一种有机物污染土壤的堆体热解析修复系统及施工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种有机物污染土壤的堆体热解析修复系统及施工方法，包括：铺设在污染土壤堆体底部的硬化防渗层和覆盖在污染土壤堆体表面的密封保温层，加热系统布设在污染土壤堆体内，且加热系统与电力控制系统相连，气相抽提系统布设在污染土壤堆体内，且气相抽提系统与尾气处理系统相连，温度和压力监测系统布设在污染土壤堆体内，用于监测污染土壤堆体的温度和压力；PCL控制系统接收土壤堆体的温度和压力信号，并控制电力控制系统、加热系统、气相抽提系统和尾气处理系统的运行状态。本发明专利技术解决了现有异位热解析系统能耗大、噪音大、土壤预处理要求高、邻避效应突出、二次污染风险高和成本高等问题，具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种有机物污染土壤的堆体热解析修复系统及施工方法


[0001]本专利技术涉及有机物污染土壤修复
，具体涉及一种有机物污染土壤的堆体热解析修复系统及施工方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着城市化工厂、染料厂、制药厂、钢铁厂等排污企业的搬迁，农药类、苯系物、石油烃、多环芳烃等典型有机污染物在遗留、遗弃的工业污染地块中被高频率检出，这些有机污染物极易扩散到环境中危害居民健康和环境安全，严重地影响了土地的二次开发利用。
[0003]目前，已有多种修复技术应用于有机污染地块的修复实践中，包括水泥窑协同处置、化学氧化、微生物修复、热解析修复等；其中，水泥窑协同处置受当地水泥窑处理能力的限制；化学氧化技术适合处理中低浓度污染土壤，大量使用氧化药剂易产生二次污染且不经济；微生物修复技术处理周期较长，限制其应用。热解析修复技术适合处理高浓度污染土壤，该技术具有污染物去除率高、修复周期短、适用性强等显著优势，因而在有机污染场地土壤修复工程中得到普遍应用。
[0004]异位热解析技术根据加热方式以及尾气处置方式不同，分为间接热解析技术、直接热解析技术和堆体热解析技术；间接/直接热解析技术均需配套大型修复设备，以燃气为能源，能耗较高且具有一定的安全隐患，尾气CO2排放量高达每吨土200kg，不利于节能减排和碳达峰的实现；且对污染土壤预处理要求高（土壤含水率＜20%，粒径＜5cm），间接/直接热解析设备产生的尾气易给周边居民带来“邻避效应”。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种有机物污染土壤的堆体热解析修复系统及施工方法，用于挥发性和半挥发性有机物污染土壤的修复治理。
[0006]本专利技术公开了一种有机物污染土壤的堆体热解析修复系统，包括：硬化防渗层，所述硬化防渗层铺设在污染土壤堆体的底部；密封保温层，所述密封保温层覆盖在污染土壤堆体的表面；加热系统和电力控制系统，所述加热系统包括上下间隔布设在污染土壤堆体内的第一层加热系统和第二层加热系统，所述加热系统与污染土壤堆体外部的所述电力控制系统相连；气相抽提系统和尾气处理系统，所述气相抽提系统包括上下间隔布设在污染土壤堆体内的第一层气相抽提系统和第二层气相抽提系统，所述气相抽提系统与污染土壤堆体外部的所述尾气处理系统相连；温度和压力监测系统，所述温度和压力监测系统布设在污染土壤堆体内,且位于所述第一层加热系统与第二层加热系统之间；PCL控制系统，所述PCL控制系统的输入端与所述温度和压力监测系统相连、输入
端与所述加热系统、电力控制系统、气相抽提系统和尾气处理系统相连，用于接收所述温度和压力监测系统收集的温度和压力信号，并基于温度和压力信号控制电力控制系统、加热系统、气相抽提系统和尾气处理系统的运行状态。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，污染土壤堆体分两层搭建而成，堆体为四棱台结构，可同时建成2个土壤堆体；第一层土壤堆体堆高约1.0~1.5m，第二层土壤堆体堆高约3.5~4.0m，堆体长度和宽度适宜；待达到第一层和第二层堆体设计顶部标高后，依次开展第一层和第二层加热系统、第一层和第二层抽提系统以及温度和压力监测系统的建设。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，本专利技术的硬化防渗层为防水不透气的隔热层，防止堆体建设过程中渗滤液的泄漏；其包括自上而下设置的混凝土硬化层、第一无纺土工布层、HDPE土工膜和第二无纺土工布层；其中，所述第一无纺土工布层和第二无纺土工布层为200~300g/m2聚丙烯长丝无纺土工布保护层，所述HDPE土工膜（双光面）的厚度为1.0~1.5mm，所述混凝土硬化层为厚度25~30cm的C25
‑
C30混凝土层。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，在硬化防渗层四周边缘处设有排水沟，用于雨污分流、污水导排，防止二次污染；进一步，排水沟的尺寸为40cm*50cm，砖砌筑24cm厚，沟内水泥砂浆抹面2cm。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述密封保温层为防水不透气的密封保温层，起到维护堆体结构稳定、保温、防止气体逸散、保证尾气抽提效果的作用；其包括自上而下设置的混凝土防护层和硅酸铝板保温层，硅酸铝板保温层的厚度为8
‑
15cm，优选为10cm；混凝土防护层的厚度为4
‑
