一种有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统及其应用技术方案

本实用新型专利技术公开了一种有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统及其应用，涉及有机污染土壤修复技术领域，该有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统包括模拟柱、蒸汽发生单元、实时监测单元以及废气废液处理单元，连接上述各单元、模拟柱分层土壤装填，蒸汽发生单元调控蒸汽注入温度、流量及时间等，实时监测单元监测并记录模拟柱内不同深度的压力和温度，废气废液处理单元处理模拟柱产生的废气废液。本实用新型专利技术具有能够明确蒸汽热修复过程中压力与温度场的分布及变化，探究蒸汽在土壤中迁移规律，得出蒸汽注入温度、流量、时间和土壤类型与修复效率的对应关系，提高蒸汽修复有机污染土壤效果的优点。壤效果的优点。壤效果的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统及其应用


[0001]本技术涉及有机污染土壤修复
，具体涉及一种有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统及其应用。

技术介绍

[0002]随着工业污染的加剧和农业中农药化肥的大量使用，我国土壤与地下水污染问题日益突出。土壤及地下水中典型的有机污染物包括多环芳烃、石油烃类、卤代烃、苯系物、有机卤化物、多氯联苯和农药等，严重威胁着附近居民及周边生态环境的健康。因此，亟需选取合理高效的技术手段，进行有机污染的土壤和地下水的修复，有效地控制场地的人体健康和生态环境风险。
[0003]热脱附技术由于其治理效果佳、处置工期短等优点，已广泛应用于有机污染土壤修复领域。按加热原理，热脱附技术又分为蒸汽热脱附技术、电阻热脱附技术、热传导热脱附技术等。蒸汽热脱附技术是将蒸汽发生器产生的热蒸汽通过注射井注入到目标污染土壤中，从而促进土壤中挥发性和半挥发性污染物的蒸发，然后利用气流通过抽提井将挥发的气体抽出处理的修复方法。由于适用性广、对现场环境破坏小、修复速度快、修复时间短等特点，蒸汽热脱附技术被认为是最有前景的、去除包气带有机物最有效的修复方法之一。
[0004]目前的土壤原位蒸汽热修复装置不能针对土壤在传热过程中的温度、压力分布和变化进行观测，对蒸汽在土壤中的迁移特性尚不明确。由于实际污染场地水文地质条件及场地土壤中污染物的浓度、分布等存在较大差异，不同场地应用关键技术参数存在一定差异。如果难以明确蒸汽在土壤中的迁移特性，致使在实际工程中关键技术参数设置不合理，可能会导致修复工程中能耗损失加大，修复周期延长，进而大幅度增加修复成本，且难以达到预期的修复效果。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统及其应用，其目的是为了应用于优化有机污染土壤原位蒸汽热修复技术，以达到修复土壤的效果。
[0006]为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：提供一种有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统及其应用：
[0007]第一方面，本技术提供一种技术方案：一种有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统，用于优化有机污染土壤原位蒸汽热的修复，包括模拟柱、蒸汽发生单元、实时监测单元以及废气废液处理单元。
[0008]模拟柱包括模拟柱盖、顶部入口、底部出口以及监测口，位于模拟柱盖的顶部设置有顶部入口，且通过设置有法兰与模拟柱拆卸式连接，在所述模拟柱的底部设置底部出口，且通过设置有法兰与模拟柱拆卸式连接。
[0009]蒸汽发生单元，所述蒸汽发生单元包括蒸汽发生器、蒸汽输送管以及缓冲罐，所述蒸汽输送管的输入端与所述蒸汽发生器通过法兰固定连接，所述蒸汽输送管的输出端与所
述模拟柱的顶部入口通过法兰固定连接，所述缓冲罐通过法兰固定连接在蒸汽输送管上。
[0010]实时监测单元，所述实时监测单元包括依次电连接的温度传感器、压力传感器、数据采集器以及数据显示器，所述温度传感器以及压力传感器从上到下等距插入设置在所述模拟柱左右两侧的监测口内，且通过法兰固定安装在所述模拟柱上，所述数据采集器通过设置有电缆与所述温度传感器以及压力传感器电连接，所述数据显示器通过设置有电缆与所述数据采集器电连接。
[0011]废气废液处理单元，所述废气废液处理单元包括冷凝管、收集罐以及废气处理装置，所述冷凝管通过设置有软管与模拟柱底部的出口拆卸式连接，所述收集罐通过设置有软管与所述冷凝管拆卸式连接，所述废气处理装置通过设置有软管与所述收集罐拆卸式连接。
[0012]本技术技术方案的进一步改进在于：所述模拟柱材质为高硼硅玻璃，长度为110cm，内径为15cm，且所述的模拟柱左右两侧各有11个监测口，相邻监测口间距为10cm。
