[发明专利]用于从水体中去除烃的设备和方法

说明书

本发明涉及用于从水体中去除烃，特别是用于修复作为分层相存在的疏水性受污染烃的装置和设备以及相关方法。本发明的装置配备有至少一个传感器，该传感器确定装置相对于水体中的分层相的位置，这允许自动修改装置相对于分层相的位置，以优化其分离和回收。

技术领域

本发明涉及用于从水体中去除烃，特别是用于修复受作为分层相 (demixedphase)存在的烃污染的水体的设备以及方法。

背景技术

对来自有机化合物的污水的处理和被烃污染的水体的修复是非常相关的话题，并且到目前为止，对于开发用于净化受污染场地的目的的越来越有效且合适的技术来说，是非常关注的主题。

诸如石油产品和有机溶剂的烃的广泛使用、不当处置、溢出和意外泄漏已导致持久的土壤和地下水污染源的形成，这对环境和人类健康是有害的。取决于有机材料相对于水的密度，在蓄水层(aquifer)中可能存在被称为LNAPL(轻非水相液体)的、与水不混溶的漂浮液体层，或被称为DNAPL (致密非水相液体)的、与水不混溶的下沉液体层。

迄今为止，有几种已知的方法用于处理污染水。

“泵送和处理(pump-and-treat)”方法在于通过使用潜水泵提取污水。泵吸头(pump suction)位于水和油之间的界面处，并且收集两相的混合物。两相的分离处理及其回收/处置随后在表面上进行。在这种情况下，收集的水不能被再次注入水体中，并成为待处置或处理的废物。还有与主动撇渣器(active skimmer)联接的泵系统，主动撇渣器配有浮动入口，该浮动入口定位于水体中的水-烃界面上，仅限制浮于上层的产品的进入。

“原位冲洗”方法包括以下步骤：

-将具有“清洁”作用的水溶液注入污染区域，

-在表面上泵送水和淘洗水(elutriated water)的混合物(冲洗溶液和污染物的混合物)，

-处理收集的液体用于再使用或修复。

可以使用化合物溶液，例如表面活性剂、溶剂、酸、碱、氧化剂、螯合剂；它们的功能是通过增加污染物的水溶性或其活动性(许多有机污染物在水中具有低溶解度，并且倾向于吸附在表面岩石上)(S.Paria,Advances in Colloid and Interface Science,138(2008),第24-58页)以及通过提高冲洗速度来改进回收效率。

“双泵”方法使用插入到回收井中的两个独立的泵。第一个定位于井的底部，以便仅提取水；通过这种方法，它产生了沉陷锥(depression cone)，该沉陷锥将有机相收回到井中。第二个定位于LNAPL的水平面处的液体表面上，并且仅收集有机物质。传感器系统确保这两相是分开收集的。 (C.J.Newell等人，US EPA Ground Water Issue Paper EPA/540/S-95/500，1995 年7月)。在双井方法中，泵被放置在两个不同的井中。

“土壤蒸气提取(Soil Vapor Extraction)(SVE)”方法是用于提取水的不饱和区域中的挥发性污染物的技术(H.Kim等人，Environmental Science Technology，46(2012)9533-9540)，并且结果是去除在气相中或作为分层有机物质(demixed organicmatter)(NAPL)或在水溶液中存在的物质。它使空气流能够被送入地下，并且能够收集通过在渗流区(vadose area)中建造的合适井提取的蒸气。空气的连续流动产生蒸气的汽提以及随后新液相的蒸发，并从而逐渐消耗土壤中的污染物。富含污染物的气体最终被送往地面上的处理单元。