[发明专利]污染土体表面活性剂强化曝气试验装置及试验方法

说明书

本发明提供了一种表面活性剂强化曝气的试验装置及试验方法，属于环境岩土工程技术领域。可用于常规曝气、整体注入表面活性剂强化曝气和局部注入表面活性剂强化曝气。其主体装置包括试验箱、试样层、粗砂层、吸附层、隔板、蠕动泵和水箱等。试验过程中，可以通过控制不同表面活性剂注入位置，通过试验箱中的吸附层中的活性炭对VOCs进行吸附，对常规曝气、整体注入表面活性剂强化曝气和局部注入表面活性剂强化曝气的修复效率进行定量评价，进而研究表面活性剂注入位置对气流模式、污染物去除效率和气流路径控制的影响。该试验装置及方法的发明对于曝气法技术范围的拓展及应用具有重要的工程实际意义和理论研究价值。

技术领域

本发明涉及环境岩土工程技术领域，具体地，涉及一种污染土体表面活性剂强化曝气试验装置及试验方法。

背景技术

当今世界，随着工业化进一步推进，土壤环境问题越来越严重。在诸多土壤问题中，挥发性有机物(VOCs)如石油烃类污染物、有机氯化溶剂等在石油及化工类污染场地中普遍存在，已成为我国城市污染场地中潜在危险性大的主要毒性污染物之一。曝气法修复技术因其具有成本低、效率高、原位操作、环境友好等优势，已成为目前处置饱和土体和地下水中挥发性有机污染物的一种有效方法。然而，由于实际污染场地地层的复杂性和非均匀性，曝气法修复效果往往受到限制。因此，为提高曝气修复效果，近年来表面活性剂强化曝气技术开始被广泛使用。通过在曝气过程中注入表面活性剂，可以降低地下水表面张力，增加气流对低渗土层的穿透能力，大大增加了污染物与地下水和空气的接触面积，从而提高地下水曝气修复技术的去除效率。

目前，表面活性剂强化曝气已经成为有机污染土修复的研究热点，这既有学术论文对此做了深入的理论分析，也有实际应用的工程方法，如发明专利申请《一种低渗透污染区地下水曝气修复方法》(CN109078973 A)。

中国发明专利申请公开说明书CN109078973A于2018年12月25日公开的《一种低渗透污染区地下水曝气修复方法》，是在低渗透污染区周围注入增稠阻隔剂使得周围土层气体渗透性显著降低从而定向诱导气体向低渗透污染区流动，同时在低渗透污染区及其下部注入表面活性剂来提高气体在低渗透性土层的渗透性和污染物解吸附能力，从而提高曝气修复效率。但是该地下水曝气修复方法存在以下不足：

1、实现过程中，不能根据实地土壤有机污染分布控制改变表面活性剂注入位置，表面活性剂注入位置和污染物源之间的距离偏差将降低表面活性剂产生的效果，此缺陷决定了该方法不能够实现最佳的经济效率；

2、该方法为室外试验，不能够直接观测到表面活性剂对气流路径、迁移率控制和VOCs去除效率的影响，此缺陷决定了该方法不能够定量分析污染物去除效果和研究表面活性剂强化曝气机理；

3、该方法局限于低渗透性污染场地，即环境适应性不强。

因此，为解决以上问题，从表面活性剂强化曝气机理着手，研制了一种表面活性剂强化曝气试验装置及试验方法。该试验装置及试验方法的发明对于曝气法技术范围的拓展及应用具有重要的工程实际意义和理论研究价值。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题而发明了一种表面活性剂强化曝气试验装置及试验方法。

本发明的目的是这样实现的，本发明提供了一种污染土体表面活性剂强化曝气试验装置，包括主体装置和注入装置，其特征在于，所述主体装置包括试验箱、试样层、粗砂层、隔板、吸附层、扩散器、蠕动泵和两个水箱；

所述试验箱为横截面为矩形的无盖空心箱体，在试验箱底板的中心位置开有一个通孔，且在通孔的上部装有一个扩散器，扩散器的孔洞与通孔相通；将试验箱上任意二个平行的箱板记为B板，在两个B板上均匀布设多个注水孔，注水孔通过注水管分别与位于试验箱两侧的两个水箱相通；