一种有机污染土壤原位交替电加热脱附系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种有机污染土壤原位交替电加热脱附系统，该系统包括土壤加热单元、气体换热冷凝单元、尾气处理单元和废水处理单元，所述土壤加热单元包括多个小加热单元及多个抽提井，每个抽提井中有气提管；每个小加热单元包括两组控制单元，每个小加热单元通过PLC控制系统对加热棒进行交替控制启闭；所述气提管输出端与气体换热冷凝单元相连接，气体换热冷凝单元的气体输出端与尾气处理单元相连接，气体换热冷凝单元的液体输出端与废水处理单元相连接。本实用新型专利技术可实现精准调节温度，不仅可延长加热棒的使用寿命，还可节约能源，且无二次污染，对污染物的去除率可达99.9％，适用于VOCs/SVOCs等各类有机污染场地的修复。

【技术实现步骤摘要】
一种有机污染土壤原位交替电加热脱附系统
本技术涉及土壤修复设备
，具体是一种有机污染土壤原位交替电加热脱附系统。
技术介绍
城市化的发展和产业结构布局的调整，导致许多历史工业企业关停并转、破产或搬迁，这些企业留下的场地存在不同程度的土壤和地下水污染，主要污染物包括持久性有机污染物(POPs)、半挥发性有机污染物(SVOCs)、挥发性有机污染物(VOCs)、重金属、总石油烃、农药等毒性强、危害重的污染物。目前土壤修复手段主要分为异位修复和原位修复。作为一种土壤修复技术手段，原位热脱附是一种针对易挥发和半挥发性有机物污染场地的原位土壤修复技术。根据加热方式不同，原位热脱附修复技术可分为蒸汽强化提取技术、电阻加热技术和热传导技术。其中热传导技术又可以分为燃气热传导和电热传导两种热能输入形式。根据场地污染程度不同，其修复时间一般在6～12个月，修复深度可达20m以上，污染去除程度可达99％以上。原位热脱附技术适合含NAPLs相的污染土壤、重污染土壤、污染源区域的土壤修复治理，特别适合大气污染控制严格、转运困难等较难开展异位修复的污染区域，对多环芳烃(PAHs)、农药、石油、多氯联苯(PCBs)、多溴二苯醚(PBDEs)、多氯联苯(PCBs)等有机污染土壤取得较好的修复效果。由于其利于污染控制、无需转运处置、工期短、去除率高，对于低渗透性土壤和污染深度较深的场地修复效果显著等特点，成为一种前景广阔的原位修复技术。目前传统原位热脱附加热系统都是统一控制开启，同时开启时，由于土体导热性低，受热套效应影响，热量无法快速向外传导，造成局部温度过高，易导致加热棒过热损坏；统一关闭时，土体又全部冷却，需要重新升温，使得热效率较低。而为保障加热棒使用寿命，只能采用低功率的加热棒长期加热，其加热温度上限低，温差太小导致工期很长，严重影响经济性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种有机污染土壤原位交替电加热脱附系统，该系统能有效降低热套效应的影响，同时保障土体的持续热能供给，高功率加热棒可以轮流进行过热冷却保护，保障加热棒的使用寿命，提高热效率，缩短工期，节约能源，而且该系统产生的废气及废水通过活性炭吸附、吹脱塔吹脱以及采用芬顿氧化药剂彻底氧化，具有绿色清洁，无二次污染的优点。本技术以如下技术方案解决上述技术问题：本技术有机污染土壤原位交替电加热脱附系统，包括土壤加热单元、气体换热冷凝单元、尾气处理单元和废水处理单元，所述土壤加热单元安装在原位土壤修复区内，土壤加热单元设有多个小加热单元以及多个抽提井，每个抽提井中放置有气提管；每个小加热单元包括两组控制单元，每组控制单元均由多个加热井组成，每个加热井中安装有加热棒，每个小加热单元通过PLC控制系统对两组控制单元的加热棒进行交替控制启闭；所述土壤加热单元的气提管输出端与气体换热冷凝单元相连接，气体换热冷凝单元的气体输出端与尾气处理单元相连接，气体换热冷凝单元的液体输出端与废水处理单元相连接。所述每个小加热单元中的两组控制单元分别设置三个呈等边三角形排布的加热棒，且两组控制单元的加热棒交替排布形成等边六角形。所述每个小加热单元中设置一个测温井、一个测压井和一个抽提井，所述抽提井置于小加热单元的中间位置；所述测压井中放置有压力传感器，所述测温井中放置有K型热电偶测温管，压力传感器和K型热电偶测温管均通过传感线连接至PLC控制系统。所述土壤加热单元的外侧设有闭合的膨润土防渗墙，润土防渗墙距原位土壤修复区边界2.5m，防渗墙穿透污染深度土壤中的透水层后伸入不透水层，以防止地下水渗入修复区域影响加热效果。所述原位土壤修复区的上方有隔热保温层，隔热保温层主要由下层的硅酸铝毡和上层的耐火砖层构成。所述气体换热冷凝单元包括管式换热器和气水分离器，土壤加热单元的气提管输出端连接管式换热器的壳程，管式换热器的壳程气体输出端连接气水分离器，管式换热器的壳程液体输出端以及气水分离器的液体输出端均连接污水储罐，气水分离器的气体输出端连接尾气处理单元。所述废水处理单元包括依次相接的调节池、氧化池、吹脱塔和尾气处理单元，氧化药剂储罐连接氧化池，絮凝剂储罐以及空气鼓入装置连接吹脱塔，吹脱塔的气体输出端连接尾气处理单元。