一种污染土壤气相抽提与生物滤塔组合处理系统的制作方法

本实用新型是一种污染土壤气相抽提与生物滤塔组合处理系统，属于土壤修复领域。

背景技术：

随着国家“退二进三”、“退城进园”、“产业转移”等政策的实施，全国大中城市的许多化工厂、农药厂、钢铁厂、金属冶炼、电镀和机械加工厂等高污染企业将逐步被关停转产或搬迁，遗留了大量类型多样、特性复杂的污染场地。这些工业污染场地已经对周边土壤及地下水造成污染。原位修复由于无需对污染场地进行开挖处理，已得到越来越多的应用。

原位气相抽提技术是利用外界动力，驱使污染区域中土壤空气强制有序流动，将气相挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)和半挥发性有机物(Semi-Volatile Organic Compounds，SVOCs)被抽提至设置在地表的尾气净化系统，进行统一收集和处置。该技术可用于氯代烃、苯系物等挥发性有机物污染土壤的修复，国外污染土壤及地下水修复领域已有较多实际工程应用。

目前，国内外针对气相抽提技术的研究工作主要集中于气相抽提过程中流体的运移、污染物传质和工艺模拟。传统的气体抽提系统中从抽提井抽提并收集的尾气，经气液分离后尾气经活性炭吸附等处理达标后排放，分离的废水则进入污水处理设施，工艺流程复杂，且长期运行时活性炭更换量大、运行成本较高。因此，针对土壤原位气相抽提技术，简化抽提气体的处理工艺流程，建立长期有效的气相抽提与生物滤塔的组合处理工艺是非常必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种土壤气相抽提与生物滤塔组合处理系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：一种污染土壤气相抽提与生物滤塔组合处理系统，包括循环泵、营养物质添加罐、液体流量计，以及依次通过管道连接的原位抽提井、蝶阀、气液分离器、球阀、除尘器、流量计、真空表、泄压阀、引风机和生物滤塔；所述生物滤塔内的多个填料层，生物滤塔上端开有喷淋口和出气口，喷淋口处设置有液体分布器；生物滤塔下端开有进气口和出液口，引风机和生物滤塔下端的进气口相连，出液口、循环泵、营养物质添加罐、液体流量计、喷淋口依次通过管道连接；所述填料层由填料支撑板、填料压网以及固定在填料支撑板、填料压网之间的填料组成；填料支撑板开有中心通孔，通孔下端设置有液体分布器。

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

1.利用生物滤塔处理抽提尾气，在分离气体中水分的同时处理尾气中有机污染物，简化了工艺流程；

2.代替了传统活性炭吸附处理尾气的工艺，节省了活性炭使用量，降低了运行成本；

附图说明

图1为污染土壤气相抽提与生物滤塔组合处理系统总图；

图2为生物滤塔内部的填料层的分布示意图；

图3为漏斗形填料层的结构示意图；

图中标号：1-原位抽提井，2-筛管，3-蝶阀，4-气液分离器，5-球阀，6-除尘器，7-流量计，8-真空表，9-泄压阀，10-引风机，11-生物滤塔，12-循环泵，13-营养物质添加罐，14-液体流量计，15-液体分布器，16-填料支撑板，17-填料压网，18-填料。

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同或结构相似但功能相同的部分。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。下面结合说明书附图和具体的实施例，对本实用新型作详细描述。

一种污染土壤气相抽提与生物滤塔组合处理系统，包括循环泵12、营养物质添加罐13、液体流量计14，以及依次通过管道连接的原位抽提井1、蝶阀3、气液分离器4、球阀5、除尘器6、流量计7、真空表8、泄压阀9、引风机10和生物滤塔11；所述生物滤塔11内的多个填料层，生物滤塔11上端开有喷淋口，喷淋口处设置有液体分布器15；生物滤塔11下端开有进气口和出液口，引风机10和生物滤塔11下端的进气口相连，出液口、循环泵12、营养物质添加罐13、液体流量计14、喷淋口依次通过管道连接；所述填料层由填料支撑板16、填料压网17以及固定在填料支撑板、填料压网之间的填料18组成；填料支撑板16开有中心通孔，通孔处设置有液体分布器15，如图2所示。

