一种石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统技术方案

本发明专利技术涉及一种石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统，包括气相抽提单元、微生物发酵单元和生物堆处理单元；气相抽提单元中还设有气液分离罐，微生物发酵单元接收气液分离罐中所分离出的液体，并通过微生物发酵单元上的第二出液口输出后进入生物堆处理单元，为生物堆处理单元提供菌液、营养基质和水分；生物堆处理单元接收气液分离罐中所分离出来的气体，为生物堆处理单元中的生物堆供气及对所供气体中的可挥发性有机污染物进行吸附、降解。本发明专利技术将气相抽提和生物堆进行耦合，通过物理抽提和生物降解可同时实现对土壤中挥发性、半挥发和难挥发性石油烃污染物的快速有效去除，且系统投入成本相对较低，无化学药剂使用，不会产生二次污染风险。

A Combination Rehabilitation System for Petroleum Contaminated Soil by Gas Extraction and Bioreactor

【技术实现步骤摘要】
一种石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统
本专利技术涉及土壤环境修复
，具体涉及一种石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统。
技术介绍
原油和石油产品在开采、运输、储存以及使用过程中，由于“跑冒滴漏”而进入到土壤环境中，且其数量和速度远远超过土壤自净作用的速度，从而导致的土壤污染问题日趋严重，已成为当前国际土壤生态环境保护与治理的焦点，且已经引起国内外土壤环境领域的广泛关注与重视。常用的石油烃污染土壤修复技术包括生物堆、气相抽提、化学氧化、热脱附等。然而许多现有技术存在明显的局限性，特别是修复时间长，处理成本高、且单独的技术只能处理某一类污染物，或只能处理某一个阶段或某个地层污染。例如，SVE适用于处理地下水深度大于3米的非饱和区污染物且对半挥发性或难挥发性有机污染物处理效果很差，同时需要尾气和废液处理；生物堆处理周期较长，使用土壤土著微生物修复效果不佳，易挥发性有机污染物容易逸散；化学氧化技术由于使用化学药剂，容易造成土壤二次污染；热脱附技术处理能耗、运营成本较高等。CN207899863U公开了一种重金属-有机复合物污染土壤的异位生物堆修复系统，包括微生物发酵罐、营养储罐、电控面板、生物滤池、水处理设备、渗滤液处理系统、渗滤液管道、注药管、压力表、生物堆、抽气管、A真空泵、活性炭吸附装置、B真空泵和Y型接头；微生物发酵罐上设有两个出口，一个出口通过管道与Y型接头连接，另一个出口通过管道与生物滤池连接；生物堆通过抽气管与活性炭吸附装置连接，生物滤池通过渗滤液管道与生物堆连接。该修复系统单独应用异位生物堆修复技术，当土壤涉及易挥发性有机污染物时，场地开挖过程中存在VOC逸散的问题；异位生物堆技术由于开挖成本较高，并不适用深层有机污染土壤的修复；而且抽气模式下的生物堆处理效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述
技术介绍
中存在的不足，提供一种石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统，将气相抽提和生物堆进行耦合，通过物理抽提和生物降解可同时实现对土壤中挥发性、半挥发和难挥发性石油烃污染物的快速有效去除，且系统投入成本相对较低，无化学药剂使用，不会产生二次污染风险。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统，包括用于原位抽提石油污染土壤中可挥发性有机污染物的气相抽提单元、制备生物菌剂的微生物发酵单元和生物堆处理单元；所述气相抽提单元中还设有气液分离罐，所述气液分离罐上的第一出液口与所述微生物发酵单元上的第一进液口连通，所述气液分离罐上的第一出气口与所述生物堆处理单元连接，所述气相抽提单元抽取土壤中可挥发性有机污染物，并经所述气液分离罐将有机污染物分离成液体和气体；所述微生物发酵单元接收所述气液分离罐中所分离出的液体，并通过所述微生物发酵单元上的第二出液口输出后进入所述生物堆处理单元，为所述生物堆处理单元提供菌液、营养基质和水分；所述生物堆处理单元接收所述气液分离罐中所分离出来的气体，为所述生物堆处理单元中的生物堆供气及对所供气体中的可挥发性有机污染物进行吸附、降解。