[0013]采用上述技术方案，该方案中的11个监测口在模拟柱两侧距离顶部入口10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm以及110cm处设置。
[0014]本技术技术方案的进一步改进在于：所述蒸汽发生单元还包括流量调节阀门以及金属浮子流量计，所述流量调节阀门位于蒸汽发生器输出端连接，且通过设置有不锈钢管与蒸汽发生器拆卸式连接，所述金属浮子流量计位于流量调节阀门上方，且与所述流量调节阀门固定安装在同一根不锈钢管上。
[0015]采用上述技术方案，该方案中的蒸汽发生器的输出端安装的流量调节阀门的作用是为了调节蒸汽发生器输出的蒸汽流量，而且与流量调节阀门安装在同一根不锈钢管上的金属浮子流量计可以监测蒸汽发生器输出流量大小。
[0016]本技术技术方案的进一步改进在于：所述该有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统还包括保温层，所述保温层设置于模拟柱外壁以及蒸汽输送管外壁。
[0017]采用上述技术方案，该方案中的保温层材质为硅酸铝纤维棉，保温层厚度选用为20mm，作用是减少热量散失。
[0018]本技术技术方案的进一步改进在于：所述废气废液处理单元还包括三通阀，且三通阀的入口处通过设置有软管拆卸式连接在所述冷凝管的出口处，以及三通阀的出口处通过设置有软管拆卸式连接在所述收集罐的入口处。
[0019]采用上述技术方案，该方案中的三通阀出口连接安装的收集罐作用是实时采集冷凝管中流出的冷凝液。
[0020]本技术技术方案的进一步改进在于：所述废气处理装置的内部设置有活性炭粉。
[0021]采用上述技术方案，该方案中的活性炭粉作用是吸附所述模拟柱内形成的气态物质。
[0022]第二方面，本技术根据上述第一方面中的一种有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统，还提供该系统的应用，包括：
[0023]首先，在模拟柱内填充相同土质条件的土壤，每隔5cm用工具轻轻夯实。
[0024]其次，打开蒸汽发生器，控制蒸汽温度，并调节流量调节阀门到目标流量。
[0025]再次，打开数据采集器和数据显示器，获取所述温度和压力传感器采集的土壤温
度和压力随时间变化的数据，探究蒸汽在土壤中迁移规律。
[0026]从次，模拟柱内产生的液体经冷凝管后，进入废气废液处理单元处理。
[0027]另外，收集模拟柱内流出的冷凝液，分析污染物浓度。
[0028]最后，采集修复结束后模拟柱内土壤，分析污染物浓度。
[0029]由于采用了上述技术方案，本技术相对现有技术来说，取得的技术进步是：
[0030]本技术提供一种有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统及其应用，通过在模拟柱两侧设置温度和压力传感器，实时监测土壤竖直方向不同位置的温度和压力，能够直观了解在蒸汽注入的不同阶段中，土壤的传热情况和压力分布，可为实际工程场地温度和压力的空间分布提供参考，有助于评估加热装置的加热效果及分析土壤的传热特征，通过采集修复结束后模拟柱内土壤及定期采集修复过程中模拟柱内流出的液体，分析二者污染物浓度，评估修复效果。
附图说明
[0031]图1为本技术实例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机污染土壤原位蒸汽热修复模拟系统，用于优化有机污染土壤原位蒸汽热的修复，其特征在于，包括模拟柱（1）、蒸汽发生单元、实时监测单元以及废气废液处理单元；模拟柱（1）包括模拟柱盖、顶部入口、底部出口以及监测口，位于模拟柱盖的顶部设置有顶部入口，且通过设置有法兰与模拟柱（1）拆卸式连接，在所述模拟柱（1）的底部设置底部出口，且通过设置有法兰与模拟柱（1）拆卸式连接；蒸汽发生单元，所述蒸汽发生单元包括蒸汽发生器（2）、蒸汽输送管（5）以及缓冲罐（6），所述蒸汽输送管（5）的输入端与所述蒸汽发生器（2）通过法兰固定连接，所述蒸汽输送管（5）的输出端与所述模拟柱（1）的顶部入口通过法兰固定连接，所述缓冲罐（6）通过法兰固定连接在蒸汽输送管（5）上；实时监测单元，所述实时监测单元包括依次电连接的温度传感器（7）、压力传感器（8）、数据采集器（9）以及数据显示器（10），所述温度传感器（7）以及压力传感器（8）从上到下等距插入设置在所述模拟柱（1）左右两侧的监测口内，且通过法兰固定安装在所述模拟柱（1）上，所述数据采集器（9）通过设置有电缆与所述温度传感器（7）以及压力传感器（8）电连接，所述数据显示器（10）通过设置有电缆与所述数据采集器（9）电连接；废气废液处理单元，所述废气废液处理单元包括冷凝管（11）、收集罐（13）以及废气处理装置（14），所述冷凝管（11）通过设置有软管与模拟柱（1）底部的出口拆卸式连接，所述收集罐（13）通过设置有软管与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何瑞，杨洁，施文彦，司马菁珂，叶春梅，古祺鹏，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：新型
国别省市：