一种用于修复污染土壤的装置的制作方法

本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种用于修复污染土壤的装置。

背景技术：

土壤本来是各类废弃物的天然收容所和净化处理场所，土壤接纳污染物，并不表示土壤受到污染，只有当土壤中收容的各类污染物过多，影响和超过了土壤的自净能力，从而在卫生学上和流行病学上产生了有害的影响，才表明土壤受到了污染。造成土壤污染的原因很多，如工业污泥、垃圾农用、污水灌溉、大气中污染物沉降，大量使用含重金属的矿质化肥和农药等等。

中国现有耕地有近五分之一受到不同程度的污染，污染土壤将导致农作物减产，甚至有可能引起农产品中污染物超标，进而危害人体健康。另外，随着经济发展与城市化的加速，工矿企业导致的场地污染也十分严重。由于产业结构与城市布局的变化与调整，有些化工、冶金等污染企业纷纷搬迁，加上一些企业的倒闭，污染场地不断产生。土壤是人类社会生产活动的重要物质基础，是不可缺少、难以再生的自然资源。没有处理的污染场地将是化学定时炸弹，一旦大面积爆发将会对国家可持续发展造成难以估量的影响，因此有必要对污染土壤的修复予以高度重视，使其能够得到合理利用。

污染土壤的修复目前存在异位修复和原位修复两种方式，目前的异位修复往往是将污染土壤挖掘后用化学或物理方法进行清洗、焚烧处理、热处理或氧化还原处理等，异位修复所需成本高，而且容易造成二次污染；面对一些无法进行移动的污染土壤，异位修复更是不能实现；目前的原位修复最常见的是将高压蒸汽通入在污染土壤挖出的输入井中，蒸汽将有机污染物携带至输出井，输出井上安装有抽气泵，将携带有机污染物的蒸汽送至活性炭吸附，而现有原位修复存在的问题是：

1、输入井和输出井均为一个，修复能力有限；

2、高压蒸汽的产生往往采用蒸汽锅炉，使得系统过于复杂；

3、携带有机污染物的蒸汽在吸附时采用一个吸附箱，由于携带有机污染物的蒸汽为气液混合状态，在吸附时往往容易早期饱和，活性炭的针对性较差，容易早期损坏。

授权公告号为CN203170694U，授权公告日为2013.09.04的中国发明专利公开了一种有机物污染土壤的净化设备，包括挖设于待处理污染土壤内的输入井和输出井，所述输入井为至少两个，输出井设置于所有输入井的中心位置；输入井的周围设置有用于隔离整个待处理污染土壤的混凝土隔离带；还包括蒸汽发生器，蒸汽发生器内安装有加热器，蒸汽发生器上连接用于将蒸汽送至输入井的管道，该管道上安装有输入泵以及电动阀门；输出井的井口通过管道连接至气液分离器，该管道上还安装有输出泵；气液分离器将分离后的气体通过管道送至第一吸附箱，将分离后的液体通过管道送至第二吸附箱。虽然该净化设备可以大面积高效率地对有机物污染土壤进行原位修复，净化过程稳定且净化质量高，但是该发明依然存在以下几个问题：

1、输出井的井口通过管道连接至气液分离器，气液分离器将分离后的气体通过管道送至第一吸附箱，将分离后的液体通过管道送至第二吸附箱，采用两个吸附箱，使得成本较高；

2、使用气液分离器，将气体和液体分离后，再分别采用第一吸附箱和第二吸附箱进行吸附处理，使得设备结构复杂，投入成本较高；投入成本高导致市场售价提高，不利于市场推广；

3、对于经第一吸附箱处理后的气体和第二吸附箱处理后的液体没有再利用，不仅造成了资源的浪费，同样也提高了成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于：为了解决现有的土壤修复装置结构复杂、修复成本高的问题，本发明提供一种用于修复污染土壤的装置，该修复装置可以大面积高效率地对污染土壤进行原位修复，而且装置结构简单，通过简化修复部件和对资源的循环利用，降低了修复成本，利于推广使用。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种用于修复污染土壤的装置，包括输入井、输出井、蒸汽发生器和吸附箱，所述输入井和输出井均挖设于待处理污染土壤内，其特征在于：

