挥发性和半挥发性有机物污染土壤场外治理工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种挥发性和半挥发性有机物污染土壤的场外治理工艺及其装置。其工艺为：将污染土壤挖出，装填入本发明专利技术装置，然后通过真空泵在抽排井中形成一定的真空度，将新鲜空气不断地引入污染土壤，促进土壤所吸附的污染物的挥发并将其蒸气带走。如污染物的挥发性较弱，可对污染土壤进行加热，提高污染物的挥发性。其装置由抽排气路装置的抽排井和控温传感器及加热装置埋入土筒内组成。本发明专利技术能快速经济地对挥发性有机物（ＶＯＣｓ）污染土壤和常规方法难以处理的半挥发性有机物（ＳＶＯＣｓ）污染土壤进行场外治理，减少了危险废物填埋量，节约了处理成本，经过处理的土壤可回填到原污染场址或作为它用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护
，特别涉及一种挥发性和半挥发性有机物污染土壤场外治理工艺及装置。
技术介绍
随着石油工业的发展，汽油、柴油等挥发性有机物(VOCs)和半挥发性有机物(SVOCs)在土壤环境中的污染日益增多。它们主要来自溢油事故，如输油管线的破裂，储槽的渗漏，以及地下储油罐的泄漏问题等。另外，随着化工工业的发展，苯、甲苯和四氯化碳等各种VOCs对土壤造成的污染也逐渐增多，如化工废弃物和化学药剂的随意倾倒，化工厂的泄漏，化学品运输中的事故等。这些污染物可产生许多环境问题对土壤理化性质产生影响；威胁地下水源的水质安全；污染空气；由于烃气积累于建筑物地下室而造成爆炸危险；泄漏烃化合物使与其接触的公用地下管网设施加速老化等。目前对VOCs和SVOCs污染土壤的场外治理是将污染土壤挖出，再进行后续处理，所使用的方法有填埋、焚烧、水力冲洗和生物处理。但这些方法都存在各自的缺点填埋虽然处理简单，但费用昂贵，还可能面临二次处理；焚烧虽然处理效果好，但处理设备复杂，费用昂贵，还可能产生二次污染；水力冲洗浪费严重，处理效果不理想，需要处理冲洗水；生物处理周期长，处理效果不理想，还可能产生二次污染。因此，开发经济有效的VOCs和SVOCs污染土壤场外治理技术成为亟待解决的课题。经检索，未发现相关的公开专利。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种挥发性和半挥发性有机物污染土壤场外治理工艺及装置。其特征在于所述被污染土壤场外治理装置的构成包括装填被污染土壤的土筒13；气体抽排装置由打有花孔的气体抽排井1通过穿壁管19和真空表3连接，并通过管道2和抽排气取样装置4、尾气活性炭吸附去除装置5，流量调节阀7，气体流量计6、流量调节阀7和真空泵8串联组成；控温加热装置为由插入污染土壤的温度传感器9通过温度控制仪10和继电器11连接，加热带12分层埋入土筒13内的污染土壤14中，并和继电器11连接。所述气体抽排装置是在气体抽排井1内，其上部的膨胀水泥17将下部装有豆石16和通气的气体管道20固定在中央，其上部连接水泥表封盖18，气体管道20的上口连接穿壁管19构成。所述挥发性和半挥发性有机物污染土壤场外治理工艺为首先，将被挥发性和半挥发性有机物污染的土壤从污染现场挖出，然后分层(每层约2cm高)均匀装填入处理装置，要保证各处的堆积密度相同；再启动真空泵8，缓慢开启流量调节阀7，使气体流量计6的读数达到抽排气体流量的预定值，这时从真空表3读出气体抽排井1中的真空压力值。在真空泵工作时，由于外界大气压强高于抽排井1内压强，新鲜空气从大气中不断地进入污染土壤中，形成了朝抽排井方向运动的气体流场，促进土壤所吸附的有机污染物的挥发并将其蒸气带入气体抽排井1，再经过气体管道2输送到尾气活性炭吸附去除装置5过滤，最后排放出符合大气排放标准的尾气。从气体取样装置4中采集有机污染物蒸气，通过测定其浓度可衡量污染土壤的净化程度是否达到设计治理标准。最后，将经过处理的土壤回填到原污染场址或作为它用。如污染物的挥发性较弱，可使用控温加热系统对污染土壤进行加热，提高其污染物的挥发性。启动真空泵后接通加热电源，使加热带12对污染土壤进行加热，同时通过埋设在污染土壤中的温度传感器9将信号传给温度控制仪10，控制污染土壤的加热温度当温度超过设定温度时，温度控制仪指令继电器11将加热电源断开，停止电热带对土壤的加热；当温度下降到低于设定温度时，温度控制仪指令继电器将加热电源合上，再次给土壤加热。通过这种方式，本控温加热系统可控制土壤温度保持基本恒定在所设定的温度。