專利名稱：輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護領(lǐng)域，特別涉及一種針對加油站已污染土壤的配套專業(yè)的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置及方法，其綜合了“土壤氣相抽吸”、“生物通風”與“微生物強化技術(shù)”等功能。
背景技術(shù)：
石油污染是指在石油開采、加工、儲藏、運輸、使用等過程中，原油或石油烴產(chǎn)品由于種種原因進入環(huán)境而造成的污染，是石油工業(yè)高速發(fā)展的負面產(chǎn)物。中國的土壤石油污染廣泛分布于油田、煉廠、儲運設(shè)施區(qū)域，形成了比較嚴重的生態(tài)環(huán)境風險。與國際上發(fā)達國家的土壤污染修復技術(shù)發(fā)展相比，中國在土壤環(huán)境修復方法與裝備方面的開發(fā)還有一定差距。中國大多數(shù)的城市加油站以銷售汽油、柴油等輕質(zhì)油品為主，加油站地下儲油罐的泄漏是當前城市土壤的主要污染類型。2007年8月，鳳凰網(wǎng)以《大陸10萬座加油站滲漏之禍》為題描繪了中國城市土壤石油污染現(xiàn)狀。汽油、柴油等輕質(zhì)油品組成上以中低分子量的鏈烴、烯烴、芳香烴為主，在性質(zhì)上則以揮發(fā)性有機物和半揮發(fā)性有機物為主，在土壤多孔介質(zhì)中以吸附態(tài)或氣態(tài)形式存在。地下輕質(zhì)油品儲罐一旦意外發(fā)生滲漏現(xiàn)象，可在非飽和帶土壤中形成長期的污染源，在潛伏期內(nèi)可以通過溶解、揮發(fā)、遷移、擴散等過程向鄰近土壤區(qū)域甚至是地下水釋放而擴大污染范圍。
石油污染土壤修復方法從功能上分主要有生物修復、物化修復方法，根據(jù)污染土壤處理是否改變位置，又可分為異位修復與原位修復方法。土壤氣相抽吸是一種原位物化修復方法，通過在土壤抽吸氣相強化空氣流動，對汽油污染修復最為理想。土壤淋洗是一種原位物化修復方法，注射淋洗液驅(qū)動污染物轉(zhuǎn)移到地下水再被抽出；適用于較重石油組分，但可控性差，存在污染轉(zhuǎn)移風險。土壤清洗是一種異位物化修復方法，污染土壤挖出后與清洗液充分混合，將污染物轉(zhuǎn)移至液相去除；對柴油、原油等較重組分適用，但工藝復雜，修復成本高。熱解吸是一種異位物化修復方法，通過對污染土壤適當加熱使有機污染物揮發(fā)并回收；修復非常徹底，但是耗能大，修復成本高。生物通風是一種原位生物修復方法，通過向污染區(qū)域供氧與養(yǎng)分，提高本源微生物對污染物的降解能力，適合于柴油等較重油品污染土壤的修復。土壤耕作是一種原位生物修復方法，通過翻動表層土壤增加供氧，同時添加必要的營養(yǎng)物來增加微生物的降解活性；適合表層石油污染土壤修復。生物堆肥一種異位生物修復方法；污染土壤挖掘后被控制條件堆置，通過供氧與添加調(diào)理劑、營養(yǎng)物、水分等刺激微生物降解污染物。生物泥漿是一種異位生物修復方法，將污染土壤與水、添加劑、石油降解菌混合置于生物泥漿反應(yīng)器內(nèi)，通過充分混合接觸加速微生物降解；對汽油、柴油污染土壤的修復效果較好，對于較重石油組分則使用厭氧反應(yīng)器?？傮w而言，綜合考慮現(xiàn)場擾動、污染轉(zhuǎn)移、修復成本、工程難度等因素，對于石油污染土壤修復技術(shù)選擇應(yīng)以原位為主。而對于輕質(zhì)油污染類型，土壤氣相抽吸、生物通風等原位修復方法更為經(jīng)濟有效，結(jié)合微生物強化可加速修復進程。
目前，石油污染修復方法及裝置仍然以異位修復為主，而原位修復方法往往地面處理系統(tǒng)復雜，對于輕質(zhì)油污染土壤修復來說是功能過剩的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其復合了土壤氣相抽吸、生物通風、微生物強化技術(shù)，既可以作為加油站輕質(zhì)油泄漏土壤污染的配套應(yīng)急處理裝備，也可以作為加油站已污染土壤的配套專業(yè)修復裝備。本發(fā)明的另一目的是，提供一種輕質(zhì)油污染土壤原位修復方法。