[发明专利]土壤挥发性有机污染物原位强化修复系统及方法

说明书

一种土壤挥发性有机污染物原位强化修复系统及方法，该系统包括空气注入装置、气相抽提装置和超声波发生装置，其中通过空气注入装置向污染羽所在区域的土壤中输送空气，使挥发性和半挥发性有机污染物自土壤中脱附形成气相污染物，通过气相抽提装置将气相污染物从土壤中抽出，并通过在土壤污染羽所在区域布设超声波发生装置，利用超声波加速脱附及抽出所述气相污染物。本发明将超声波技术和气相抽提技术相结合，有效改善土壤介质间优先通道问题，提高了挥发性和半挥发性有机污染物的去除率。

技术领域

本发明涉及土壤污染修复技术领域，尤其涉及一种土壤挥发性有机污染物原位强化修复系统及方法。

背景技术

土壤污染问题是社会关切、人民关心的重点难点问题，也是亟需解决的重大环境问题之一。目前我国土壤污染越来越严重，尤其是石油化工等行业造成的土壤有机污染，其修复技术已成为当前国际上土壤污染防治研究焦点。针对土壤有机污染的修复技术主要有热脱附技术、空气扰动(airsparging，AS)技术，以及土壤气相抽提(SVE)技术。这些技术有一个共同点是均有气体在土壤间流动，通过浮力或负压的形式将挥发性和半挥发性有机物从土壤中带走，以达到净化土壤的目的，具有一定的处理效果，但同时也有一定局限性。由于水文地质条件限制、土壤异质性而产生优先通道等问题，导致这些技术的影响半径有限，不能有效的捕集到包气带中所有的有机污染物，处理效果不佳。

针对上述土壤修复技术所存在的不足和缺点，进一步控制污染范围、扩大影响半径和提高修复效率将成为土壤有机污染修复技术的重点关注方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种土壤挥发性有机污染物原位强化修复系统及方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

作为本发明的一个方面，提供一种土壤挥发性有机污染物原位强化修复系统，包括空气注入装置、气相抽提装置和超声波发生装置，其中：

所述空气注入装置包括多个空气注入井和连接至所述多个空气注入井的曝气泵，所述多个空气注入井布设于土壤污染羽所在区域的一侧边缘，自所述曝气泵输出的空气经过所述多个空气注入井注入土壤中，使挥发性和半挥发性有机污染物自土壤中脱附而产生气相污染物；

所述气相抽提装置包括多个气相抽提井和连接至所述多个气相抽提井的抽气泵，所述多个气相抽提井布设于所述土壤污染羽所在区域的相对另一侧边缘，所述气相污染物在所述抽气泵作用下经过所述多个气相抽提井被抽出；

所述超声波发生装置包括多个超声波振板和用于驱动所述多个超声波振板的超声波发生器，所述多个超声波振板插设于所述土壤污染羽所在区域，以利用超声波加速脱附及抽出所述气相污染物，以所述多个空气注入井和多个气相抽提井的相对方向为第一方向，所述多个超声波振板的平面平行于所述第一方向。

其中，所述多个超声波振板在垂直于所述第一方向的第二方向上排列成N排，N≥2，各排超声波振板可按照相同数量连续布设或者按梯度变化非连续布设。

其中，N为4、5或6，每排间距在5～8m之间。

其中，所述空气注入井、气相抽提井和超声波振板分别自地表垂直延伸至所述土壤污染羽所在深度进行布设。

其中，位于第二方向上最边缘位置的两排超声波振板的传播方式为单面传播，其余位置的超声波振板的传播方式为单面传播或双面传播，传播方向均面向相邻排的超声波振板。

其中，所述超声波振板的宽度为50～100cm，单面传播的所述超声波振板的厚度为5～10cm，双面传播的所述超声波振板的厚度为10～15cm。

其中，所述土壤挥发性有机污染物原位强化修复系统还包括：控制装置，用于对所述曝气泵和超声波发生器进行控制；以及尾气吸收装置，连接至所述抽气泵，用于对被抽出的气相污染物进行处理。