一种土壤有机污染物原位电加热脱附方法技术

本发明专利技术公开了一种土壤有机污染物原位电加热脱附方法，属于有机物污染土壤热脱附技术领域，所述土壤有机污染物原位电加热脱附方法利用高压工频加热技术，对电极施加高电压，通过电极高压放电对电极间的目标土壤进行高压击穿，使得目标土层形成等离子导电通道，再将高压电切换为工频电，通过被击穿土层自身的电阻热，对被击穿土壤自身及附近土壤进行加热，从而达到加热脱附的效果。本发明专利技术利用土壤被高压击穿后，电化学性质的改变，以被击穿土壤自身的电阻热作为加热介质，同时改变了目标土层的电化学性质，使土壤的导电性大大增加，加快了能量传导的效率，减小了土壤修复的周期，从而节约了能耗。而节约了能耗。而节约了能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤有机污染物原位电加热脱附方法


[0001]本专利技术属于有机物污染土壤热脱附
，具体涉及一种土壤有机污染物原位电加热脱附方法。

技术介绍

[0002]原位热脱附技术自20世纪70年代开始应用于污染地块修复，其原理是通过加热升高污染区域的温度，改变有机污染物的物化性质增加气相或者液相中有机污染物的浓度，提高液相抽出或土壤气相抽提对污染物的去除率。按照不同的加热方式，原位热脱附技术主要分为电阻加热、热传导加热和蒸汽加热三种类型。目前使用的电阻加热中的加热电极单独定制长度，成本高，如：中国专利文献CN112170471A公布了一种污染土壤原位热脱附方法、原位热脱附系统；利用多组电阻棒并联达到对不同深度土壤的加热，受制于现有加工工艺的限制，使得电阻棒的成本过高，而且面临运输困难、施工安装不方便、不可重复利用等问题，除了成本问题，在对污染土壤加热过程中还有加热效率低，加热速度慢等问题，影响了修复效率，增加能耗。