本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，所述裝置包括:井群系統(tǒng)，其包括抽吸井和注液井，所述抽吸井具有抽吸井頭，所述注液井具有注液井頭，所述抽吸井頭和注液井頭均為多功能井頭；土壤抽吸系統(tǒng)，其包括有旋渦真空泵、油氣分離器和油氣吸附器，所述油氣分離器具有分離進氣管和分離出氣管，所述油氣吸附器具有吸附進氣管和吸附出氣管，所述分離進氣管通過抽吸管組與所述抽吸井頭連接，所述分離出氣管通過油氣輸送管與吸附進氣管相連接，所述旋渦真空泵連接在油氣輸送管上，所述吸附出氣管與大氣相通；微生物修復系統(tǒng)，其包括微生物與營養(yǎng)液配置罐，所述微生物與營養(yǎng)液配置罐內(nèi)裝設(shè)有注入液，所述微生物與營養(yǎng)液配置罐通過吸液管道與注液計量泵的入口連接，所述注液計量泵的出口通過注液管道與所述注液井頭連接，以將注入液注入土壤中，對土壤中經(jīng)抽吸后殘留的較重污染物進行微生物強化降解。如上所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，所述油氣分離器具有分離罐體，所述分離進氣管和分離出氣管均設(shè)置在分離罐體的上部，所述分離罐體內(nèi)設(shè)有內(nèi)腔旋流管，所述內(nèi)腔旋流管的上端與所述分離進氣管相連，內(nèi)腔旋流管的下端位于分離罐體的下部，所述分離罐體的底部設(shè)有第一排污閥門。如上所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，所述油氣分離器還具有第一底座和第一視鏡，所述第一底座連接在所述分離罐體的底部，所述第一視鏡連接在所述分離罐體的下部。如上所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，所述油氣吸附器包括:吸附罐體，所述吸附進氣管的上端位于吸附罐體的上部，吸附進氣管的下端位于吸附罐體內(nèi)的下部位置，所述吸附出氣管設(shè)置在吸附罐體的上部，所述吸附罐體的底部設(shè)有第二排污閥門；承托鋼架，其設(shè)置在所述吸附罐體內(nèi)，在承托鋼架上放置有篩網(wǎng)；活性炭床層，其設(shè)置在吸附罐體的內(nèi)部和所述吸附進氣管的外部之間，活性炭床層承設(shè)在篩網(wǎng)上方，所述吸附進氣管的下端位于篩網(wǎng)的下方。如上所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，所述油氣吸附器還具有第二底座和第二視鏡，所述第二底座連接在所述吸附罐體的底部，所述第一視鏡連接在所述吸附罐體的下部。如上所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，所述注入液為石油降解菌與營養(yǎng)鹽混合液，所述石油降解菌與營養(yǎng)鹽混合液的成分質(zhì)量百分數(shù)為:尿素2.1-3.0%、磷酸二氫鉀0.7-1.0%、共代謝基質(zhì)a -乳糖0.3-0.5%，石油降解菌液1.0-1.5%、其余為新鮮水。如上所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，所述微生物修復系統(tǒng)進一步包括攪拌器、液體過濾器、調(diào)節(jié)閥門和防爆電機，所述攪拌器連接在所述微生物與營養(yǎng)液配置罐上，且攪拌器的下端位于所述微生物與營養(yǎng)液配置罐內(nèi)，以對所述注入液進行攪拌，所述第一攪拌器的上端位于所述微生物與營養(yǎng)液配置罐的外部，與防爆電機電連接，所述調(diào)節(jié)閥門和液體過濾器依次連接在所述吸液管道上。
如上所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，所述抽吸管組包括抽吸總管和多個抽吸支管，所述抽吸總管的一端連接所述吸附進氣管，抽吸總管的另一端連接所述分離出氣管，所述各抽吸支管的一端分別連接抽吸總管，抽吸支管的另一端所述抽吸井頭，所述抽吸總管上設(shè)有所述旋渦真空泵、提抽總管氣體過濾器、抽吸總管調(diào)節(jié)閥門和抽吸總管放空閥門，各抽吸支管上分別連接有抽吸支管調(diào)節(jié)閥門和抽吸支管流量計；所述油氣輸送管上設(shè)有油氣輸送管調(diào)節(jié)閥門、油氣輸送管流量計、油氣輸送管排空閥門和油氣輸送管壓力表，所述油氣輸送管流量計設(shè)置于所述旋渦真空泵之后。
如上所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，所述抽吸井、注液井和通風井均由井篩組件和井筒組件連接而成，所述井筒組件的上方連接所述多功能井頭，所述井篩組件由至少一個井篩組成，各井篩為全焊式繞絲篩管，其由梯形絲持續(xù)繞組在呈圓周式排列的支撐絲上形成持續(xù)的高密度均勻縫隙，所述縫隙間形成V字形開口。