如图2所示，所述填料支撑板16呈漏斗结构，有利于喷淋液在重力作用下流向位于该层填料底部的液体分布器15内。

作为本领域的公知常识，抽提井一般包括管帽、筛管、井管、连接件和井周围的封填材料。所述抽提井管为PVC管，所述筛管为缝宽为0.5～2.0mm的PVC割缝管，所述连接件为PVC材质，用于连接井管和筛管，所述管帽为PVC材质用于封闭注射井管。所述抽提井管与地下土壤之间的封填材料自下而上分别为石英砂、膨润土和水泥，其中自地下水液面以下约0.5～1.0m处至井底采用石英砂填充，自地下水液面上约0.5～1.0m处至面以下约0.5～1.0m处采用膨润土填充，自地表至地下水液面上约0.5～1.0m处采用水泥密封。当地下水水位较浅时，在抽提井的地表附近增加一层密封膜。所述密封膜优选的是HDPE膜。

所述气液分离器4用于分离抽提气体中水分，防止气相中的水进入引风机影响系统运行。优选的是折流分离器、旋流分离器和填料分离器。所述流量计7用于计量抽提气体的流量，优选的是皮托管、转子流量计、涡街式流量计和电磁流量计。所述真空表8用于计量抽提井压力。所述泄压阀9用于卸掉管道中来自引风机压缩后的多余高压气体。所述引风机10优选的是漩涡风机，将抽提气体从原位抽提井1经气液分离器4、除尘器6、流量计7、真空表8和泄压阀9等引向主要由生物滤塔11组成的尾气处理系统。

所述生物滤塔11一般由碳钢、不锈钢和陶瓷等制成，生物滤塔11内的运行方式为气液逆流，抽提尾气由塔底的进气口进入塔体，自下而上穿过填料层，最后从塔顶出气口排出。喷淋液通过设置在塔顶喷淋口处的液体分布器15，均匀地喷淋到最上一层的填料层中，喷淋液沿填料层表面向下流动，流向设置在该层底部的液体分布器15内，然后喷淋到下一填料层中，直至塔底由出液口排出塔外，再由循环泵12送入营养物质添加罐13添加相应剂量的微生物生长所需营养物质(微生物生长所需的碳源、氮源和微量元素)后，经液体流量计14回流至塔顶，如此循环往复。上升的抽提气体通过气液传质进入液相，再通过扩散和对流传质过程扩散到生物膜中，进而其中的有机气体组分被微生物降解，到塔顶时达到排放要求后经排气筒排放。其中的填料，包括天然有机填料和惰性无机填料。天然有机填料包括堆肥、泥炭、木屑等；惰性无机填料包括珍珠岩、粒状活性炭以及陶瓷、塑料、不锈钢等。

位于塔顶处的液体分布器15的喷淋量可根据抽提气中污染物浓度通过流量计进行调节。

实施例1

下文通过对优选实施例的说明对本实用新型上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明，但本实用新型不限于此。

某化工厂污染场地的主要污染物为氯乙烯、1,1,2-三氯乙烷和氯仿等氯代烃，土壤中最大污染浓度分别为8.56mg/kg、28.6mg/kg和4.06mg/kg。该场地地层结构从上自下分别为杂填土、砂质粉土和粉质粘土。抽提井的筛管深度设置为地表以下25～28m，地表以下24.5～25m范围内井管与土壤之间采用石英砂填充，地表以下24.5m至地面采用膨润土填充，在膨润土填充底部加水进行固结密封。

采用污染土壤气相抽提与生物滤塔组合处理系统对上述污染土壤进行处理，处理前抽提井出口处气体中的挥发性有机物含量为750ppm。打开引风机对1-原位抽提井进行抽提作业，抽提流量为7.6～8.3m³/h，抽提压力可达-0.03MPa。所抽提的气体中挥发性有机物含量达15000ppm，抽提井周边间距为3m的监测井出口处气体中挥发性有机物含量达800～900ppm。抽提气体经以生物滤塔为主的尾气处理工艺后达标排放。

以上示意性地对本实用新型创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本适用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。