所述气相抽提单元还包括抽提井、抽提管道、储液箱和风机，所述抽提管道的进口端与所述抽提井连通，所述抽提管道的出口端与所述风机连通，所述风机通过负压抽取所述抽提井所在土壤中的可挥发性有机污染物，所述气液分离罐设置于所述风机前端的所述抽提管道上；经所述气液分离罐分离出的气体经所述风机抽提到所述生物堆处理单元内。所述气相抽提单元还包括活性炭罐，所述活性炭罐通过气管道与所述风机连通，且在所述气管道上设有通往所述生物堆处理单元的支管，用于分压辅助调解通过所述生物堆处理单元的气体量和气压。所述微生物发酵单元包括一级发酵罐、二级发酵罐、真空水泵A和真空水泵B，所述真空水泵A通过管道分别与所述一级发酵罐和二级发酵罐连通，用于将经所述一级发酵罐制备的一级发酵菌液泵送到所述二级发酵罐内，所述真空水泵B与设置在所述二级发酵罐上的所述第二出液口连接，用于将经所述二级发酵罐制备的二级发酵菌液泵送到所述生物堆处理单元；所述储液箱设置在所述气液分离罐的所述第一出液口和所述一级发酵罐之间；在所述储液箱内配有潜水泵，用于将储存在所述储液箱内的液体泵出至所述一级发酵罐中。所述生物堆处理单元包括生物堆、通风系统和滴灌系统，所述生物堆为将半挥发和难挥发性石油烃污染土壤挖离污染区后放置成一定形状的堆体，所述生物堆设置在混凝土层上或集装箱中或玻璃钢罐体中，体积为50m3-300m3，堆体高1.5m-3m，所述通风系统设置在所述生物堆底部且与所述风机相连通，所述滴灌系统设置在所述生物堆上部且与所述真空水泵B相连通。所述通风系统包括主管和与所述主管连通的多条通风管路，所述主管上设有气体流量计、压力表和阀门，用于检测调节通入所述生物堆的气流量和压力；所述主管上还设有取样口，用于测取气相污染物浓度及所含氧气浓度。所述通风管路为至多4条，每条所述通风的一端封闭，其位于所述生物堆堆体中的管路均为开孔管。所述滴灌系统包括1-10条滴灌管路，每条所述滴灌管路上均设有压力表，用于检测每条所述滴灌管路中的液压。所述系统还包括电控单元，所述电控单元分别与所述风机、潜水泵、真空水泵A、真空水泵B电性连接，用于分别控制所述风机、潜水泵、真空水泵A、真空水泵B的启闭。所述抽提井、气液分离罐、储液箱、一级发酵罐、二级发酵罐的出口管路上，所述活性炭罐的进口管路上，以及所述通风系统通风管路的主管上均设有用于开关管路及调节流量的阀门。所述风机为真空泵。本专利技术技术方案，具有如下优点：A.本专利技术将土壤气相抽提和生物堆技术耦合联用，将半挥发或难挥发石油烃污染土进行挖掘，应用生物堆技术进行生物降解修复；同时将可挥发性石油烃污染物进行原位气相抽提，抽提后的气体直接通入生物堆进行生物降解，抽提分离的液体作为微生物发酵培养基一部分使用，最终送入生物堆。该组合系统可以实现同时存在挥发性、半挥发和难挥发性石油烃的复合染物场地的快速修复。且系统投入成本相对较低，无化学药剂使用，不会产生二次污染风险，同时可降低气相抽提产生的尾气和废液的处理成本。B.本专利技术中生物堆使用生物菌剂为高温复合好氧微生物菌剂，该菌剂为含有石油降解菌、芽孢杆菌等有机物降解菌的复合菌剂，可快速有效降解石油烃污染物；同时，复合菌剂通过使用气相抽提分离后的液体作为培养基在一级发酵罐中进行驯化培养，可以大大提高复合菌剂在特定场地条件下的活性，再通过二级发酵罐的扩大培养后接种到生物堆当中，并且通过调整生物堆水分、pH、温度等条件，可以加速生物堆中石油烃污染物降解。C.本专利技术操作简便，处理效果好，适用性较强，可根据污染场地的复杂程度，有选择地增加其它装置，特别适用于重油、轻油复合污染土壤的场地修复。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例。图1为本专利技术石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统整体结构示意图。