原位电阻加热~微生物降解耦合技术土壤修复系统技术方案

本发明专利技术提供一种原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，主要包括一井多级电阻加热单元和生物刺激剂调配‑注入单元，所述一井多级电阻加热单元是在一个电极井的不同深度位置设置上下两段不同功能的管状电极，上部管状电极通电后能够通过焦耳热加热土壤和地下水；下部管状电极不仅能够承载电流进而加热土壤，并连接有注药管且电极表面切缝处理，实现供药剂流入地下环境；所述生物刺激剂调配‑注入单元包括依次连接的药剂调配罐、注药泵、液体流量计和所述注药管，并通过所述注药管与下部管状电极连接。本发明专利技术能够根据污染场地地质分层情况区分修复处理，耦合了原位热脱附～生物强化技术降低了原位热处理的能耗，提高微生物修复效率。

【技术实现步骤摘要】
原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统
本专利技术涉及一种有机污染场地的土壤修改系统，特别涉及一种适用于渗透性较好的石油烃和氯代烃复合有机污染场地的土壤修改系统。
技术介绍
原位热脱附技术具有广谱高效，环境干扰少，不存在“异味扰民”问题等优点，已逐渐成为有机污染场地的主流处理技术，修复案例增长迅速。而微生物降解技术是利用微生物新陈代谢作用催化降解土壤和地下水中有害污染物，其具有安全、经济性强、应用范围广、去除效率高和无明显的二次污染等显著优势，该技术在国内外已被广泛应用。国内修复场地具有污染范围广、污染深度大和水文地质情况复杂等特点，单一处理技术往往不能取得良好的修复效果。目前，石油烃和氯代烃复合污染地块污染深度往往较大，其土层分布及其它水文地质条件存在明显的差异性。若采用原位热脱附修复技术，则存在能耗高问题；若采用微生物处理技术，则存在修复周期长等问题。
技术实现思路
本专利技术试图提供一种原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，采用原位热强化和微生物降解技术相耦合的协同修复工艺对污染场地进行治理，以快速且高效地完成场地修复。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其特征在于：包括一井多级电阻加热单元，其中：所述一井多级电阻加热单元是在一个电极井的不同深度位置设有上下两段不同功能的上部管状电极与下部管状电极；上部管状电极通电后能够通过焦耳热加热土壤和地下水，上部管状电极连通有注水管和抽提管；下部管状电极能够承载电流进而加热土壤，并连接有注药管，在下部管状电极的表面设有下部切缝，以供药剂流入地下环境；所述上部管状电极的运行功率为1～2kw/m，所述下部管状电极的运行功率取值为0.5～1kw/m。所述的原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其中：还包括生物刺激剂调配-注入单元，其包括依次连接的药剂调配罐、注药泵、液体流量计和所述注药管，并通过所述注药管与下部管状电极连接。所述的原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其中：还包括尾气抽提-处理单元，其主要包括地下抽提井以及与地下抽提井相连的抽提泵，抽提泵的下游连接气液分离器，气液分离器的气相下游连接罗茨风机、尾气预处理设备和低温等离子体，气液分离器的液相下游连接储存与处理设备。所述的原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其中：还包括温度监测井，温度监测井中对应于上部管状电极以及下部管状电极的高度分别布置有温度监测探头，所述温度监测探头与中央控制单元相连，所述中央控制单元又通过调压器对上部管状电极与下部管状电极进行电压和功率进行调节。所述的原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其中：还包括地下水监测井，在地下水监测井中布置有DO和ORP监测探头，所述DO和ORP监测探头与中央控制单元连接，所述中央控制单元能够控制所述注药泵的运行。所述的原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其中：还包括压力监测井，在压力监测井的井头安装有压力监测装置，在所述抽提管所连接的抽提管道中安装有气体流量计，所述气体流量计、压力监测装置与中央控制单元连接，所述中央控制单元能够控制所述罗茨风机和低温等离子体的运行。所述的原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其中：所述中央控制单元具有PLC设备和GPRS模块。所述的原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其中：上部管状电极与下部管状电极之间填充有低渗透土层予以分隔。本专利技术的优点在于：针对渗透系数差的地层进行原位电阻加热修复处理，针对渗透性好的含水层进行原位电阻加热+微生物降解的绿色耦合技术进行处理，整个过程实现温度场的均匀性和生物药剂的有效分布，降低原位热处理的能耗，提高微生物修复效率，缩短生物修复周期，进而快速且高效地完成场地修复。本专利技术还具有模块化、智能化和绿色节能化等特点，可以较短时间内高效对土壤和地下水进行处理，污染物去除率高。与常规原位热脱附装备处理污染场地所用相比，能耗可节约近30％。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图。图2是一井多级电阻加热单元的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供一种原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，主要包括一井多级电阻加热单元1、生物刺激剂调配-注入单元2、尾气抽提-处理单元3、监测单元和中央控制单元4，其中：(1)一井多级电阻加热单元1所述一井多级电阻加热单元1，如图2所示，根据污染地层的实际情况，在一个电极井的不同深度位置设有上部管状电极11与下部管状电极12。上部管状电极11与下部管状电极12四周以石墨滤料13填充，上部管状电极11与下部管状电极12之间填充有低渗透土层14(膨润土)予以分隔，上部管状电极11的顶部填充有低渗透土层15(膨润土)形成密闭。上部管状电极11与下部管状电极12还以电缆16连接至地面，以提供发热所需电量。上部管状电极11主要功能为热强化脱附，能够将场地加热至100℃左右，需要较大运行功率，运行功率一般为1～2kw/m，其与调压器连接，通电后通过焦耳热加热土壤和地下水。为了增加土壤湿度以降低电阻，在上部管状电极11内连通有注水管111，并在上部管状电极11表面设有上部切缝112，注入上部管状电极11内的水液由上部切缝112流出，降低周边土壤电阻，便于导电发热。在上部管状电极11内部的上方还连通有气体抽提管113，用于将产生的有机污染气体抽提出去。下部管状电极12不仅能够承载电流产热，还需要进行微生物药剂注入，由于热脱附技术和微生物技术协同作用，场地加热至40℃左右即可，因此运行功率取值为0.5～1kw/m，其也与调压器连接。由地面至下部管状电极12的顶部伸入有注药管121，并在下部管状电极12的表面设有下部切缝122，地面上调配好的药剂进入下部管状电极12后由下部切缝122流出，以对周边土壤进行电加热+微生物的综合降解处理。(2)生物刺激剂调配-注入单元2生物刺激剂调配-注入单元2主要包括依次连接的药剂调配罐21、注药泵22、液体流量计23和所述注药管121，并通过所述注药管121与下部管状电极12连接。调配好的生物刺激药剂通过注药泵22作用经注药管121进入下部管状电极12，然后均匀地分散在地下环境，进而进行微生物技术强化修复。(3)尾气抽提-处理单元3尾气抽提-处理单元3主要包括地下抽提井31以及与地下抽提井31相连的抽提泵32，抽提泵32的下游连接气液分离器33，气液分离器33的气相下游连接罗茨风机34、尾气预处理设备35和低温等离子体36，气液分离器33的液相下游连接储存与处理设备37。地下抽提井31布设在呈三角形布置的一井多级电阻加热单元1的中心，地下抽提井31的底部深度与所述低渗透土层相当。由地下抽提井31中抽提出的废液进入储存与处理设备37，而由地下抽提井31中抽提出的高温、高湿和高粉尘原位热脱附尾气在罗茨风机34的作用下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其特征在于：包括一井多级电阻加热单元，其中：/n所述一井多级电阻加热单元是在一个电极井的不同深度位置设有上下两段不同功能的上部管状电极与下部管状电极；上部管状电极通电后能够通过焦耳热加热土壤和地下水，上部管状电极连通有注水管和抽提管；下部管状电极能够承载电流进而加热土壤，并连接有注药管，在下部管状电极的表面设有下部切缝，以供药剂流入地下环境；/n所述上部管状电极的运行功率为1～2kw/m，所述下部管状电极的运行功率取值为0.5～1kw/m。/n

