用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置的制作方法

本发明涉及一种用于污染场地土壤地下水修复技术领域的气液分离装置，具体地，涉及一种用于污染土壤和/或地下水原位多相抽提修复与原位热脱附修复等原位修复技术所需的地面气液分离装置。

背景技术：

随着城市化进程的推进和产业结构调整，大中城市的农药、化工等工业企业逐渐关停或搬离市区，同时也遗留了大量有机物污染地块需要开展土壤地下水修复工作。多相抽提技术是一种针对土壤地下水有机污染的环境友好型的原位修复技术，具有系统简单可靠、可处理高浓度的污染地块、修复效率高、二次污染可控等优点，它主要是通过真空提取手段，同时抽提地下污染区域的土壤气体、地下水和非水相液体(napl)到地面进行气液相分离及后续的分别处理，以修复去除土壤与地下水中的有机污染物，实现地块修复。此外，能更为高效的进行有机污染地块修复的原位热脱附技术中同样涉及到多相抽提技术，其本质为一种热强化的多相抽提技术，其修复过程中同样涉及气液相污染物在真空作用下的同时抽提以及冷却冷凝后的气液相分离及后续的分别处理。

多相抽提系统通常由多相抽提单元、气液相分离单元以及地面污染物处理单元三个主要部分构成，气液分离装置是多相抽提系统的一个重要设备，主要用于将混合抽提至地面的气液相流体进行有效的相分离，然后再分别进行后续的废水和废气处理及废液的处置。目前市场上常见的气液分离装置一般以重力沉降、离心分离或折流分离形式为主，在修复工程的使用过程中普遍存在设备体积庞大、气液分离效率低、运行阻力大、对气液比及负荷变化的耐受性差、液相中的油相和水相需要另行分离、容易发生堵塞等诸多问题，为此需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种气液分离装置，克服气液分离装置在现有修复工程应用中存在的不足，结构简单、稳定性好、气液分离效率高、兼有油水分离功能、能普遍有效的适用于土壤和地下水污染地块原位修复施工过程。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，其中，所述的气液分离装置包含箱体以及设置在箱体上的流体入口、排水口、排气口、除雾器、液位计接口、排油口、放净口、上档板、下档板和支撑件；所述的箱体为内部中空的长方体；流体入口设置在箱体前端的端面上部，排水口设置在同一端的端面下部，排油口设置在箱体后端的端面下部；排气口、除雾器和液位计接口设置在箱体的顶端，放净口设置在箱体的侧面，上挡板设置在箱体的内部上方，下挡板设置在箱体的内部下方，支撑件设置在箱体的底面。

上述的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，其中，所述的上挡板在箱体的内部由箱体的顶面向下垂直设置，下挡板在箱体的内部由箱体的底面向上垂直设置。

上述的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，其中，所述的上挡板和下挡板，设置的位置将箱体沿长度方向等分为三部分，上挡板靠近箱体前端，下挡板靠近箱体后端。

上述的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，其中，所述的液位计接口设有两个，分别为设置在下档板之后的第一液位计接口，以及设置在下档板之前的第二液位计接口。

上述的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，其中，所述的第一液位计接口设置在箱体顶端的排气口处，第二液位计接口设置在箱体顶端的中段。

上述的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，其中，所述的排气口的设置位置靠近箱体后端，除雾器设置在排气口顶部。

上述的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，其中，所述的支撑件设有两根，分别位于箱体底端的两侧长边下方并与箱体固定。

上述的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，其中，所述的箱体、流体入口、排水口、排气口、除雾器、液位计接口、排油口、放净口、上档板、下档板和支撑件均采用金属材料制成。

上述的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，其中，所述的箱体、流体入口、排水口、排气口、除雾器、液位计接口、排油口和放净口内壁均涂覆防腐涂层；防腐涂层的材料采用环氧树脂。

上述的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，其中，所述的箱体、流体入口、排水口、排气口、除雾器、液位计接口、排油口、放净口、上档板、下档板和支撑件外表面均涂覆防锈漆。