如上所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，所述多功能井頭包括抽吸管，所述抽吸管上依次設(shè)有抽吸調(diào)節(jié)閥門和抽吸真空表，所述抽吸管的下端一側(cè)連接有注液管，所述注液管上設(shè)有注液調(diào)節(jié)閥門和注液真空表，所述抽吸管的下端連接有井筒連接件。
一種上述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的原位修復方法，所述方法包括步驟:
A、根據(jù)輕質(zhì)油污染土壤現(xiàn)場地質(zhì)條件、污染物分布范圍與深度，安裝井群系統(tǒng)，確定抽吸井、注液井的位置和數(shù)量；
B、土壤抽吸系統(tǒng)運行:開啟旋渦真空泵，土壤中油氣在負壓驅(qū)動下，經(jīng)所述抽吸井頭進入所述抽吸管組；經(jīng)由所述抽吸管組進入所述油氣分離器脫除水分與土壤顆粒后，進入所述旋渦真空泵后轉(zhuǎn)為正壓，再經(jīng)所述油氣輸送管進入所述油氣吸附器凈化后排入大氣環(huán)境；
C、微生物修復系統(tǒng)運行:注入液在所述微生物與營養(yǎng)液配制罐內(nèi)進行配制，注入液經(jīng)所述注液計量泵加壓后再由所述注液井頭與所述注液井注入土壤，對抽吸后殘留的較重污染物進行微生物強化降解；
D、在微生物修復系統(tǒng)運行時，土壤抽吸系統(tǒng)配合啟動，通過調(diào)節(jié)抽吸壓力與抽吸風量，為地下土壤供氧促進微生物降解，并將降解產(chǎn)生的VOCs抽吸清除。
本發(fā)明的特點和優(yōu)點是:
其針對特定的汽油、柴油污染源類型，結(jié)合了土壤氣相抽吸、生物通風、微生物強化技術(shù)，在保證修復效果的同時實現(xiàn)成本最低的目標。
另外，土壤輕質(zhì)油污染主要發(fā)生在加油站或成品油庫區(qū)域，這就要求修復技術(shù)的使用盡量不要對現(xiàn)場正常運營構(gòu)成干擾，也就是只能采用原位修復方法與裝置。而考慮安全因素，絕不可以燃燒方式處理尾氣，電氣設(shè)備也必須符合防爆要求。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的主視示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的俯視示意圖；圖3是圖2的M向示意圖；圖4是圖2的N向的放大示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的井篩組件的第一井篩剖面示意圖；圖6是本發(fā)明實施例的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的井篩組件的第二井篩剖面示意圖；圖7是本發(fā)明實施例的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的抽吸井或注液井的分離狀態(tài)不意圖；圖8是本發(fā)明實施例的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的抽吸井或注液井的組合狀態(tài)不意圖；圖9是本發(fā)明實施例的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的油氣分離器的主視示意圖；圖10是本發(fā)明實施例的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的油氣分離器的右視示意圖；圖11是本發(fā)明實施例的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的油氣吸附器的主視示意圖；圖12是本發(fā)明實施例的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的油氣吸附器的右視示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施方式I如圖1至圖4所示，本發(fā)明實施例提出一種輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其包括井群系統(tǒng)、土壤抽吸系統(tǒng)和微生物修復系統(tǒng)。