地修复工程，并且随着污染企业的搬迁整治，多个污染场地修复工程还在陆续实施。然而，目前我国的污染场地修复刚刚起步，现有的修复工程大多采用异位填埋和水泥窑共处置等异位处理方式(成本高、二次污染严重)，而采用的原位修复技术被大量急功近利地使用(如常温热解析的过度使用、短期内过量注入氧化药剂)，导致许多修复项目半途而废。因此，我国现阶段亟需开展有效的土壤和地下水污染原位修复技术研究。

原位热脱附技术是有机污染土壤原位修复技术中一项重要手段，主要用于处理一些比较难开展异位环境修复的区域，例如，深层土壤以及建筑物下面的污染修复。原位热脱附技术是将污染土壤加热至目标温度，通过控制***温度和物料停留时间有选择地促使污染物气化挥发，使目标污染物与土壤颗粒分离、去除。热脱附过程可以使土壤中的有机化合物挥发和裂解等物理化学变化。当污染物转化为气态之后，其流动性将大大提高，挥发出来的气态产物通过收集和捕获后进行净化处理。

原位热脱附具有治理效果好，二次污染小，对场地扰动小等优点。但是原位热脱附，特别是燃气加热的原位热脱附不能单纯加热指定深度区间，需要将场地从最低处到最高处通体加热，造成能量的浪费等问题。

实用新型内容

针对上述问题中的至少之一，本实用新型提供了一种用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，通过在电极井下层的加热区填充导电的加热区填料，在加热区填料中设置电极，在加热区上层填充绝缘的非加热区填料，从而根据有机污染场地的特性设置电极和加热区的深度和位置，实现对有机污染场地进行精准化的加热，实现对挥发性有机污染物的原位热脱附修复，同时由于加热的精准化，减少了能量的浪费，提高了对有机污染物的热脱附效果。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，所述电极井开设于有机污染场地，所述电极井包括加热区和非加热区，所述加热区设置于所述非加热区下方；所述加热区中设置有电极，所述加热区中所述电极周围填充有具有导电性能的加热区填料，所述非加热区填充有具有绝缘性能的非加热区填料。

在上述技术方案中，优选地，所述电极井中的所述加热区和所述非加热区设置为多段，所述加热区和所述非加热区间隔设置。

在上述技术方案中，优选地，所述电极井中还设置有补水管，所述补水管的上管口与供水装置相连通，所述补水管的下管口延伸入所述电极井中。

在上述技术方案中，优选地，所述电极为导电板或导电棒，所述电极通过电缆与地面上的供电***相连接。

在上述技术方案中，优选地，所述电极材质为铁或石墨。

在上述技术方案中，优选地，所述加热区填料为钢珠、金属粉或石墨颗粒。

在上述技术方案中，优选地，所述非加热区填料包括石英砂、膨润土或水泥。

在上述技术方案中，优选地，所述电极井还包括密封层，所述密封层覆盖于井口，所述密封层为耐温防水材料层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过在电极井下层的加热区填充导电的加热区填料，在加热区填料中设置电极，在加热区上层填充绝缘的非加热区填料，从而根据有机污染场地的特性设置电极和加热区的深度和位置，实现对有机污染场地进行精准化的加热，实现对挥发性有机污染物的原位热脱附修复，同时由于加热的精准化，减少了能量的浪费，提高了对有机污染物的热脱附效果。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例公开的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井的结构示意图；

图2为本实用新型又一种实施例公开的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井的结构示意图；

图3为本实用新型再一种实施例公开的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井的结构示意图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

1.加热区，11.加热区填料，2.非加热区，21.非加热区填料，3.电极，4.电缆，5.密封层，6.补水管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：

如图1所示，根据本实用新型提供的一种用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，电极井开设于有机污染场地，电极井包括加热区1和非加热区2，加热区1设置于非加热区2下方；加热区1中设置有电极3，加热区1中电极3周围填充有具有导电性能的加热区填料11，非加热区2填充有具有绝缘性能的非加热区填料21。

具体地，电极井自下而上分为加热区1和非加热区2，加热区1设置的位置和深度根据有机污染场地的位置和污染物深度确定。电极3处于填充有加热区填料11的加热区1内，由于加热区填料11的导电性，电极3在通电时电流通过加热区填料11，对填充有加热区填料11的整个加热区1进行加热，由于挥发性有机物的遇热挥发的特性，有机污染物由液态或固态转化为气态，从而在进一步的土壤气相抽提技术的作用下，将有机污染物从污染场地清除，完成对有机污染场地的修复。

在上述实施例中，优选地，电极3为导电板或导电棒，电极3通过电缆4与地面上的供电***相连接，电极3应具有一定的载流量，比如铁板或石墨棒等，优选的为铁板。电缆4优选具有耐高温、耐腐蚀特性的材质，以提高电缆4在污染场地中对污染物腐蚀的耐受性，延长电缆4的使用寿命。

在上述实施例中，优选地，加热区填料11为钢珠、铁砂、金属粉或石墨颗粒等，具有化学稳定性和无毒性，不溶于水，不流失，耐腐蚀。非加热区填料21包括石英砂、膨润土或水泥。具体地，加热区填料11和非加热区填料21均具有一定的粒径，使得在将有机污染物转化为气态后，气态污染物能够在气相抽提技术的作用下流动，从而将挥发出的气态污染物收集或捕获后进行净化处理，排出土壤。