本发明提供的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置具有以下优点：

(1)该装置可广泛适用于土壤和地下水污染地块原位修复施工过程，与多相抽提、原位热脱附等技术配套实现气液固三相的有效分离；

(2)该装置通过流体力学和重力原理对气液固进行相分离，装置简单、运行稳定、使用便携、经济有效；

(3)该装置设置了底部放净口，可以定期进行排泥，从而解决了装置内部淤堵的问题；

(4)该装置内部不设任何复杂的结构件或过滤材料，减少了箱体内部的风阻和风压损耗，延长了箱体的使用寿命；

(5)该装置内设置了液位计，可以根据箱体内液位的高低，采用延时启泵的方式实现装置的油水分离功能及排水排油功能；

(6)该装置气体出口设置除雾器，可以进一步减少从气液分离装置中挥发出来气体的水分，利于保护风机和活性炭罐等设备，同时也利于提高废气处理的效率。

附图说明

图1为本发明的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置的结构示意图。

图2为本发明的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置的从前端角度的视图。

其中：1、箱体；2、流体入口；3、排水口；4、排气口；5、除雾器；6、第一液位计接口；7、第二液位计接口；8、排油口；9、放净口；10、上档板；11、下档板；12、支撑件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

如图1和图2所示，本发明提供的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，包含箱体1以及设置在箱体1上的流体入口2、排水口3、排气口4、除雾器5、液位计接口、排油口8、放净口9、上档板10、下档板11和支撑件12；箱体1为内部中空的长方体；流体入口2设置在箱体1沿长度方向的前端的端面上部，排水口3设置在同一端的端面下部，排油口8设置在箱体1后端的端面下部；排气口4、除雾器5和液位计接口设置在箱体1的顶端，放净口9设置在箱体1的侧面，上挡板设置在箱体1的内部上方，下挡板设置在箱体1的内部下方，支撑件12设置在箱体1的底面。

上挡板在箱体1的内部由箱体1的顶面向下垂直设置，下挡板在箱体1的内部由箱体1的底面向上垂直设置。

上挡板和下挡板，设置的位置将箱体1沿长度方向等分为三部分，上挡板靠近箱体1前端，下挡板靠近箱体1后端。

液位计接口设有两个，分别为设置在下档板11之后的第一液位计接口6，以及设置在下档板11之前的第二液位计接口7。

第一液位计接口6设置在箱体1顶端的排气口4处，第二液位计接口7设置在箱体1顶端的中段，第二液位计接口7距离箱体1的前端和后端的距离相等。第一液位计接口6与第二液位计接口7位于与箱体1顶面长边平行的同一条线上。

排气口4的设置位置靠近箱体1后端，除雾器5设置在排气口4顶部。

支撑件12设有两根，分别位于箱体1底端的两侧长边下方并与箱体1固定。支撑件12为长条形的轨道状。

箱体1、流体入口2、排水口3、排气口4、除雾器5、液位计接口、排油口8、放净口9、上档板10、下档板11和支撑件12均采用金属材料制成，优选为碳钢。

箱体1、流体入口2、排水口3、排气口4、除雾器5、液位计接口、排油口8和放净口9内壁均涂覆防腐涂层；防腐涂层的材料采用环氧树脂。

箱体1、流体入口2、排水口3、排气口4、除雾器5、液位计接口、排油口8、放净口9、上档板10、下档板11和支撑件12外表面均涂覆防锈漆。

当需使用该气液分离装置时，将除雾器5连接抽吸泵，排油口8连接排油泵，排水口3连接排水泵，放净口9连接排泥泵；开启除雾器5后端的抽吸泵将地下污染的气液混合流体通过流体入口2抽至箱体1内，流体进入箱体1后与上档板10发生碰撞分离，此处分离出的气体绕过上档板10与箱体1内和底部液体进一步发生碰撞分离的气体一起经气液分离装置上方排气口4通过除雾器5排出进入气相处理单元，地下水、非水相液体(napl)和泥砂落到箱体1内。

箱体1内设置下档板11主要有两方面作用：一是截留重质非水相液体(dnapl)和泥砂，防止dnapl和泥砂对后续管路、设备的堵塞等问题；二是溢流轻质非水相液体(lnapl)，然后通过排油泵将lnapl从排油口8中排出。

抽提系统正常运行后，气液分离装置的箱体1内液位逐渐升高，当下挡板前端液位达到高液位时，安装于下档板11之前的第二液位计接口7的液位计通过信号传输延迟若干时间后再启动排水泵。在这段延时的时间内，由于箱体1内液位高于下挡板上端，浮于液面的lnapl相将会越过下挡板溢流至后端箱体1内，当后端液位达到高液位时，安装于下档板11之后的第一液位计接口6的液位计通过信号传输启动排油泵，将lnapl层和含lnapl量高的地下水从箱体1的排油口8中排出。延迟时间结束后，排水泵自动启动将污染地下水或者含lnapl量少的地下水从排水口3中排出。抽提系统在运行期间，当箱体1底部泥砂量积聚过多时，手动开启排泥泵将含泥流体从放净口9中排出。

