[发明专利]一种原位热传导耦合电渗井点降水修复有机污染场地的系统和方法

说明书

本发明公开了一种原位热传导耦合电渗井点降水修复有机污染场地的系统和方法。本发明的系统中的多相抽提井管同时作为电渗井点降水单元的阴极，打入地面的钢钎作为电渗井点降水的阳极。本发明首先借助多相抽提单元将地下水水位线降低到修复区域污染深度以下，再通过电渗井点降水单元强化降水过程，进一步降低土壤含水率减少热传导过程中因加热地下水而增加的能耗，借助原位热传导加热修复区域使有机污染物挥发并通过多相抽提单元收集。本发明最大化地提高了低渗透性污染土壤的降水效率，增加了原位热传导技术的能源利用效率，扩大了原位热传导技术适用地质范围，缩短了修复周期。

技术领域

本发明属于有机物污染土壤和地下水修复技术领域，适用于渗透性系数很小的饱和粘性土、淤泥和淤泥土质等地质条件下开展有机物污染场地原位修复，特别涉及到一种原位热传导耦合电渗井点降水修复有机污染场地的系统和方法。

背景技术

随着我国工业化和城市化发展进程的加速，大量的化工和农药生产企业开始往工业园区搬迁。“退城进园”，“退二进三”等政策下，导致遗留下大量污染状况复杂的有机污染场地，对场地土壤和地下水造成严重的污染，对周边居民的健康构成潜在威胁，因此，亟待开展有机污染场地修复和治理工作。

在众多修复技术中，原位热脱附技术以其对土壤扰动小、操作简单、修复速度快、污染物去除彻底等优势引起广泛关注。原位热脱附是通过向地下输入热能，加热土壤及地下水，提高目标污染物的蒸气压及溶解度，促进污染物挥发或溶解，采用土壤气相抽提或多相抽提加速污染物向气相的转化挥发，从而降低土壤中有机污染物浓度，并通过地面的尾水尾气处理系统实现污染物最终清除的技术。基于加热方式的不同，原位热脱附技术又可细分为热传导技术、蒸汽加热技术和电阻加热技术。其中，蒸汽加热技术和电阻加热技术只能将土壤加热至100℃左右，而热传导技术可以将污染土壤加热至600～700℃以上，基本满足目前所有有机污染场地类型的治理，适用范围较其他两种技术更广。

现有技术中，多使用单一的原位热脱附技术处置有机物污染的土壤和地下水，其应用易受到土壤含水率、渗透性、系统温度等影响。通过调研分析我国33个有机污染场地土层岩性污染特征，发现我国有机污染场地中高达61％的场地具有很强的非均质性，以低渗透性介质为主(粉质粘土、粘土和淤泥质粘土等)的场地高达67％。在热传导技术实际应用中，如遇到土壤含水率较高或渗透性较差的情况，由于修复过程需要将水分加热挥发，该过程会导致能耗显著升高，不利于节能环保要求，甚至大幅增加修复成本，且可能影响修复效果。专利CN202010032051.8公开了一种可自动集水排水的原位热脱附加热管，该技术增强了原位热脱附系统的排水能力，能够减少能源损耗、降低成本，但是该技术在低渗透性地层的应用中仍具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种原位热传导耦合电渗井点降水修复有机污染场地的系统和方法，在待修复的污染土壤中按照一定的布点原则布设原位热脱附的加热井和多相抽提井，同时以多相抽提井作为阴极，布设钢钎作为阳极组成电渗井点降水系统，阴极和阳极之间需要施加高频直流电压，用于提供电渗井点降水的能量。即交流电先通过调节自耦变压器来改变两极间的电压大小，后利用桥式整流器将低频交流电压转换为高频直流电压，再通过稳压器将高频直流电稳定输出。

技术方案如下：

一种原位热传导耦合电渗井点降水修复有机污染场地的系统，包括：供能单元、表面阻隔单元、垂直止水帷幕单元、加热单元、电渗井点降水单元、多相抽提单元、尾水尾气处理单元和自动监控单元，其中：多相抽提井管同时作为电渗井点降水单元的阴极，打入地面的钢钎作为电渗井点降水的阳极。

进一步地，所述供能单元包括直流电供能单元和交流电供能单元：

交流电供能单元中，电源直接与加热井相连，提供加热井升温的能量；