所述井群系統(tǒng)包括抽吸井和注液井，所述抽吸井I具有抽吸井頭，所述注液井2具有注液井頭，所述抽吸井頭和注液井頭均為多功能井頭3。所述土壤抽吸系統(tǒng)4包括有旋渦真空泵4a、油氣分離器4b和油氣吸附器4c，所述油氣分離器4b具有分離進氣管4bl和分離出氣管4b2，所述油氣吸附器4c具有吸附進氣管4cl和吸附出氣管4c2，所述分離進氣管4bl通過抽吸管組4d與所述抽吸井頭連接，所述分離出氣管4b2通過油氣輸送管4e與吸附進氣管4cl相連接，所述旋渦真空泵4a連接在油氣輸送管4e上，所述吸附出氣管4c2與大氣相通。所述微生物修復系統(tǒng)5包括微生物與營養(yǎng)液配置罐5a，所述微生物與營養(yǎng)液配置罐5a內(nèi)裝設(shè)有注入液，所述微生物與營養(yǎng)液配置罐5a通過吸液管道5b與注液計量泵5c的入口連接，所述注液計量泵5c的出口通過注液管道5d與所述注液井頭連接，以將注入液注入土壤中，對土壤中經(jīng)抽吸后殘留的較重污染物進行微生物強化降解。
本實施例中，所述通過土壤抽吸系統(tǒng)4可抽吸抽提井附近土壤中的VOCs (volatile organic compounds,揮發(fā)性有機化合物)、SVOCs (semivolatile-organic-chemicals,半揮發(fā)性有機物)以及少量水分與土壤細顆粒,通過微生物修復系統(tǒng)5可對土壤中經(jīng)抽吸后殘留的較重污染物進行微生物強化降解。也就是說，本實施例綜合了土壤氣相抽吸、生物通風、微生物強化降解等原位修復方法，既可以作為加油站輕質(zhì)油泄漏土壤污染的配套應(yīng)急處理裝備，也可以作為加油站已污染土壤的配套專業(yè)修復裝備。
所述注入液可為石油降解菌與營養(yǎng)鹽混合液，所述石油降解菌與營養(yǎng)鹽混合液的成分質(zhì)量百分數(shù)為:尿素2.1-3.0%、磷酸二氫鉀0.7-1.0%、共代謝基質(zhì)α -乳糖0.3-0.5%，石油降解菌液1.0-1.5%、其余為新鮮水。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，如圖5至圖8所示，所述抽吸井1、注液井2和通風井均由井篩組件6a和井筒組件6b連接而成，所述井筒組件6b的上方連接所述多功能井頭6c,所述井篩組件6a由多個井篩螺紋連接而成,各井篩為全焊式繞絲篩管，其由梯形絲持續(xù)繞組在呈圓周式排列的支撐絲上形成持續(xù)的高密度均勻縫隙，所述縫隙間形成V字形開口。上述高密度均勻縫隙保證了篩管的開口面積百分比和無堵塞性，避免了沉淀物的高密度堆積造成的阻塞。
進一步地，各井篩的端部具有螺紋連接部，相鄰的井篩以內(nèi)外螺紋相互螺接，如圖5所示，其顯示的是最下方的第一井篩6al，第一井篩6al的下端具有支撐座，上端具有內(nèi)螺紋連接部；圖6顯示的第二井篩6a2，第二井篩6a2的上、下端分別具有外螺紋連接部，第二井篩6a2的下端螺設(shè)于第一井篩6al的上端，依此類推地，第二井篩上方的第三井篩的上、下端可分別具有內(nèi)螺紋連接部，以便第二、三井篩螺紋連接。
所述多功能井頭6c包括抽吸管6cl，所述抽吸管6cl上依次設(shè)有抽吸調(diào)節(jié)閥門6c2和抽吸真空表6c3，所述抽吸管6cl的下端一側(cè)連接有注液管6c4，所述注液管6c4上設(shè)有注液調(diào)節(jié)閥門6c5和注液真空表6c6，所述抽吸管6cl的下端連接有井筒連接件6c7。
通過本實施例的多功能井頭6c，既方便對抽吸井進行抽吸作業(yè)，也方便對注液井進行注液作業(yè)。當需要進行抽吸作業(yè)時，開啟抽吸調(diào)節(jié)閥門6c2，關(guān)閉注液調(diào)節(jié)閥門6c5，將土壤抽吸系統(tǒng)4連接于抽吸管6cl即可作業(yè)；當需要進行注液作業(yè)時，開啟注液調(diào)節(jié)閥門6c5，關(guān)閉抽吸調(diào)節(jié)閥門6c2，將微生物修復系統(tǒng)5連接于注液管6c4即可作業(yè)；當需要同時進行抽吸和注液作業(yè)時，同時開啟抽吸調(diào)節(jié)閥門6c2和注液調(diào)節(jié)閥門6c5，并將土壤抽吸系統(tǒng)4連接于抽吸管6cl，且將微生物修復系統(tǒng)5連接于注液管6c4。如此方便易行。
