一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统及控制方法技术方案

一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统及控制方法，其特征在于：包括通过地面管路连接的多相抽提单元、多相分离单元、污染净化单元及安装于各单元的现场过程监控系统；监测装置和控制器分布于多相抽提过程各单元，进行数据收集和命令执行；监测数据通过集成线路传输至智能控制系统；智能控制系统基于过程控制算法，实施信息反馈实现过程运行参数的自动化控制。针对传统污染场地原位多相抽提实施过程状态监控不足造成修复目标可达性不足的缺点，提供了一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统及控制方法。能用于多相抽提过程智能监控，以便实时调整工艺参数保证修复目标可达性，实现了挥发性和半挥发性有机污染场地土壤地下水的高效修复。

【技术实现步骤摘要】
一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统及控制方法
本专利技术涉及污染场地修复
，公开了一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统及控制方法。
技术介绍
挥发与半挥发性有机污染物是污染场地中常见的高风险污染物，对场地内及周边人群健康带来严重影响。相关的污染场地土壤和下水控制修复技术开发已成为当环保领域热点。原位修复因其具有低扰动、二次污染风险较低、修复成本相对低廉等优势，已成为有机污染场地修复的优选。多相抽提修复技术通过真空抽提设备/水泵将污染区域的气体和液体（包括土壤气、地下水和非水相液体）同时从地下抽出至地上处理，达到迅速控制并同步修复土壤与地下水污染的目的。该技术具有抽出处理、土壤气相抽提、自由相回收、真空强化、生物通风、自然衰减等多方面的协同作用，近年来在工程应用中发展迅速。目前，多相抽提系统的建立和工程化应用主要关注场地经抽提修复后的污染物去除效果，对于影响原位多相抽提工程实施效果的过程监测控制系统与控制方法还很缺乏。由于土壤和地下水系统的复杂性，原位多相抽提修复技术在实施过程中始终处于不透明状态，实施完成后如果未达到既定修复目标则需要返工再次实施修复措施，因此多相抽提修复的过程监控对于最终修复效果和工程成本控制具有至关重要的作用。
技术实现思路
本专利技术针对传统污染场地原位多相抽提实施过程不透明状态造成修复目标可达性不足的缺点，提供了一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统及控制方法。为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统，其特征在于所述智能多相抽提修复系统包括多相抽提单元、多相分离单元和污染净化单元，其中多相抽提单元包括布设于地下水污染修复区域的若干多相抽提井，内置抽提细管，井头连接抽提管路，抽提管路设有抽提动力系统，所述多相抽提单元用于将地下污染物从多相抽提井内抽提至抽提管路；多相分离单元包括与抽提管路连接的重力式气液分离器，重力式气液分离器底部设出水口，通过抽水泵连接油水分离器，重力式气液分离器顶部设排气口；重力式油水分离器下部设废水出口，连接至废水暂存罐，重力式油水分离器顶部设排油口，连接至储油池；地下污染物从抽提管路输送至重力式气液分离器，重力式气液分离器分离出的废气由顶部排气口排出，分离液体通过重力式油水分离器，油水分离器分离废水排入废水暂存罐，污染自由相则通过排油口排入储油池；污染净化单元包括废气处理装置、废水处理装置；废水处理装置的输入端与废水暂存罐相连，且废水处理装置的加药口通过异位药剂投加控制器与药剂储存罐相连，对油水分离器分离出的废水进行处理；废气处理装置通过引风机与重力式气液分离器顶部排气口连接，对重力式气液分离器顶部排气口排出的废气进行处理；在地下水污染修复区域周边或内部布设有地下水监测井，监测井中布设土壤气快速检测器、土壤含水率传感器、地下水水质在线检测器。