所述尾气处理单元包括两组并联连接的活性炭储罐，每组活性炭储罐设置一个或两个活性炭储罐，两组活性炭储罐在汇合管路末端依次连接引风机、烟囱。本技术有机污染土壤原位交替电加热脱附系统与现有技术相比，具有如下优点：1.本技术通过PLC控制系统对加热棒进行交替控制，通过温控设备精准调节、控制土壤加热的温度，延长加热棒的使用寿命，降低设备运行成本。2.本技术采用六边形排布加热棒，并且分为2组等边三角形的控制单元交替加热，可有效避免由于热套效应所造成的温度集中、扩散困难，减少整体停开所带来的热损失，而且通过交替式高温差持续供能提高热效率、缩短工期。3.本技术系统能够彻底去除尾气中的污染物，高效、绿色、清洁、无二次污染，对污染物的去除率可达99％以上，可运用在VOCs、SVOCs等各种类型有机污染场地的修复当中。附图说明图1是本技术有机污染土壤原位交替电加热脱附系统的工艺流程框图。图2是本技术有机污染土壤原位交替电加热脱附系统的结构示意图。图3是本技术有机污染土壤原位交替电加热脱附系统的加热区平面示意图。图4是本技术有机污染土壤原位交替电加热脱附系统的加热区中部剖面示意图。图5是本技术有机污染土壤原位交替电加热脱附系统的加热区边界剖面示意图。图6是本技术实施例1中两场地土壤加热区平面布置图。图中：1、加热井；1-1、加热井a；1-2:加热井b；2、测温井；3、测压井；4、抽提井；5、耐火砖；6、硅酸铝毡；7、软水箱；8、板式换热器；9、循环水泵一；10、管式换热器；11、循环水泵二；12、气水分离器；13、污水储罐；14、冷却水塔；15、活性炭储罐一；16、烟囱一；17、引风机一；18、抽水泵一；19、调节池；20、抽水泵二；21、氧化药剂储罐；22、絮凝剂储罐；23、泵一；24、泵二；25、氧化池；26、絮凝剂暂储罐；27、吹脱塔；28、空气鼓入装置；29、泵三；30、活性炭储罐二；31、引风机二；32、烟囱二；33、等边六角形控制单元；34、防渗墙；35、土壤加热单元；36、废水处理单元；37、气体换热冷凝单元；38、尾气处理单元。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和应用实例对本技术技术方案作进一步非限制性的详细描述。下面描述中的附图仅仅涉及本技术的一些实施例，并非对本技术的限制。如图1、图2所示，本技术有机污染土壤原位交替电加热脱附系统包括土壤加热单元35、气体换热冷凝单元37、尾气处理单元38和废水处理单元36，土壤加热单元35安装在原位土壤修复区内，土壤加热单元35包括多个接连排布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机污染土壤原位交替电加热脱附系统，其特征在于，包括土壤加热单元、气体换热冷凝单元、尾气处理单元和废水处理单元，所述土壤加热单元安装在原位土壤修复区内，土壤加热单元包括多个小加热单元以及多个抽提井，每个抽提井中放置有气提管；每个小加热单元设有两组控制单元，每组控制单元均由多个加热井组成，每个加热井中安装有加热棒，每个小加热单元通过PLC控制系统对两组控制单元的加热棒进行交替控制启闭；所述土壤加热单元的气提管输出端与气体换热冷凝单元相连接，气体换热冷凝单元的气体输出端与尾气处理单元相连接，气体换热冷凝单元的液体输出端与废水处理单元相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种有机污染土壤原位交替电加热脱附系统，其特征在于，包括土壤加热单元、气体换热冷凝单元、尾气处理单元和废水处理单元，所述土壤加热单元安装在原位土壤修复区内，土壤加热单元包括多个小加热单元以及多个抽提井，每个抽提井中放置有气提管；每个小加热单元设有两组控制单元，每组控制单元均由多个加热井组成，每个加热井中安装有加热棒，每个小加热单元通过PLC控制系统对两组控制单元的加热棒进行交替控制启闭；所述土壤加热单元的气提管输出端与气体换热冷凝单元相连接，气体换热冷凝单元的气体输出端与尾气处理单元相连接，气体换热冷凝单元的液体输出端与废水处理单元相连接。


2.根据权利要求1所述有机污染土壤原位交替电加热脱附系统，其特征在于，所述每个小加热单元中的两组控制单元分别设置三个呈等边三角形排布的加热棒，且两组控制单元的加热棒交替排布形成等边六角形。


3.根据权利要求1或2所述有机污染土壤原位交替电加热脱附系统，其特征在于，所述每个小加热单元中设置一个测温井、一个测压井和一个抽提井，所述抽提井置于小加热单元的中间位置；所述测压井中放置有压力传感器，所述测温井中放置有K型热电偶测温管，压力传感器和K型热电偶测温管均通过传感线连接至PLC控制系统。


4.根据权利要求1或2所述有机污染土壤原位交替电加热脱附系统，其特征在于，所述土壤加...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永信，朱红祥，宋海农，杨崎峰，谢湉，覃当麟，梁银春，廖长君，苏建，张子安，廖谨宣，梁文强，
申请(专利权)人：广西博世科环保科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45