此外，所述井筒組件6b包括井筒6b I和設(shè)置在井筒6b I內(nèi)的井內(nèi)抽吸管6b2。所述井內(nèi)抽吸管6b2與多功能井頭6c的抽吸管6cl連通。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，如圖9和圖10所示，所述油氣分離器4b具有分離罐體4b3，所述分離進氣管4bI和分離出氣管4b2均設(shè)置在分離罐體4b3的上部，所述分離罐體4b3內(nèi)設(shè)有內(nèi)腔旋流管4b4，所述內(nèi)腔旋流管4b4的上端與所述分離進氣管4bl相連，內(nèi)腔旋流管4b4的下端位于分離罐體4b3的下部，所述分離罐體4b3的底部設(shè)有第一排污閥門 4b5。
本實施例中，由抽吸井中出來的、地下含液固混合油氣由分離進氣管4bl進入分離罐體4b3內(nèi)，并在內(nèi)腔旋流管4b4與分離罐體4b3的內(nèi)壁之間旋流分離，借助旋流分離作用，并在重力輔助作用下，液體與固體沉降至分離罐體4b3的底部，初步凈化后的揮發(fā)性油氣進入內(nèi)腔旋流管4b4內(nèi)部進行二次旋流分離，去除液體與固體后從頂部的分離出氣管4b2被抽出；當沉降至分離罐體4b3底部的污物積累到一定量時，可開啟第一排污閥門4b5排出。本實施例通過兩次旋流分離提高了油氣的除液、除固效果。 進一步地，所述油氣分離器4b還具有第一底座4b6和第一視鏡4b7，所述第一底座4b6連接在所述分離罐體4b3的底部，所述第一視鏡4b7連接在所述分離罐體4b3的下部。本實施例中可通過第一視鏡4b7觀察分離罐體4b3內(nèi)的分離情況以及污物的積累情況。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，如圖11和圖12所示，所述油氣吸附器4c包括吸附罐體4c3、承托鋼架4c4和活性炭床層4c5。所述吸附進氣管4cl的上端位于吸附罐體4c3的上部，吸附進氣管4cl的下端位于吸附罐體4c3內(nèi)的下部位置，所述吸附出氣管4c2設(shè)置在吸附罐體4c3的上部，所述吸附罐體4c3的底部設(shè)有第二排污閥門4c6。所述承托鋼架4c4設(shè)置在所述吸附罐體4c3內(nèi)，在承托鋼架4c4上放置有篩網(wǎng)。所述活性炭床層4c5設(shè)置在吸附罐體4c3的內(nèi)部和所述吸附進氣管4cl的外部之間，活性炭床層4c5承設(shè)在篩網(wǎng)上方，所述吸附進氣管4cl的下端位于篩網(wǎng)的下方。本實施例中，旋渦真空泵4a送來的揮發(fā)性油氣從吸附進氣管4cl進入吸附罐體4c3的底部釋放，再折流向上均勻經(jīng)過活性炭床層4c5吸附，經(jīng)由頂部的吸附出氣管4c2排出。本實施例通過活性炭床層4c5能夠充分吸附油氣。進一步地，所述油氣吸附器4c還具有第二底座4c7和第二視鏡4c8，所述第二底座4c7連接在所述吸附罐體4c3的底部，所述第一視鏡4c8連接在所述吸附罐體4c3的下部。本實施例中可通過第二視鏡4c8觀察吸附罐體4c3內(nèi)的分離情況以及污物的積累情況。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，配合圖4所示，所述抽吸管組4d包括抽吸總管4dl和多個抽吸支管4d2，所述抽吸總管4dl的一端連接所述吸附進氣管4cl，抽吸總管4dl的另一端連接所述分離出氣管4b2，所述各抽吸支管4d2的一端分別連接抽吸總管4dl，抽吸支管4d2的另一端所述抽吸井頭。所述抽吸總管4dl上設(shè)有所述旋渦真空泵4a、提抽總管氣體過濾器4d3、抽吸總管調(diào)節(jié)閥門4d4和抽吸總管放空閥門4d5，各抽吸支管4d2上分別連接有抽吸支管調(diào)節(jié)閥門4d6和抽吸支管真空表4d7。所述油氣輸送管4e上設(shè)有油氣輸送管調(diào)節(jié)閥門4el、油氣輸送管流量計4e2和油氣輸送管排空閥門4e3、油氣輸送管壓力表4e4,所述油氣輸送管流量計設(shè)置于所述旋渦真空泵之后。本實施例的油氣輸送管流量計4e2可采用金屬管浮子流量計，以進行抽吸速率的計量，浮子的位移量以磁耦合的非接觸方式傳給指示器以顯示抽吸速率。避免了以往采用普通轉(zhuǎn)子流量計時，油氣長期沉積沾污玻璃管刻度而無法準確讀數(shù)的情況。金屬管浮子流量計置于旋渦真空泵4a之后，避免了置于旋渦真空泵之前造成抽吸真空度損失過大而影響抽吸效果，也避免了含固、含液油氣對流量計造成的損害。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述微生物修復系統(tǒng)5進一步包括攪拌器5e、液體過濾器5f、調(diào)節(jié)閥門5g和防爆電機5h，所述攪拌器5e連接在所述微生物與營養(yǎng)液配置罐5a上，且攪拌器5e的下端位于微生物與營養(yǎng)液配置罐5a內(nèi)，以對注入液進行攪拌，所述攪拌器5e的上端位于微生物與營養(yǎng)液配置罐的外部，與防爆電機5h電連接，所述調(diào)節(jié)閥門5g和液體過濾器5f依次連接在所述吸液管道5b上。