进一步地，所述智能多相抽提修复系统设有全过程动态监测装置，所述全过程动态监测装置包括多相抽提单元过程监测装置、多相分离单元过程监测装置和污染净化单元过程监测装置；多相抽提单元过程监测装置包括安装于多相抽提井、抽提管路和修复范围包气带的真空度传感器，安装于多相抽提井及地下水监测井中地下水位和非水相液体界面传感器、抽出流体流量传感器和真空泵真空度/排气温度传感器；多相分离单元过程监测装置包括设置于重力式油水分离器排气口的废气温度/湿度传感器，重力式气液分离器、重力式油水分离器中安装液位传感器和排水控制器，污染净化单元过程监测装置包括设置于废气处理装置出口的气相污染浓度快速检测器和废气排放流量传感器，设置于废水处理装置出水口的废水污染浓度快速检测器和废水排放流量传感器。进一步地，所述智能多相抽提修复系统还包括控制系统，所述控制系统分布于多相抽提修复过程各单元，包括位于多相抽提单元的抽提动力系统控制模块和井群控制模块；位于多相分离单元的排水排油控制模块；位于污染净化单元的废水处理控制模块、废气处理控制模块。此外，一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统控制方法，其采用如以上所述系统，具体包括以下步骤：步骤A：设置多相抽提过程工作参数；步骤B：启动多相抽提系统，地下污染物在多相抽提单元作用下进入位于地表的多相分离单元及污染净化单元；步骤C：全过程动态监测装置收集多相抽提修复系统各单元工作参数及过程评价参数并数字化传输至控制系统；步骤D：控制系统通过监测数据阈值分析进行修复过程自评，并根据监测数据实现多相抽提单元、多相分离单元、污染净化单元运行状态和工作参数的自动化调整。进一步地，步骤D又包括以下步骤：1）抽提动力系统控制模块根据全过程动态监测装置结果，控制多相抽提单元的自动启动/关闭及调节功率、流量，设置真空泵真空度/排气温度设定警报阈值，在达到阈值时抽提动力系统自动关闭；2）井群控制模块根据井中真空度传感器、地下水位和非水相液体界面传感器、流量传感器的在线监测结果对比设定阈值，自动调节各井真空度和抽提动力系统的抽提流量；3）排水排油控制模块根据重力式油水分离器中液位传感器结果，对比液位上下限阈值自动控制多相分离单元的排水排油；4）废水处理控制模块设定自动操作程序，根据废水污染浓度快速检测器和废水排放流量传感器、液位传感器监测结果，控制废水处理装置的进水、排水、加药的程序；5）废气处理控制模块控制废气处理过程，根据气相污染浓度快速检测器和废气排放流量传感器监测结果与设定阈值比较，控制废气处理装置的引风机开启关闭和风量，设置废气温度/湿度传感器，超过阈值系统关闭。本专利技术实现了挥发性和半挥发性有机污染场地土壤地下水的高效修复。本专利技术与传统的多相抽提修复装置相比有如下优点：（1）本专利技术的一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统，能够实现多相抽提修复过程的动态监测，收集修复过程各种工作参数并实时调整，保证了修复目标可达性。（2）本专利技术的一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统，弥补传统多相抽提修复过程监测技术直观性、实时性差的不足。（3）本专利技术的一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统，能用于控制修复实施的设备投资和人力成本，具有一定的经济效益。（4）本专利技术的一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统，实现了远程控制化、自动化，具有极大的市场价值和社会价值。附图说明图1是本专利技术具体实施方式提供的一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统的结构示意图。附图1中主要组件符号说明：1.多相抽提井；2.数字化真空度传感器；3.水位传感器；4.油相检测器；5.抽提管路；6.真空泵；7.真空度控制器；8.温度传感器；9.透明视窗；10.流量传感器；11.流量控制器；12.气液分离器；13.液位传感器；14.抽水泵；15.废气温度/湿度传感器；16.引风机；17.废气处理装置；18.