技术实现思路

[0003]针对现有电阻加热技术中存在电阻棒的成本过高，而且面临运输困难、施工安装不方便、不可重复利用等诸多问题，本专利技术的目的是提供了一种土壤有机污染物原位电加热脱附方法，利用高压工频加热技术，对电极施加高电压，通过电极高压放电对电极间的目标土壤进行高压击穿，使得目标土层形成等离子导电通道，再将高压电切换为工频电，通过被击穿土层自身的电阻热，对被击穿土壤自身及附近土壤进行加热，从而达到加热脱附的效果。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种土壤有机污染物原位电加热脱附方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0005]步骤S1：选定污染土壤修复目标区域，并在所述污染土壤修复目标区域内布设电极井和抽提井；所述电极井数量为偶数个，分成两排排列，两排电极井对称设置，一排作为阳极井，另外一排作为阴极井，抽提井位于两排电极井之间；
[0006]步骤S2：在电极井和抽提井的井口处分别安装一个空压机和抽提装置；所述抽提装置的进口端通过抽提管道与抽提井内部连通，抽提装置的出口端与废物处理系统进口相连；所述空压机与电极井内部连通，空压机和抽提装置均与地面控制系统通信连接；
[0007]步骤S3：在所有电极井中各插设一电极，并向电极井中注入电解质溶液，直至淹没电极，将电极井和抽提井井口进行密封；电极的输入端与电极供电电源连接，电极供电电源与地面控制系统通信连接，电极供电电源用于向电极提供50Hz工频电和1000V高压电两种电压；在接收到第一控制信号时，向电极提供1000V高压电，在接收到第二控制信号时，向电极提供50Hz工频电；
[0008]步骤S4：污染土壤加热修复
[0009]对步骤S3中所述电极施加1000V高压电，在两排电极之间形成高压电场，在高压电场作用下击穿两排电极间的受有机物污染土壤形成等离子导电通道，击穿之后采用50Hz工频电对所述受有机物污染土壤进行加热，从而完成受有机物污染土壤的热脱附修复处理，同时通过抽提装置抽提出抽提井中的废弃物，并输送至废物处理系统，在抽提出废弃物的同时通过空压机向电极井内注入空气，此时电极井作为注气井。
[0010]根据本专利技术具体实施方案，所述电极井和抽提井的深度比受有机物污染土壤的深度大0.2m。
[0011]根据本专利技术具体实施方案，所述电极位于受有机物污染土壤的污染土层中部。
[0012]进一步，所述的土壤有机污染物原位电加热脱附方法，在步骤S4之前，还包括在污染土壤修复目标区域钻设温度检测井，在所述温度检测井内安装温度传感器。
[0013]根据本专利技术具体实施方案，所述温度检测井的数量至少两个。
[0014]根据本专利技术具体实施方案，在同一温度检测井内温度传感器沿竖直方向等间隔均匀布置。
[0015]通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：本专利技术提出了一种土壤有机污染物原位电加热脱附方法，改变以往电阻加热技术的加热形式的缺点，利用土壤被高压击穿后，电化学性质的改变，以被击穿土壤自身的电阻热作为加热介质，克服了以往电阻加热技术中，电阻棒的成本过高，而且面临运输困难、施工安装不方便、不可重复利用等诸多问题，同时改变了目标土层的电化学性质，使土壤的导电性大大增加，加快了能量传导的效率，减小了土壤修复的周期，从而节约了能耗。同时在电极井中加入电解质溶液，从而达到对加热过程的控制，满足了多种有机污染物脱附的条件，深度清洁土壤，更好的完成土壤修复工作，同时电极自身在加热过程中，改善了电极井与土壤含水的通路环境，加热范围可以向未被击穿地层延伸，扩大了电极井的影响半径，提高了能量利用的效率。
附图说明
[0016]此处的附图说明用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术申请的一部分，本专利技术示意性实施例及其说明用于理解本专利技术，并不构成本专利技术的不当限定，在附图中：
[0017]图1为本专利技术实施例中土壤有机污染物原位电加热脱附系统的示意图。
[0018]图中各标记如下：1
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高压工频发生器，2
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温度传感系统，3
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空压机，4
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地面控制总台，5
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土壤，6
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温度传感器，7
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电极，8
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等离子导电通道，9
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抽提井，10
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温度检测井，11
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电极井，12
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电解质溶液，13
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抽提装置，14
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蓄水池，15
‑
一体化废物净化设备。
具体实施方式
[0019]为使得本专利技术的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面结合本专利技术的实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚完整地描述。显然，本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0020]如图1所示，本专利技术提出的土壤有机污染物原位电加热脱附方法基于的土壤有机污染物原位电加热脱附系统，包括高压工频加热系统、地面控制系统和废物处理系统，其中：
[0021]高压工频加热系统包括高压工频发生器1、电极井11和电极7，所述电极井11设在污染土壤修复目标区域的土壤5中，所述电极井11数量为偶数个，分成两排排列，两排电极井11对称设置，一排作为阳极井，另外一排作为阴极井；所述电极7安装在电极井11内，所述电极7的输入端与高压工频发生器1的输出端连接；高压工频发生器1的输入端与380V交流电源连接；高压工频发生器1作为电极供电电源，通过地面控制系统控制用于向电极7提供50Hz工频电和1000V高压电两种电压；所述高压工频发生器1由档位开关、高压变压器和电力调整器组成，所述的高压变压器用于输出1000V高压电，所述的电力调整器用于输出50Hz的工频电；所述的档位开关用于切换高压击穿与工频加热的档位，具体地，档位开关与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤有机污染物原位电加热脱附方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：选定污染土壤修复目标区域，并在所述污染土壤修复目标区域内布设电极井和抽提井；所述电极井数量为偶数个，分成两排排列，两排电极井对称设置，一排作为阳极井，另外一排作为阴极井，抽提井位于两排电极井之间；步骤S2：在电极井和抽提井的井口处分别安装一个空压机和抽提装置；所述抽提装置的进口端通过抽提管道与抽提井内部连通，抽提装置的出口端与废物处理系统进口相连；所述空压机与电极井内部连通，空压机和抽提装置均与地面控制系统通信连接；步骤S3：在所有电极井中各插设一电极，并向电极井中注入电解质溶液，直至淹没电极，将电极井和抽提井井口进行密封；电极的输入端与电极供电电源连接，电极供电电源与地面控制系统通信连接，电极供电电源用于向电极提供50Hz工频电和1000V高压电两种电压；在接收到第一控制信号时，向电极提供1000V高压电，在接收到第二控制信号时，向电极提供50Hz工频电；步骤S4：污染土壤加热修复对步骤S3中所述电极施加1000V高压电，在两排电极之间形成高压电场，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，卜青锋，郭威，朱斌，刘世畅，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：