本實施例的防爆電機5h帶動攪拌器5e轉(zhuǎn)動，攪拌器5e對注入液進行攪拌，配置好的注入液經(jīng)液體過濾器5f去除固體雜質(zhì)后，經(jīng)注液計量泵5c加壓后再由注液井頭注入注液井，并滲透入注液井附近的地下土壤，對抽吸后殘留的較重污染物進行微生物強化降解。
此外，土壤抽吸系統(tǒng)4、微生物修復系統(tǒng)5，以及配套的電氣控制柜7、井群系統(tǒng)儲柜8，均可布置于一個撬裝基礎(chǔ)9上，如此可實現(xiàn)裝置的快速轉(zhuǎn)場、組裝與啟動。
電氣控制系統(tǒng)、旋渦真空泵、攪拌器5e、注液計量泵5c均防爆，防爆等級為ExdeII BT4。電氣控制系統(tǒng)配置定時控制組件，可對旋渦真空泵4a、攪拌器5e、注液計量泵5c的運行時間與待機時間進行自動控制。
本實施例的特點和優(yōu)點是:
1、其適用于加油站、成品油庫等輕質(zhì)油污染非飽和帶土壤的修復，具體來說，適用于汽油、柴油等VOCs、SVOCs為代表的輕質(zhì)油品，以及距離地下水位較深的非飽和帶土壤。
2、在應(yīng)用前景上，作為一體化設(shè)備，非常適合作為加油站的配套設(shè)施，對已發(fā)生的輕質(zhì)油污染土壤進行快速修復；也可以作為加油站的配套應(yīng)急設(shè)施，一旦發(fā)生油品泄漏，可進行快速的應(yīng)急處理。
3、技術(shù)特征:針對特定的汽油、柴油污染源類型，結(jié)合土壤氣相抽吸、生物通風、微生物強化技術(shù)，開發(fā)適宜的復合修復方法及裝置，在保證修復效果的同時實現(xiàn)成本最低的目標。
4、裝置特征:一體化，模塊化，啟動迅速，轉(zhuǎn)場方便。防爆等級高，修復不影響加油站營業(yè)。
實施方式2
一種輕質(zhì)油污染土壤原位修復方法，所述方法包括步驟:
A、根據(jù)輕質(zhì)油污染土壤現(xiàn)場地質(zhì)條件、污染物分布范圍與深度，安裝井群系統(tǒng)，確定抽吸井1、注液井2的位置和數(shù)量；；
B、土壤抽吸系統(tǒng)4運行:開啟旋渦真空泵4a，土壤中油氣在負壓驅(qū)動下，經(jīng)所述抽吸井頭進入所述抽吸管組4d ;經(jīng)由所述抽吸管組4d進入所述油氣分離器4b脫除水分與土壤顆粒后，進入所述旋渦真空泵4a后轉(zhuǎn)為正壓，再經(jīng)所述油氣輸送管4e進入所述油氣吸附器4c凈化后排入大氣環(huán)境；
C、微生物修復系統(tǒng)5運行:注入液在所述微生物與營養(yǎng)液配制罐5a內(nèi)進行配制，注入液經(jīng)所述注液計量泵5c加壓后再由所述注液井頭與所述注液井注入土壤，對抽吸后殘留的較重污染物進行微生物強化降解；
D、在微生物修復系統(tǒng)5運行時，土壤抽吸系統(tǒng)4配合啟動，通過調(diào)節(jié)抽吸壓力與抽吸風量，為地下土壤供氧促進微生物降解，并將降解產(chǎn)生的VOCs抽吸清除。
下面給出一個具體的實施例來進一步說明本發(fā)明的實施步驟:
本實施例是在河北文安縣某加油站現(xiàn)場完成。經(jīng)勘查與檢測分析，污染類型以汽油污染為主，并帶有少量柴油污染，土壤性質(zhì)為砂質(zhì)粘土。
(I)安裝地下井群系統(tǒng)。現(xiàn)場布井共12 口，井深平均約4.5m。其中抽吸井4 口，通風(注液)井8 口 ；每口井由4個井篩組件與I個井筒組件構(gòu)成。
(2)連接井群系統(tǒng)與土壤抽吸系統(tǒng)、微生物修復系統(tǒng)之間的抽吸管線與注液管線。