以上运行内容是基于抽提出的液相中含有lnapl的情况进行的阐述，如果抽提出的液相中不含有lnapl，运行时与以上内容有一点不同的是，需关闭下档板11之前的与液位计连锁的时间继电器，取消延时启泵功能。当下挡板前端液位达到高液位时，安装于下档板11之前的第二液位计接口7的液位计连锁开启排水泵直接排水，下档板11之后的箱体1空间将不加以利用。

下面结合实施例对本发明提供的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置做更进一步描述。

实施例1

一种用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，包括箱体1、流体入口2、排水口3、排气口4、除雾器5、第一液位计接口6、第二液位计接口7、排油口8、放净口9、上档板10、下档板11和支撑件12，箱体1的前端设有流体入口2和排水口3，箱体1的顶端设有排气口4、除雾器5和液位计接口，箱体1的后端设有排油口8，箱体1的侧面设有放净口9，箱体1的内部上端设有上挡板，箱体1的内部下端设有下挡板，箱体1的底面设有支撑件12。

箱体1为长方形箱体，长方形箱体使得流体与箱体1接触面积较大，在箱体1内易形成漩涡，使得气液固分离完全。

箱体1、流体入口2、排水口3、排气口4、除雾器5、第一液位计接口6、第二液位计接口7、排油口8、放净口9、上档板10、下档板11和支撑件12均采用金属材料制成，金属材料保证气液分离装置本身结构的稳定性。

箱体1、流体入口2、排水口3、排气口4、除雾器5、第一液位计接口6、第二液位计接口7、排油口8和放净口9内壁均涂覆防腐涂层，防腐涂层为环氧树脂制成，内壁防腐涂层可以对气液分离装置内壁进行保护，延长箱体1的使用寿命。

箱体1、流体入口2、排水口3、排气口4、除雾器5、第一液位计接口6、第二液位计接口7、排油口8、放净口9、上档板10、下档板11和支撑件12外表面均涂覆防锈漆，防锈漆可以对气液分离装置外壁进行保护，延长箱体1的使用寿命。

支撑件12设有2根，2根支撑件12分布在箱体1的底端长边两侧。2根支撑件12可以对箱体1进行支护，从而使其不会直接接触地面。

当需使用该气液分离装置时，将除雾器5连接抽吸泵，排油口8连接排油泵，排水口3连接排水泵，放净口9连接排泥泵；开启除雾器5后端的抽吸泵将地下污染的气液混合流体通过流体入口2抽至箱体1内，流体进入箱体1后与上档板10发生碰撞分离，此处分离出的气体绕过上档板10与箱体1内和底部液体进一步发生碰撞分离的气体一起经气液分离装置上方排气口4通过除雾器5排出进入气相处理单元，地下水、非水相液体(napl)和泥砂落到箱体1内。箱体1内设置下档板11主要有两方面作用：一是截留重质非水相液体(dnapl)和泥砂，防止dnapl和泥砂对后续管路、设备的堵塞等问题；二是溢流轻质非水相液体(lnapl)，然后通过排油泵将lnapl从排油口8中排出。抽提系统正常运行后，气液分离装置的箱体1内液位逐渐升高，当下挡板11前端液位达到高液位时，安装于下档板11之前的第二液位计接口7的液位计通过信号传输延迟若干时间后再启动排水泵。在这段延时的时间内，由于箱体1内液位高于下挡板11上端，浮于液面的lnapl相将会越过下挡板11溢流至后端箱体1内，当后端液位达到高液位时，安装于下档板11之后的第一液位计接口6的液位计通过信号传输启动排油泵，将lnapl层和含lnapl量高的地下水从箱体1的排油口8中排出。延迟时间结束后，排水泵自动启动将污染地下水或者含lnapl量少的地下水从排水口3中排出。抽提系统在运行期间，当箱体1底部泥砂量积聚过多时，手动开启排泥泵将含泥流体从放净口9中排出。

以上运行内容是基于抽提出的液相中含有lnapl的情况进行的阐述，如果抽提出的液相中不含有lnapl，运行时与以上内容有一点不同的是，需关闭下档板11之前的与液位计连锁的时间继电器，取消延时启泵功能。当下挡板11前端液位达到高液位时，安装于下档板11之前的第二液位计接口7的液位计连锁开启排水泵直接排水，下档板11之后的箱体1空间将不加以利用。

本发明提供的用于污染土壤地下水原位修复的气液分离装置，是一种用于污染土壤和/或地下水原位多相抽提修复、原位热脱附修复等原位修复技术所需的地面气液分离装置，能够克服气液分离装置在现有修复工程应用中存在的不足，结构简单、稳定性好、气液分离效率高、兼有油水分离功能、能普遍有效的适用于土壤和地下水污染地块原位修复施工过程。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。