箱式成套土壤地下水污染两相抽提修复装置及应用
【技术领域】
[0001] 本发明技术是一套集成于集装箱内，应用于有机物污染场地的箱式成套土壤地下 水污染两相抽提修复装置及应用。
【背景技术】
[0002] 随着我国城市化进程的不断加快，越来越多的工业企业搬迀，遗留下来大量的受 污染的存在的环境风险的场地，但场地再利用需求量大，场地再开发市场规模急剧膨胀。如 果这些污染场地未经修复，场地的再利用就可能存在人体健康风险，甚至引发严重后果。此 外，由于产业水平、工业技术条件、粗放的环境管理以及环境违法等原因，大量现有工业企 业同样存在显著的土壤地下水污染问题。对于以上污染场地，必须通过合理的技术手段来 修复场地中受污染的土壤和地下水，从而有效的控制场地的人体健康和生态环境风险。
[0003] 近年来国家和地方相关污染场地管理的技术标准和政策密集出台，污染场地修复 产业化方兴未艾。而修复装备的产业化是污染场地修复产业化的重要支撑。因此，研制污 染场地修复成套装备成为目前的热点。
[0004] 两相抽提技术通过对安装在地下的抽提井施加真空，同时对地下包气带和饱和带 中的土壤气体、污染地下水和非水溶性自由相（如果存在）进行抽提至地面以上，然后经地 面处理设施处理后排放或做下一步处置。两相抽提技术是一种土壤地下水联合原位修复 技术，修复工程对场地干扰较小，其可应用的目标污染物类型包括挥发性有机污染物、可生 物降解的半挥发性有机污染物以及可回收非水溶性自由相等，应用较广泛。目前国内仅有 少量两相抽提修复技术的应用案例，未形成产业化应用装备，应用案例中的修复装置均就 地安装，修复完毕就拆除，设备无法方便的运输转移和再利用，并且修复系统设计时均根据 场地的特征参数来进行，修复装备很难适用于其他不同特征参数的场地。从节约成本、避 免重复投资以及加快修复工程进度的角度考虑，能够应用于多种不同特征参数场地，方便 运输转移的箱式成套两相抽提修复装置有很大需求前景。中国专利CN201120475085. 0和 CN201420621000. 9中涉及了类似技术的修复装置，但以上专利均不是箱式成套修复装置， 不便于运输转移；并且均没有抽提尾气二次除湿和温度控制系统，后续尾气处理负荷较大， 效率较低。
【发明内容】
[0005] 本发明技术解决问题：克服现有技术无法快速运输转移、无法在不同污染场地修 复工程中便捷重复使用、无法有效进行抽提尾气温度和湿度控制等缺陷，提供一种可产业 化应用的箱式成套土壤地下水污染两相抽提修复装置，目标污染物类型包括挥发性有机污 染物、可生物降解的半挥发性有机污染物以及可回收非水溶性自由相。
[0006] 本发明技术通过以下技术方案来实现：一种箱式成套土壤地下水污染两相抽提修 复装置，包括通过管材管件以及电路连接的抽提和气液分离系统，尾气湿度和温度控制系 统，尾气处理系统以及电气控制柜，均集成于一个标准集装箱内。抽提和气液分离系统包 括：惯性式气液分离器、真空排液离心栗、水环式真空栗和气液分离式循环水箱；尾气湿度 和温度控制系统包括：循环离心栗、前端汽水热交换器、冷凝器、后端汽水热交换器和2个 硅胶除湿罐；尾气处理系统包括：2个活性炭吸附罐和排气筒。地下受污染的地下水、含污 染物的土壤气体以及非水溶性自由相在水环式真空栗产生的负压作用下，通过抽提井和管 路进入惯性气液分离器进行气液分离，分离出的液相中的自由相可回收后根据需要再利用 或者作为危险废物处置，液相中的受污染地下水（废水）通过真空排液离心栗栗入前端汽 水热交换器作为冷却水使用，之后少部分废水作为与水环式真空栗配套的气液分离式循环 水箱的补充水，大部分废水根据情况直接纳管排放或依托地面废水处理设施处理后排放。 脱水后的气体首先被吸入水环式真空栗栗腔内，再进入气液分离式循环水箱进行二次脱 水，经过二次脱水后的气体依次经过前端汽水热交换器冷却和冷凝器冷凝后，气体中部分 高浓度挥发性有机污染物会以自由相形式的冷凝液被截留下来后回收并根据需要再利用 或者作为危险废物处置，冷凝后气体进入后端汽水热交换器，与气液分离式循环水箱内的 循环水进行热交换实现气体再热以控制尾气相对湿度后再进入硅胶除湿罐，除湿后的气体 最后进入活性炭吸附罐，经活性炭吸附处理后通过排气筒排放。整个系统通过电气控制柜 进行运行自动控制。
[0007] 本发明技术与目前现有技术相比有如下优点：
[0008] (1):本发明技术全部设备集成于一个标准集装箱内，便于运输转移，便于在不同 修复场地之间重复利用，可以避免重复投资，加快修复工程进度；
[0009] (2):本发明技术安装了尾气温度和湿度控制系统，首先通过冷却和冷凝的方式， 将尾气中部分高浓度挥发性有机物凝结成液体后回收处置，显著降低后续尾气处理负荷， 再通过热交换加热，将尾气温度再热以降低尾气相对湿度，使得活性炭对尾气的处理效率 达到最优；
[0010] (3)本发明改进了尾气湿度控制系统，在气液分离除湿基础上，增加了硅胶吸附除 湿装置，可进一步确保除湿效果，防止尾气湿度过大，影响后续活性炭处理效率。
[0011] (4)本发明技术设计充分考虑节能减排。水环式真空栗的循环水和前端汽水热交 换器的冷却水，均来自系统抽提的废水；后端汽水热交换器利用气液分离式循环水箱内的 循环水作为热交换流体。整个系统不需要额外补充新鲜水，并且充分利用系统自身的余冷 余热，降低能耗。
【附图说明】
[0012] 图1是箱式成套土壤地下水污染两相抽提修复装置工艺流程图
[0013] 图2是箱式成套土壤地下水污染两相抽提修复装置系统示意图
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0015] 如图2所示，本发明所有设备均安装在尺寸为12. 03mX 2. 35mX 2. 38m的标准集装 箱1内，包括抽提和气液分离系统，尾气湿度和温度控制系统，尾气处理系统，以及电气控 制柜13。各部分通过管材管件以及电路连接。抽提和气液分尚系统包括：惯性式气液分尚 器2、真空排液离心栗3、水环式真空栗4和气液分离式循环水箱5 ;尾气湿度和温度控制系 统包括：循环离心栗6、前端汽水热交换器7,冷凝器8,后端汽水热交换器9和2个硅胶除 湿罐10 ;尾气处理系统包括：2个活性炭吸附罐11 ( 一备一用）和排气筒12。
[0016] 如图1所示，受污染地下水以及含污染物的土壤气体在水环式真空栗4产生的负 压作用下，通过抽提井和管路系统进入惯性式气液分离器2进行气液分离，分离出的受污 染地下水通过真空排液离心栗3栗入前端汽水热交换器7作为冷却水，经热交换后少量的 水作为与水环式真空栗4配套的气液分离式