(3)油氣抽吸修復階段:抽吸真空度-0.02MPa,單井抽吸速率30_50m3/h。土壤抽吸系統(tǒng)4采用自動方式運行，每運行30min后，待機90min，如此循環(huán)反復進行。油氣抽吸修復共45天。(4)微生物修復階段:分3批注入石油降解菌與營養(yǎng)鹽混合液共約200L，其成分質(zhì)量百分數(shù)為:尿素3 %、磷酸二氫鉀I %、共代謝基質(zhì)a-乳糖0.5%，石油降解菌液1.0%、其余為新鮮水。土壤抽吸系統(tǒng)4隨后運行為地下土壤供氧促進微生物降解，抽吸真空度-0.03MPa，單井抽吸速率10-15m3/h ;土壤抽吸系統(tǒng)4采用自動方式運行，每運行60min后，待機60min，如此循環(huán)反復進行。微生物修復共45天。在90天的現(xiàn)場修復周期內(nèi)，土壤含油量由最初的平均25000mg/kg降至平均5000mg/kg以內(nèi)。說明復合了土壤氣相抽吸、微生物降解功能的原位修復方法及裝置可快速高效的修復輕質(zhì)油污染土壤。本實施方式的其他結(jié)構(gòu)、工作原理和有益效果與實施方式I的相同，在此不再贅述。以上所述僅為本發(fā)明的幾個實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請文件公開的可以對本發(fā)明實施例進行各種改動，變型或組合而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其特征在于，所述裝置包括: 井群系統(tǒng)，其包括抽吸井和注液井，所述抽吸井具有抽吸井頭，所述注液井具有注液井頭，所述抽吸井頭和注液井頭均為多功能井頭； 土壤抽吸系統(tǒng)，其包括有旋渦真空泵、油氣分離器和油氣吸附器，所述油氣分離器具有分離進氣管和分離出氣管，所述油氣吸附器具有吸附進氣管和吸附出氣管，所述分離進氣管通過抽吸管組與所述抽吸井頭連接，所述分離出氣管通過油氣輸送管與吸附進氣管相連接，所述旋渦真空泵連接在油氣輸送管上，所述吸附出氣管與大氣相通； 微生物修復系統(tǒng)，其包括微生物與營養(yǎng)液配置罐，所述微生物與營養(yǎng)液配置罐內(nèi)裝設(shè)有注入液，所述微生物與營養(yǎng)液配置罐通過吸液管道與注液計量泵的入口連接，所述注液計量泵的出口通過注液管道與所述注液井頭連接，以將注入液注入土壤中，對土壤中經(jīng)抽吸后殘留的較重污染物進行微生物強化降解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其特征在于，所述油氣分離器具有分離罐體，所述分離進氣管和分離出氣管均設(shè)置在分離罐體的上部，所述分離罐體內(nèi)設(shè)有內(nèi)腔旋流管，所述內(nèi)腔旋流管的上端與所述分離進氣管相連，內(nèi)腔旋流管的下端位于分離罐體的下部，所述分離罐體的底部設(shè)有第一排污閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其特征在于，所述油氣分離器還具有第一底座和第一視鏡，所述第一底座連接在所述分離罐體的底部，所述第一視鏡連接在所述分離罐體的下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其特征在于，所述油氣吸附器包括: 吸附罐體，所述吸附進氣管的上端位于吸附罐體的上部，吸附進氣管的下端位于吸附罐體內(nèi)的下部位置，所述吸附出氣管設(shè)置在吸附罐體的上部，所述吸附罐體的底部設(shè)有第二排污閥門； 承托鋼架，其設(shè)置在所述吸附罐體內(nèi)，在承托鋼架上放置有篩網(wǎng)； 活性炭床層，其設(shè)置在吸附罐體的內(nèi)部和所述吸附進氣管的外部之間，活性炭床層承設(shè)在篩網(wǎng)上方，所述吸附進氣管的下端位于篩網(wǎng)的下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其特征在于，所述油氣吸附器還具有第二底座和第二視鏡，所述第二底座連接在所述吸附罐體的底部，所述第一視鏡連接在所述吸附罐體的下部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其特征在于，所述注入液為石油降解菌與營養(yǎng)鹽混合液，所述石油降解菌與營養(yǎng)鹽混合液的成分質(zhì)量百分數(shù)為:尿素2.1-3.0 %、磷酸二氫鉀0.7-1.0 %、共代謝基質(zhì)α -乳糖0.3-0.5 %，石油降解菌液1.0-1.5%、其余為新鮮水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其特征在于，所述微生物修復系統(tǒng)進一步包括攪拌器、液體過濾器、調(diào)節(jié)閥門和防爆電機，所述攪拌器連接在所述微生物與營養(yǎng)液配置罐上，且攪拌器的下端位于所述微生物與營養(yǎng)液配置罐內(nèi)，以對所述注入液進行攪拌，所述第一攪拌器的上端位于所述微生物與營養(yǎng)液配置罐的外部，與防爆電機電連接，所述調(diào)節(jié)閥門和液體過濾器依 次連接在所述吸液管道上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其特征在于，所述抽吸管組包括抽吸總管和多個抽吸支管，所述抽吸總管的一端連接所述吸附進氣管，抽吸總管的另一端連接所述分離出氣管，所述各抽吸支管的一端分別連接抽吸總管，抽吸支管的另一端所述抽吸井頭，所述抽吸總管上設(shè)有所述旋渦真空泵、提抽總管氣體過濾器、抽吸總管調(diào)節(jié)閥門和抽吸總管放空閥門，各抽吸支管上分別連接有抽吸支管調(diào)節(jié)閥門和抽吸支管流量計； 所述油氣輸送管上設(shè)有油氣輸送管調(diào)節(jié)閥門、油氣輸送管流量計、油氣輸送管排空閥門和油氣輸送管壓力表，所述油氣輸送管流量計設(shè)置于所述旋渦真空泵之后。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其特征在于，所述抽吸井、注液井和通風井均由井篩組件和井筒組件連接而成，所述井筒組件的上方連接所述多功能井頭，所述井篩組件由至少一個井篩組成，各井篩為全焊式繞絲篩管，其由梯形絲持續(xù)繞組在呈圓周式排列的支撐絲上形成持續(xù)的高密度均勻縫隙，所述縫隙間形成V字形開口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置，其特征在于，所述多功能井頭包括抽吸管，所述抽吸管上 依次設(shè)有抽吸調(diào)節(jié)閥門和抽吸真空表，所述抽吸管的下端一側(cè)連接有注液管，所述注液管上設(shè)有注液調(diào)節(jié)閥門和注液真空表，所述抽吸管的下端連接有井筒連接件。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置的原位修復方法，其特征在于，所述方法包括步驟: A、根據(jù)輕質(zhì)油污染土壤現(xiàn)場地質(zhì)條件、污染物分布范圍與深度，安裝井群系統(tǒng)，確定抽吸井、注液井的位置和數(shù)量； B、土壤抽吸系統(tǒng)運行:開啟旋渦真空泵，土壤中油氣在負壓驅(qū)動下，經(jīng)所述抽吸井頭進入所述抽吸管組；經(jīng)由所述抽吸管組進入所述油氣分離器脫除水分與土壤顆粒后，進入所述旋渦真空泵后轉(zhuǎn)為正壓，再經(jīng)所述油氣輸送管進入所述油氣吸附器凈化后排入大氣環(huán)境; C、微生物修復系統(tǒng)運行:注入液在所述微生物與營養(yǎng)液配制罐內(nèi)進行配制，注入液經(jīng)所述注液計量泵加壓后再由所述注液井頭與所述注液井注入土壤，對抽吸后殘留的較重污染物進行微生物強化降解； D、在微生物修復系統(tǒng)運行時，土壤抽吸系統(tǒng)配合啟動，通過調(diào)節(jié)抽吸壓力與抽吸風量，為地下土壤供氧促進微生物降解，并將降解產(chǎn)生的VOCs抽吸清除。
全文摘要
一種輕質(zhì)油污染土壤原位修復裝置及方法，裝置包括井群系統(tǒng)，包括抽吸井、注液井和通風井，抽吸井具有抽吸井頭，注液井具有注液井頭，抽吸井頭和注液井頭均為多功能井頭；土壤抽吸系統(tǒng)，其包括有旋渦真空泵、油氣分離器和油氣吸附器，油氣分離器具有分離進氣管和分離出氣管，油氣吸附器具有吸附進氣管和吸附出氣管，分離進氣管通過抽吸管組與抽吸井頭連接，抽吸管組上連接有旋渦真空泵，分離出氣管通過油氣輸送管與吸附進氣管相連，吸附出氣管與大氣相通；微生物修復系統(tǒng)，其包括微生物與營養(yǎng)液配置罐，其內(nèi)裝設(shè)有注入液，微生物與營養(yǎng)液配置罐通過吸液管道與注液計量泵的入口連接，注液計量泵的出口通過注液管道與注液井頭連接。
文檔編號B09C1/00GK103170498SQ201310072488
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者李巨峰, 許德剛, 張坤峰, 李金國, 馮濤, 李羽中 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團安全環(huán)保技術(shù)研究院