如图2所示，在上述实施例中，优选地，电极井中还设置有补水管6，补水管6的上管口与供水装置相连通，补水管6的下管口延伸入电极井中，下管口延伸至加热区填料11或非加热区填料21中均可，优选地延伸入加热区填料11中。由于加热区填料11和非加热区填料21均具有一定的粒径，不会阻碍补水管6补充的电解液的渗透。在对有机污染场地进行电流加热实现有机污染物原位热脱附的过程中，加热蒸发造成电极井周边干燥，影响电流的传输，导致加热过程受到影响，因此，设置补水管6以在电极井中含水率过低时向电极井中补充电解液(含离子水)。补水管6优选具有耐高温、耐腐蚀特性的材质，以提高补水管6在污染场地中对污染物腐蚀和加热高温的耐受性，延长补水管的使用寿命。

如图3所示，在上述实施例中，电极井中的加热区和非加热区设置为多段，加热区和非加热区间隔设置。这样，在电极井所在位置处如果不同深度的土壤存在需要加热的有机污染物，则在需要加热的深度区域填充加热区填料，在不需要加热的深度区域填充非加热区填料。也就是在电极井所在的位置，从下向上分为第一段加热区、第一段非加热区、第二段加热区、第二段非加热区等，依此类推。在该实施例中，还可以设置多个补水管，该多个补水管的下管口分别延伸至第一段加热区和第二段加热区等需要加热区域的加热区填料中，用于为不同深度区域补充电解质。

在上述实施例中，优选地，电极井还包括密封层5，密封层5覆盖于井口，密封层5为耐温防水材料层，防止土壤表层的水大量渗入电极井中及土壤表层内外热量的交换，影响电极井中的加热原位热脱附过程，保证对有机污染场地的修复效果。

以下列举根据上述实施例对本实用新型进行具体实践的其中两个实施例，以对本实用新型提出的电极井及其原位热脱附效果进行进一步说明：

实施例1：

修复前，对有机污染场地检测结果为：土壤中1,2-二氯乙烷的含量为15～4100mg/kg。

修复步骤包括：

1)在有机污染场地开设4米深的电极井，电极井自下而上分为加热区1和非加热区2；

2)将2米长的电极3伸入电极井中的加热区1中；

3)向加热区1填充加热区填料11，如钢珠；然后向非加热区2填充石英砂材料；

4)向电极3通电，将电流通过电极3和加热区填料11，从而加热土壤和地下水，并结合气相抽提作用，将污染物从污染场地去除；

5)在向电极3通电过程中，当加热区填料11中含水率过低时，通过补水管6向电极井中补充电解液(含离子水)，连续修复处理125天。

修复处理后，检测出土壤中的1,2-二氯乙烷含量为1～3mg/kg。

实施例2：

修复前，对有机污染场地检测结果为：土壤中四氯化碳的含量为7～126mg/kg。

修复步骤包括：

1)在有机污染场地开设4米深的电极井，电极井自下而上分为加热区1和非加热区2；

2)将2米长电极3伸入电极井中的加热区1中；

3)向加热区1填充加热区填料11，其中，加热区填料11为金属粉；然后向非加热区2填充石英砂材料；

4)向电极3通电，将电流通过电极3和加热区填料11，加热土壤和地下水，并结合气相抽提作用，将污染物从污染场地去除；

5)在向电极3通电过程中，当加热区填料11中含水率过低时，通过补水管6向电极井中补充电解液(含离子水)，连续修复处理74天。

修复处理后，检测出土壤中的四氯化碳含量为0.1～0.2mg/kg。

以上所述为本实用新型的实施方式，根据本实用新型提出的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，通过在电极井下层的加热区填充导电的加热区填料，在加热区填料中设置电极，在加热区上层填充绝缘的非加热区填料，从而根据有机污染场地的特性设置电极和加热区的深度和位置，实现对有机污染场地进行精准化的加热，实现对挥发性有机污染物的原位热脱附修复，同时由于加热的精准化，减少了能量的浪费，提高了对有机污染物的热脱附效果。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。

Claims (9)

1.一种用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，其特征在于：

所述电极井开设于有机污染场地，所述电极井包括加热区和非加热区，所述加热区设置于所述非加热区下方；

所述加热区中设置有电极，所述加热区中所述电极周围填充有具有导电性能的加热区填料，所述非加热区填充有具有绝缘性能的非加热区填料。

2.根据权利要求1所述的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，其特征在于，所述电极井中的所述加热区和所述非加热区设置为多段，所述加热区和所述非加热区间隔设置。

3.根据权利要求1或2所述的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，其特征在于，所述电极井中还设置有补水管，所述补水管的上管口与供水装置相连通，所述补水管的下管口延伸入所述电极井中。

4.根据权利要求1所述的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，其特征在于，所述电极为导电板或导电棒，所述电极通过电缆与地面上的供电***相连接。

5.根据权利要求4所述的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，其特征在于，所述电极材质为铁或石墨。

6.根据权利要求1所述的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，其特征在于，所述加热区填料为钢珠、金属粉或石墨颗粒。

7.根据权利要求1所述的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，其特征在于，所述非加热区填料包括石英砂、膨润土或水泥。

8.根据权利要求1所述的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，其特征在于，所述电极井还包括密封层，所述密封层覆盖于井口。

9.根据权利要求8所述的用于有机污染场地的电流加热原位热脱附电极井，其特征在于，所述密封层为耐温防水材料层。