6cm，优选为5cm。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述第一层加热系统或第二层加热系统包括多个水平方向布置的电加热管；其中，上下层的电加热管错位布设，电加热管的长度分别依据堆体宽度确定；所述电加热管由外部加热套管和内部加热棒构成，所述加热套管为碳钢制造的热传导外套管，所述加热棒为镍合金电加热棒，相邻所述电加热管的水平间距为1.5~3.0m。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，电力控制系统安装在堆体外部，提供加热管产热所需的电能；其包括箱式变压器、动力电缆和控制电缆等，电加热管与动力电缆相连，电能通过加热棒转化为热能，通过加热套管传递给污染土壤；通过热传导的方式最高可将土壤温度加热到750~800℃。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述第一层气相抽提系统或第二层气相抽提系统包括多个水平方向布置的抽提筛管，所述抽提筛管与所述电加热管处于同一水平高度且平行交错布设，即在每层气相抽提系统和加热系统上，抽提筛管位于两个电加热管之间，第一层和第二层抽提筛管长度分别依据堆体宽度确定；抽提筛管为DN40*3.5焊接钢管，一端封闭，自封闭纵向割缝形成筛孔，缝宽2mm；抽提筛管间通过DN40*3.5焊接钢管连接，抽提筛管另一端与抽提管线相连接，抽提管线连接至后端尾气处理系统，所有管线均为耐高温碳钢材质，气相抽提系统的作用为抽提加热过程中产生的所有蒸汽和气相有机污染物。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述尾气处理系统用于处理抽提的有机污染气体和水蒸汽，其包括汽水分离器、废气处理单元和废水处理单元；所述汽水分离器与所述第一层气相抽提系统和第二层气相抽提系统相连，所述汽水分离器的气体出口上连接有废气处理单元，所述汽水分离器的液体出口上连接有废水处理单元；其中，所述汽水分离器包括顺序连接的总汽水分离器、一级汽水分离器和二级汽水分离器；所述废气处理单元包括顺序连接
的一级换热器、二级换热器、冷却水塔、空气过滤器、罗茨真空风机、除雾器、一级活性炭吸附器、二级活性炭吸附器、催化燃烧炉和烟囱；所述废水处理单元包括顺序连接的水泵、调节池、石英石过滤器、臭氧高级氧化、活性炭吸附罐和清水池。
[0015]进一步，汽水分离器为碳钢材质，内含温度和压力传感器；所述换热器为铜管铝翅片材质，进气温度约100℃，出气温度约40℃，换热量581kw，换热面积492m2，设计进风量1400m3/h；所述冷却水塔为镀锌铝材质，循环水量约110m3/h；所述活性炭吸附单元为碳钢材质，内置柱状活性炭，处理风量为 4000m3/h；所述催化燃烧系统为碳钢材质，处理能力为 2000m3/h，催化剂为陶瓷载体，贵金属铂、钯。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机物污染土壤的堆体热解析修复系统，其特征在于，包括：硬化防渗层，所述硬化防渗层铺设在污染土壤堆体的底部；密封保温层，所述密封保温层覆盖在污染土壤堆体的表面；加热系统和电力控制系统，所述加热系统包括上下间隔布设在污染土壤堆体内的第一层加热系统和第二层加热系统，所述加热系统与污染土壤堆体外部的所述电力控制系统相连；气相抽提系统和尾气处理系统，所述气相抽提系统包括上下间隔布设在污染土壤堆体内的第一层气相抽提系统和第二层气相抽提系统，所述气相抽提系统与污染土壤堆体外部的所述尾气处理系统相连；温度和压力监测系统，所述温度和压力监测系统布设在污染土壤堆体内，且位于所述第一层加热系统与第二层加热系统之间；PCL控制系统，所述PCL控制系统的输入端与所述温度和压力监测系统相连、输入端与所述加热系统、电力控制系统、气相抽提系统和尾气处理系统相连，用于接收所述温度和压力监测系统收集的温度和压力信号，并基于温度和压力信号控制电力控制系统、加热系统、气相抽提系统和尾气处理系统的运行状态。2.如权利要求1所述的堆体热解析修复系统，其特征在于，所述硬化防渗层包括自上而下设置的混凝土硬化层、第一无纺土工布层、HDPE土工膜和第二无纺土工布层；所述第一无纺土工布层和第二无纺土工布层为200~300g/m2聚丙烯长丝无纺土工布保护层，所述HDPE土工膜的厚度为1.0~1.5mm，所述混凝土硬化层为厚度25~30cm的C25
‑
C30混凝土层，所述硬化防渗层四周边缘处设有排水沟。3.如权利要求1所述的堆体热解析修复系统，其特征在于，所述密封保温层包括自上而下设置的混凝土防护层和硅酸铝板保温层。4.如权利要求1所述的堆体热解析修复系统，其特征在于，所述第一层加热系统或第二层加热系统包括多个水平方向布置在污染土壤堆体内的电加热管，所有所述电加热管均与所述电力控制系统电连接；所述电加热管由外部加热套管和内部加热棒构成，所述加热套管为碳钢制造的热传导外套管，所述加热棒为镍合金电加热棒，相邻所述电加热管的水平间距为1.5~3.0m。5.如权利要求4所述的堆体热解析修复系统，其特征在于，所述第一层气相抽提系统或第二层气相抽提系统包括多个水平方向布置在污染土壤堆体内的抽提筛管，所述抽提筛管与所述电加热管处于同一水平高度且交错布设；所述抽提筛管一端封闭、另一端与污染土壤堆体外的抽提管线相连，所述抽提管线连接至所述尾气处理系统，污染土壤堆体内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬冬，齐长青，闵玉涛，朱湖地，卫阿四，宋盘龙，罗彬，郑中华，苗竹，孙炜，
申请(专利权)人：北京高能时代环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：