所述蒸汽发生器包括第一蒸汽室、第二蒸汽室和加热室，所述加热室设在第一蒸汽室和第二蒸汽室下方，且所述第一蒸汽室和第二蒸汽室互不相通；

所述输出井与第二蒸汽室的第二蒸汽输入口通过管道连接，且该管道上安装有输出泵；第二蒸汽室的第二蒸汽输出口通过管道与吸附箱的进气口连接；吸附箱的出气口通过管道与第一蒸汽室的第一蒸汽输入口连接；第一蒸汽室的第一蒸汽输出口通过管道与输入井连接。

进一步的，所述吸附箱内依次设置有活性炭层、硅藻土层、分子筛层和活性氧化铝层。

进一步的，所述第二蒸汽输出口与吸附箱之间、吸附箱与第一蒸汽输入口之间均连接有气泵。

上述所有用于连接的管道均为耐高压钢管。

本发明的有益效果如下：

1、本发明能够大面积高效率地对污染土壤进行原位修复，通过将蒸汽发生器的第一蒸汽室产生的高压蒸汽通入输入井内，高压蒸汽通过输入井将污染物带走，携带有污染物的蒸汽通过输出井被抽出，由于携带污染物的蒸汽为气液混合状态，本发明通过将该蒸汽通入蒸汽发生器的第二蒸汽室，使得该蒸汽中的液体吸热汽化，全部转化为气态，之后再采用吸附箱进行吸附，而不是对该蒸汽进行气液分离之后，再分别对携带有污染物的气体和液体进行吸附，使得装置结构简单，不仅降低了修复成本，而且简化了修复工序，提高了工作效率，利于推广应用。

2、本发明通过将从输出井抽出的气液混合状态的蒸汽通入蒸汽发生器的第二蒸汽室中，利用蒸汽发生器的加热室的热量使该蒸汽中的液体吸热汽化，全部转化为气态，充分利用了蒸汽发生器加热室中的热量，不需要另外增加加热器使液体汽化，使得装置结构简单，节约了能源，降低了修复成本。

3、本发明的蒸汽发生器包括第一蒸汽室和第二蒸汽室，所述第一蒸汽室和第二蒸汽室互不相通，保证了第二蒸汽室里的携带有污染物的蒸汽不会污染通入输入井的第一蒸汽室里的纯净高压蒸汽，确保了土壤修复工作能顺利进行，提高了工作效率。

4、本发明的吸附箱与第二蒸汽室的第二蒸汽输出口和第一蒸汽室的第一蒸汽输入口通过管道连接，使得经过吸附箱净化后的蒸汽通入第一蒸汽室中进行下一次循环，如此循环往复，节约了资源，并且不用再另外提供补水箱便能得到用于吸附污染物的高压蒸汽，节约了成本。

5、本发明的输入井与第一蒸汽室的第一蒸汽输出口通过管道连接，且该管道上安装有输入泵，输出井与第二蒸汽室的第二蒸汽输入口通过管道连接，且该管道上连接有输出泵，利用输出泵使得土壤中的气压降低，利用输入泵将高压蒸汽通入输入井，蒸汽在负压的驱动下流过被污染的土壤空隙，夹带着污染物流向输出井，利用输出泵抽出土壤中携带有污染物的蒸汽，使得本发明能够高效率地运行，提高了工作效率。

6、本发明的吸附箱内依次设置有活性炭层、硅藻土层、分子筛层和活性氧化铝层，采用多层吸附结构，能够有效吸附土壤中的有机物和重金属离子等污染物，提高了吸附率以及土壤修复的工作效率。

7、本发明的第二蒸汽输出口与吸附箱之间连接有气泵，吸附箱与第一蒸汽输入口之间连接有气泵，采用气泵增加气体和液体的压力，使得管道中的气体和液体的输送流动更加流畅，提高了土壤修复的工作效率。

8、本发明所有用于连接的管道均采用耐高压钢管，因为装置工作环境较为恶劣，采用耐高压钢管可以延长本发明的使用寿命，提高了装置的安全性和耐用性，便于推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图3是本发明蒸汽发生器的内部结构示意图。

图4是本发明吸附箱的内部结构示意图。

附图标记：1-输入井；2-输入泵；3-蒸汽发生器；31-加热室；32-第一蒸汽室；321-第一蒸汽输出口；322-第一蒸汽输入口；33-第二蒸汽室；331-第二蒸汽输出口；332-第二蒸汽输入口；4-气泵；5-吸附箱；501-进气口；502-出气口；51-活性炭层；52-硅藻土层；53-分子筛层；54-活性氧化铝层；6-输出泵；7-输出井。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

