[发明专利]一种原位加热结合双相真空抽吸土壤修复装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种原位加热结合双相真空抽吸土壤修复装置和方法。

背景技术

改革开放以来，随着我国工业化的迅速发展，城市规模逐渐扩大，从而使城市化进程取得了前所未有的发展。在城市不断向外围扩展的过程中，原来大量处于外围且存在污染的工业企业也逐渐成了城市中心区域的一部分；而城市中心区域的人口往往高度集中，这些存在污染风险的工业企业对人体健康和环境安全造成了极大的威胁。为了适应改善城市环境质量、优化城市功能结构的要求，我国对城市中心区域的改造实行了“退二进三”的政策。由此，20世纪90年代以来，我国较发达城市首先出现了大规模工业企业搬迁的现象。

因污染企业搬迁遗留了大量的污染场地，搬迁后引起的环境污染事故和对人体健康的危害事件时有发生。另外，由于石油工业的发展，汽油、柴油等挥发性（VOCs）有机污染物带来的污染事故时有发生，如输油管道破裂，储油槽渗漏，加油站搬迁等引发的土壤环境问题。

根据对我国目前大多数有机污染土壤的检测，其中主要污染物是总石油烃类，含量可达1786～40167 mg/kg；多环芳烃，含量达26.10 mg/kg，有些地块土壤中也含有汞，汞含量达2~2.69mg/kg，超过国标《土壤环境质量标准》第三级标准值。

过去几十年，受历史时期经济技术条件及人们认识水平等多种因素的制约，石油企业在为国家做出重大贡献的同时，也带来了一系列的环境问题：油气开采过程中的废水、废气、落地原油、废气钻井液等污染物排入环境会对水体、大气、土壤和生态环境造成影响。随着石油资源的广泛应用，环境中的石油污染越来越严重；在石油生产、贮运、炼制加工及使用过程中，也会有石油烃类的溢出和排放，造成油田和石化工厂周围水体和土壤严重的石油污染。当今世界上石油的总产量每年约有22亿t，其中17.5亿t是由陆地油田生产的。全世界每年有800万t进入环境，我国每年有近60万t进入环境，污染土壤、地下水、河流和海洋，每年新增污染土壤 1×10⁵t。

一般来说，早期治理石油污染土壤的方法主要是传统的物理（蒸汽法、抽气法、有机溶剂法、水力冲洗法）和化学方法（氧化法、热处理法），这些方法所需时间短、见效快，但存在二次污染、处理费用高等弊端，不利于广泛的应用。到目前为止，受石油类污染物污染的土壤和地下水分为异位修复和原位修复。异位修复是将污染的土壤和地下水转移到地面以上进行处理，包括现场处理、堆制处理、热解处理、土壤淋洗、生物反应器等。原位修复指在受污染的土壤、地下水的原位进行处理，包括原位生物修复和原位化学修复等。原位修复因其费用相对较低，对环境扰动小、二次污染小等优势成为土壤修复技术的研究和实践的主流。

发明内容

热处理强化技术，一般是通过直接或间接的热交换，使污染土壤中的有机物-汞复合污染物发生分解、蒸发或氧化反应，并与受污染的土壤分离。双相真空抽吸方法是通过真空泵制造一个高度真空的环境，将饱和带的液相污染物和不饱和带的气相污染物抽吸出来。

本发明将原位加热和双相真空抽吸方法结合起来，抽吸出来的污染物除了饱和带的液相污染物和不饱和带的气相污染物之外，同时还能够处理以自由相和土壤吸附相共同存在的石油污染物。一般来说真空度越高，水力梯度也就越大，因而双相的真空去除率也就越大。在双相真空抽吸井工作过程中，位于地下非饱和带、毛细作用带和饱和带气相、液相以及自由相污染物，由于负压作用的存在，会形成具有一定速度的流动；通过流动，污染物会直接向井的位置迁移，并进入井的抽吸管。在负压的作用下污染物会继续沿着吸管向上运动，直到井口顶端，吸取到地表的污染物送到气液分离装置进行下一步处理，达到标准后排放，避免造成二次污染。当检测到土壤中的汞含量不超标时，地上处理设施可以省去水冷凝设备和汞分离器。

本发明的目的是提供一种原位加热结合双相真空抽吸土壤修复装置。

本发明的另一个目的是提供一种原位加热结合双相真空抽吸土壤修复的方法。

一种原位加热结合双相真空抽吸土壤修复装置，结构如下：

电阻加热装置6位于加热井4内；所述的加热井4的侧壁上布置有多个一端开口的、导热性能良好的导管10，导管10和加热井4相通；所述的电阻加热装置6由镍铬电热合金制成；

真空抽吸井9位于抽吸井3内，其上部和真空抽吸泵15相连；