本专利技术的有益效果是能方便快速、经济有效地对VOCs和SVOCs污染土壤进行场外治理，可控制土壤温度保持基本恒定在所设定的温度，提高其污染物的挥发性。经过处理的土壤可回填到原污染场址或作为它用。附图说明图1为本专利技术装置结构示意图。图2为土筒壁周结构示意图。图3为气体抽排井结构示意图。具体实施例方式本专利技术提供一种挥发性和半挥发性有机物污染土壤场外治理工艺及装置。该被污染土壤场外治理装置的构成包括装填被污染土壤的土筒13；气体抽排装置由打有花孔的气体抽排井1通过穿壁管19和真空表3连接，并通过管道2和抽排气取样装置4、尾气活性炭吸附去除装置5，流量调节阀7，气体流量计6、流量调节阀7和真空泵8串联组成；控温加热装置为由插入污染土壤的温度传感器9通过温度控制仪10和继电器11连接，加热带12分层埋入土筒13内的污染土壤14中，并和继电器11连接。其气体抽排装置是在气体抽排井1内，其上部的膨胀水泥17将下部装有豆石16和通气的气体管道20固定在中央，其上部连接水泥表封盖18，气体管道20的上口连接穿壁管19构成。所述挥发性和半挥发性有机物污染土壤场外治理工艺为首先，将被挥发性和半挥发性有机物污染的土壤从污染现场挖出，然后分层(每层约2cm高)均匀装填入处理装置，要保证各处的堆积密度相同；再启动真空泵8，缓慢开启流量调节阀7，使气体流量计6的读数达到抽排气体流量的预定值，这时从真空表3读出气体抽排井1中的真空压力值。在真空泵工作时，由于外界大气压强高于抽排井1内压强，新鲜空气从大气中不断地进入污染土壤中，形成了朝抽排井方向运动的气体流场，促进土壤所吸附的有机污染物的挥发并将其蒸气带入气体抽排井1，再经过气体管道2输送到尾气活性炭吸附去除装置5过滤，最后排放出符合大气排放标准的尾气。从气体取样装置4中采集有机污染物蒸气，通过测定其浓度可衡量污染土壤的净化程度是否达到设计治理标准。最后，将经过处理的土壤回填到原污染场址或作为它用。如污染物的挥发性较弱，可使用控温加热系统对污染土壤进行加热，提高其污染物的挥发性。启动真空泵后接通加热电源，使加热带12对污染土壤进行加热，同时通过埋设在污染土壤中的温度传感器9将信号传给温度控制仪10，控制污染土壤的加热温度当温度超过设定温度时，温度控制仪指令继电器11将加热电源断开，停止电热带对土壤的加热；当温度下降到低于设定温度时，温度控制仪指令继电器将加热电源合上，再次给土壤加热。通过这种方式，本控温加热系统可控制土壤温度保持基本恒定在所设定的温度。格为半径50cm×高75cm，土筒13上有一块PVC的盖板，可用铜螺丝和橡皮垫将盖板与筒体密封结合。在距筒底70cm处的筒壁上焊接一段内外均突出5cm的外径Φ20mm的穿壁钢管19，便于连接气体管道2。在土筒13壁周上，从距筒底5cm到50cm处，每上下间隔5cm，左右间隔10cm，菱形排列，开10排Φ7mm的气孔15，如图2所示，以便空气同时从污染土壤顶部和侧面均匀进入，并在孔眼处焊120目(孔径0.125mm)钢纱网，防止污染土壤从孔眼漏出。土筒13内填入的污染土壤的总高度为0.6m，即处理的污染土壤总体积为0.471m3，总重量为740kg。气体抽排装置在土筒13中心位置制作一口直径6mm的气体抽排井1(如图1、图3所示)；气体管道2使用外径Φ20mm的ABS塑料硬管和内径Φ20mm的塑料软管，连接装置各部分；真空表量程为-0.1MPa～0Pa；抽排气取样装置定做一套ABS塑料的螺丝和配套螺母，螺丝为Φ12mm×45mm，螺母的外径为Φ20mm，且带平底。在螺丝和螺母的纵向开Φ5mm的贯穿孔，将Φ10mm的气相色谱专用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种挥发性和半挥发性有机物污染土壤场外治理装置，其特征在于：所述被污染土壤场外治理装置的构成包括装填被污染土壤的土筒（１３）、气体抽排装置由打有花孔的气体抽排井（１）通过穿壁管（１９）和真空表（３）连接，并通过管道（２）和抽排气取样装置（４）、尾气活性炭吸附去除装置（５），流量调节阀（７），气体流量计（６）、流量调节阀（７）和真空泵（８）串联组成；控温加热装置为：由插入污染土壤的温度传感器（９）通过温度控制仪（１０）和继电器（１１）连接，加热带（１２）分层埋入土筒（１３）内的污染土壤（１４）中，并和继电器（１１）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李金惠，刘文波，聂永丰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]