附图标记说明：1-气相抽提单元11-抽提井，12-抽提管道13-气液分离罐131-第一出液口，132-第一出气口14-储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统，其特征在于，所述系统包括用于原位抽提石油污染土壤中可挥发性有机污染物的气相抽提单元(1)、制备生物菌剂的微生物发酵单元(2)和生物堆处理单元(3)；所述气相抽提单元(1)中还设有气液分离罐(13)，所述气液分离罐(13)上的第一出液口(131)与所述微生物发酵单元(2)上的第一进液口(211)连通，所述气液分离罐(13)上的第一出气口(132)与所述生物堆处理单元(3)连接，所述气相抽提单元(1)抽取土壤中可挥发性有机污染物，并经所述气液分离罐(13)将有机污染物分离成液体和气体；所述微生物发酵单元(2)接收所述气液分离罐(13)中所分离出的液体，并通过所述微生物发酵单元(2)上的第二出液口(221)输出后进入所述生物堆处理单元(3)，为所述生物堆处理单元(3)提供菌液、营养基质和水分；所述生物堆处理单元(3)接收所述气液分离罐(13)中所分离出来的气体，为所述生物堆处理单元(3)中的生物堆供气及对所供气体中的可挥发性有机污染物进行吸附、降解。

【技术特征摘要】
1.一种石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统，其特征在于，所述系统包括用于原位抽提石油污染土壤中可挥发性有机污染物的气相抽提单元(1)、制备生物菌剂的微生物发酵单元(2)和生物堆处理单元(3)；所述气相抽提单元(1)中还设有气液分离罐(13)，所述气液分离罐(13)上的第一出液口(131)与所述微生物发酵单元(2)上的第一进液口(211)连通，所述气液分离罐(13)上的第一出气口(132)与所述生物堆处理单元(3)连接，所述气相抽提单元(1)抽取土壤中可挥发性有机污染物，并经所述气液分离罐(13)将有机污染物分离成液体和气体；所述微生物发酵单元(2)接收所述气液分离罐(13)中所分离出的液体，并通过所述微生物发酵单元(2)上的第二出液口(221)输出后进入所述生物堆处理单元(3)，为所述生物堆处理单元(3)提供菌液、营养基质和水分；所述生物堆处理单元(3)接收所述气液分离罐(13)中所分离出来的气体，为所述生物堆处理单元(3)中的生物堆供气及对所供气体中的可挥发性有机污染物进行吸附、降解。2.根据权利要求1所述的石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统，其特征在于，所述气相抽提单元(1)还包括抽提井(11)、抽提管道(12)、储液箱(14)和风机(15)，所述抽提管道(12)的进口端与所述抽提井(11)连通，所述抽提管道(12)的出口端与所述风机(15)连通，所述风机(15)通过负压抽取所述抽提井(11)所在土壤中的可挥发性有机污染物，所述气液分离罐(13)设置于所述风机(15)前端的所述抽提管道(12)上；经所述气液分离罐(13)分离出的气体经所述风机(15)抽提到所述生物堆处理单元(3)内。3.根据权利要求2所述的石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统，其特征在于，所述气相抽提单元(1)还包括活性炭罐(16)，所述活性炭罐(16)通过气管道与所述风机(15)连通，且在所述气管道上设有通往所述生物堆处理单元(3)的支管，用于分压辅助调解通过所述生物堆处理单元(3)的气体量和气压。4.根据权利要求3所述的石油污染土壤气相抽提和生物堆组合修复系统，其特征在于，所述微生物发酵单元(2)包括一级发酵罐(21)、二级发酵罐(22)、真空水泵A(23)和真空水泵B(24)，所述真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：申屠雷吉，赵兰宇，王乾锁，李彦希，叶渊，
申请(专利权)人：森特士兴集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11