如图1、图3和图4所示，本实施例提供一种用于修复污染土壤的装置，包括挖设于待处理污染土壤内的输入井1和输出井7、蒸汽发生器3和吸附箱5，所述蒸汽发生器3包括第一蒸汽室32、第二蒸汽室33和加热室31，所述加热室31设在第一蒸汽室32和第二蒸汽室33下方，且所述第一蒸汽室32和第二蒸汽室33互不相通；第一蒸汽室32的第一蒸汽输出口321与输入井1通过管道相连接，且在该管道上安装有输入泵2；第二蒸汽室33的第二蒸汽输入口332与输出井7通过管道相连接，且在该管道上安装有输出泵6；吸附箱5的输入口501与第二蒸汽室33的第二蒸汽输出口331通过管道相连接，吸附箱5的输出口502与第一蒸汽室32的第一蒸汽输入口322通过管道连接；所述吸附箱5为层状结构，从上往下依次为活性炭层8、硅藻土层9、分子筛层10和活性氧化铝层11，本实施例中所有用于连接的管道均为市面上能够买到的耐高压钢管。

本发明的工作原理如下：启动蒸汽发生器3，在输入泵2作用下高温蒸汽被通入输入井1内，在输出泵6作用下，污染土壤内气压较低，蒸汽在负压的驱动下流过被污染的土壤空隙，夹带着污染物流向输出井7，从而被抽出，被抽出的气液混合状态蒸汽通过第二蒸汽输入口332流入第二蒸汽室33中，吸收加热室31的热量，混合状态的蒸汽转化为气态的蒸汽，再通入吸附箱5中进行吸附净化，经过吸附箱5中活性炭层8、硅藻土层9、分子筛层10和活性氧化铝层11的层层吸附，净化后的蒸汽经过第一蒸汽输入口322通入第一蒸汽室32中，再次转化为高压蒸汽从第一蒸汽输出口321通入输入井1中进行下一次循环。

本发明采用原位修复技术，能够大面积高效率地对污染土壤进行修复，通过将蒸汽发生器3的第一蒸汽室32产生的高压蒸汽通入输入井1内，高压蒸汽通过输入井1将污染物带走，携带有污染物的蒸汽通过输出井7被抽出，由于携带污染物的蒸汽为气液混合状态，本发明通过将该蒸汽再次通入蒸汽发生器3的第二蒸汽室33，使得该蒸汽中的液体吸热汽化，全部转化为气态，之后再采用吸附箱5进行吸附，而不是对该蒸汽进行气液分离之后，再分别对携带有污染物的气体和液体进行吸附，使得装置结构简单，不仅降低了修复成本，而且简化了修复工序，提高了工作效率，利于推广应用。

而且本发明的蒸汽发生器3包括第一蒸汽室32和第二蒸汽室33，所述第一蒸汽室32和第二蒸汽室33互不相通，保证了第二蒸汽室33里的携带有污染物的蒸汽不会污染通入输入井1的第一蒸汽室32里的纯净高压蒸汽，确保了土壤修复工作能顺利进行，提高了工作效率。

本发明吸附箱5与第二蒸汽室33的第二蒸汽输出口331和第一蒸汽室32的第一蒸汽输入口322通过管道连接，使得经过吸附箱5净化后的蒸汽通入第一蒸汽室32中进行下一次循环，如此循环往复，节约了资源，并且不用再另外提供补水箱便能得到用于吸附污染物的高压蒸汽，节约了成本。

本发明的吸附箱5包括活性炭层8、硅藻土层9、分子筛层10和活性氧化铝层11，采用多层吸附结构，能够有效吸附土壤中的有机物和重金属离子等污染物，提高了吸附率以及土壤修复的工作效率。

实施例2

如图2所示，本实施例在实施例1的基础之上进一步优化，在第二蒸汽输出口331与吸附箱5之间的连接管道上安装有气泵4，在吸附箱5与第一蒸汽输入口322之间的连接管道上安装有气泵4，本实施例利用气泵4增加管道中气体和液体的压力，使得管道中的气体和液体的输送流动更加流畅，提高了土壤修复的工作效率。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。