油水分离器；19.排水控制器；20.废水处理装置；21.储油池；22.计时器；23.气相浓度快速检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统，其特征在于所述智能多相抽提修复系统包括多相抽提单元、多相分离单元和污染净化单元，其中/n多相抽提单元包括布设于地下水污染修复区域的若干多相抽提井，内置抽提细管，井头连接抽提管路，抽提管路设有抽提动力系统，所述多相抽提单元用于将地下污染物从多相抽提井内抽提至抽提管路；/n多相分离单元包括与抽提管路连接的重力式气液分离器，重力式气液分离器底部设出水口，通过抽水泵连接油水分离器，重力式气液分离器顶部设排气口；重力式油水分离器下部设废水出口，连接至废水暂存罐，重力式油水分离器顶部设排油口，连接至储油池；地下污染物从抽提管路输送至重力式气液分离器，重力式气液分离器分离出的废气由顶部排气口排出，分离液体通过重力式油水分离器，油水分离器分离废水排入废水暂存罐，污染自由相则通过排油口排入储油池；/n污染净化单元包括废气处理装置、废水处理装置；废水处理装置的输入端与废水暂存罐相连，且废水处理装置的加药口通过异位药剂投加控制器与药剂储存罐相连，对油水分离器分离出的废水进行处理；废气处理装置通过引风机与重力式气液分离器顶部排气口连接，对重力式气液分离器顶部排气口排出的废气进行处理；/n在地下水污染修复区域周边或内部布设有地下水监测井，监测井中布设土壤气快速检测器、土壤含水率传感器、地下水水质在线检测器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于过程监控的智能多相抽提修复系统，其特征在于所述智能多相抽提修复系统包括多相抽提单元、多相分离单元和污染净化单元，其中
多相抽提单元包括布设于地下水污染修复区域的若干多相抽提井，内置抽提细管，井头连接抽提管路，抽提管路设有抽提动力系统，所述多相抽提单元用于将地下污染物从多相抽提井内抽提至抽提管路；
多相分离单元包括与抽提管路连接的重力式气液分离器，重力式气液分离器底部设出水口，通过抽水泵连接油水分离器，重力式气液分离器顶部设排气口；重力式油水分离器下部设废水出口，连接至废水暂存罐，重力式油水分离器顶部设排油口，连接至储油池；地下污染物从抽提管路输送至重力式气液分离器，重力式气液分离器分离出的废气由顶部排气口排出，分离液体通过重力式油水分离器，油水分离器分离废水排入废水暂存罐，污染自由相则通过排油口排入储油池；
污染净化单元包括废气处理装置、废水处理装置；废水处理装置的输入端与废水暂存罐相连，且废水处理装置的加药口通过异位药剂投加控制器与药剂储存罐相连，对油水分离器分离出的废水进行处理；废气处理装置通过引风机与重力式气液分离器顶部排气口连接，对重力式气液分离器顶部排气口排出的废气进行处理；
在地下水污染修复区域周边或内部布设有地下水监测井，监测井中布设土壤气快速检测器、土壤含水率传感器、地下水水质在线检测器。


2.根据权利要求1所述的基于过程监控的智能多相抽提修复系统，其特征在于：所述智能多相抽提修复系统设有全过程动态监测装置，所述全过程动态监测装置包括多相抽提单元过程监测装置、多相分离单元过程监测装置和污染净化单元过程监测装置；
多相抽提单元过程监测装置包括安装于多相抽提井、抽提管路和修复范围包气带的真空度传感器，安装于多相抽提井及地下水监测井中地下水位和非水相液体界面传感器、抽出流体流量传感器和真空泵真空度/排气温度传感器；
多相分离单元过程监测装置包括设置于重力式油水分离器排气口的废气温度/湿度传感器，重力式气液分离器、重力式油水分离器中安装液位传感器和排水控制器，
污染净化单元过程监测装置包括设置于废气处理装置出口的气相污染浓度快速检测器和废气排放流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祥，谭学军，朱煜，殷瑶，高耘飞，孙瑞，魏晓飞，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，上海申环环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31