[实用新型]一种用于地下水BTEX污染原位热修复实验模拟装置

说明书

一种用于地下水BTEX污染原位热修复实验模拟装置，涉及地下水污染修复技术领域，包括实验箱体和温控系统，实验箱体内设置有地层模拟腔，地层模拟腔内上层为模拟土壤层，抽提井对模拟土壤层抽气；下层为模拟地下水层，地层模拟腔内设置有曝气井，曝气井向下延伸至实验箱体底部，所述的温控系统包括加热棒，所述的加热棒位于曝气井内。本实用新型通过在曝气井中设计一套温控系统，对于注入空气进行加热，同时通过热传导对注入井附近模拟场地进行加热，提高注气温度和修复场地环境温度，在低温下实现BTEX污染物快速去除，因此，热强化辅助原位曝气‑抽提技术相比常规气相抽提技术，本实用新型运行效率更高，而且能够适用于渗透性更低的土层，具有更好的修复效果。

技术领域

本实用新型属于地下水污染修复技术领域，尤其涉及一种用于地下水BTEX污染原位热修复实验模拟装置。

背景技术

自20世纪80年代国外开展地下水污染治理至今，地下水污染修复技术在大量的实践应用中得以不断改进和创新。常用的地下水修复技术可以分为异位修复技术和原位修复技术两大类。

BTEX是常见的石油烃污染物，BTEX地下水的修复方法比较多，多数情况下，水动力控制法以及物理法等不能改变污染物分子组成的方法只能作为一种临时性的控制方法。抽出方法处理清除污染的过程处理量小且用时较长。在实际处理地下水污染问题时，要想利用抽出法处理地下水污染达到无污染标准需要几十年甚至是几百年的时间。和异位修复法相比，原位修复不但修复费用相对节省，而且还最大程度地减少污染物的暴露和对土地环境的扰动，是一种极有发展前景的地下水修复技术。所以环境研究者更倾向于原位修复技术。具体包括以下几种：(1)渗透性反应墙是近些年来兴起的一种有效的修复技术，它的出现可替代早期的抽出处理技术。地下水流在自身水力梯度作用下向下游流动时，从污染源所排放出来的污染物质不断的在向下渗流过程中会形成一个污染羽。PRB就是在污染羽流动路径上的横截面设置一道墙体，墙体内安装不同的介质反应材料。当污染羽流经墙内时，会与其介质材料发生接触，再通过墙体材料本身的氧化、还原、降解、吸附、淋滤等一系列物理、化学、生物连锁反应过程，要么污染羽中的污染物组成部分得到降解，要么滞留在墙体中，最终完成对地下水环境的修复。渗透性反应墙技术促使地下水有效在自然水力坡度下流动，并非限制其流动。然而，渗透性反应墙有可能直接或间接的改变地下水力系统。为了避免潜在的影响，就要在设计过程中考虑周全，渗透性反应墙的处理性能才能更有效的发挥。(2)空气曝气技术(Air-sparging，AS)在80年代中期就开始使用了，是治理土壤和去除地下水中的可挥发性有机污染物的极为有效的方法之一。1982-1999年，在美国，“超级基金场地管理制度”在治理地下水有机污染项目中，在地下水修复技术中空气曝气技术的使用率占半数以上，随着空气曝气技术实验研究和场地研究的逐步成熟，其使用比例还在逐年增多，远远超过于其它原位治理技术。AS技术主要用于去除在地下水位以下的有机化合物，是与气相抽提互补的一种原位修复技术。AS技术是利用垂直或水平井在曝气装置下通过一定的曝气压力和流量促使压缩空气注入饱和区土壤及地下水系统中，在污染区域形成气流屏障，有效防止污染物向下游扩散和迁移，然后通过气液固多相运移传质过程，使含水层中有机污染物在空气抽提的作用下直接挥发到空气中，携带污染物的空气在浮力作用下将不断上升到非饱和区，在抽提作用下将从地下抽出，于地上处理，从而达到修复地下水污染的目的。(3)生物修复技术(Bio-Spargins，BS)是修复地下水及包气带石油烃污染的新方法，也是最有前景的方法之一，目前正在大力发展。有研究表明，石油烃在有氧和厌氧条件下均可得到降解。BS作为AS的衍生技术，它利用本土微生物降解饱和区中的可生物降解成分。将空气(或氧气)和营养物注射进饱和区可以增加本土微生物的生物活性。BS系统和AS系统的组成部分完全相同，但BS系统强化了有机污染物的生物降解作用。BS修复过程主要包括有机物的挥发、吸附、解吸、生物降解等过程，在整个修复过程中生物降解起了至关重要的作用。(4)土壤气相抽提技术(soil vapor extraction，SVE)，也称“土壤通风”或“真空抽提”，是一种新兴的土壤原位修复技术。因其对石油类污染土壤及地下水治理的有效性和广泛性，使之正逐渐发展为一种标准的环境修复技术，被美国环保局(EPA)列为“革命性技术”大力倡导应用。近年来，SVE又开始深入到生物修复与地下水修复等多学科交叉领域。