【技术特征摘要】
1.一种原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其特征在于：包括一井多级电阻加热单元，其中：
所述一井多级电阻加热单元是在一个电极井的不同深度位置设有上下两段不同功能的上部管状电极与下部管状电极；上部管状电极通电后能够通过焦耳热加热土壤和地下水，上部管状电极连通有注水管和抽提管；下部管状电极能够承载电流进而加热土壤，并连接有注药管，在下部管状电极的表面设有下部切缝，以供药剂流入地下环境；
所述上部管状电极的运行功率为1～2kw/m，所述下部管状电极的运行功率取值为0.5～1kw/m。


2.根据权利要求1所述的原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其特征在于：还包括生物刺激剂调配-注入单元，其包括依次连接的药剂调配罐、注药泵、液体流量计和所述注药管，并通过所述注药管与下部管状电极连接。


3.根据权利要求1所述的原位电阻加热～微生物降解耦合技术土壤修复系统，其特征在于：还包括尾气抽提-处理单元，其主要包括地下抽提井以及与地下抽提井相连的抽提泵，抽提泵的下游连接气液分离器，气液分离器的气相下游连接罗茨风机、尾气预处理设备和低温等离子体，气液分离器的液相下游连接储存与处理设备。


4.根据权利要求1所述的原位电阻加热～微生物降解耦合技...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹立普，张景鑫，姜伟，周广东，李鹏，黄海，刘爽，金增伟，杨勇，王海东，殷晓东，
申请(专利权)人：中科鼎实环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11