土壤原位热激活修复系统技术方案

本发明专利技术提供了一种土壤原位热激活修复系统，包括插入待修复土壤内的热介质加热管道、加药管道和气相抽提管道，以及布置于待修复土壤外部的供热装置、配药装置、气相抽提装置和温度监测装置；所述热介质加热管道两端延伸至待修复土壤表面并与供热装置连接，所述加药管道一端与配药装置连接，另一端垂直插入待修复土壤内，所述气相抽提管道与气相抽提装置连接，所述温度监测装置与供热装置联锁，用于监测待修复土壤温度并反馈联锁控制供热装置通入热介质加热管道的热介质用量。该发明专利技术通过热介质对土壤原位加热，并通过温度监测装置实时反馈调节热介质用量，有效解决目前土壤修复领域存在的修复时间过长，投入过大，能源消耗过多等相关问题。多等相关问题。多等相关问题。

【技术实现步骤摘要】
土壤原位热激活修复系统


[0001]本专利技术属于土壤修复
，具体涉及一种土壤原位热激活修复系统。

技术介绍

[0002]随着社会经济的快速发展，环境问题逐渐受到人民的重视，其中土壤污染问题更是日趋严重。目前，国内已有的污染土壤修复技术主要包括异/同位固化/稳定化技术，异/同位化学氧化/还原技术，水泥窑协同处置技术，土壤阻隔填埋技术，土壤植物修复技术，多相抽提技术等，但存在如下问题：
[0003](1)大部分现有土壤修复技术基本处于试验阶段，尚未大规模工程应用。
[0004](2)现有污染土壤修复技术对土壤污染类型有很强的选择性，普适性差。例如在植物修复技术中，不同的超累积植物仅对土壤中某种特定的污染物质有富集作用，电动修复技术主要针对重金属污染，因此为了适用不同种类的污染土壤，必须对症下药，采取最优解决方案。
[0005](3)现有污染土壤修复技术一般反应速度慢，修复周期长，如植物修复、动物修复、微生物修复、气曝法等技术修复周期很长，有的需要几年甚至十几年的时间。
[0006](4)部分现有污染土壤修复技术对污染场地要求高，需要花费大量人力物力，其实也包括大量能源的消耗和二次污染，未充分考虑国家低碳要求，与绿色环保的理念相悖。
[0007](5)部分现有污染土壤修复技术只能对土壤进行移位修复，修复成本高，经济性差。
[0008]总之，现有的污染土壤修复技术局限性多，效率较低，能源消耗大，故需要一种更加清洁环保，低碳高效的新型技术。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种土壤原位热激活修复系统，至少可以解决现有技术中存在的部分技术缺陷。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]土壤原位热激活修复系统，包括插入待修复土壤内的热介质加热管道、加药管道和气相抽提管道，以及布置于待修复土壤外部的供热装置、配药装置、气相抽提装置和温度监测装置；所述热介质加热管道两端延伸至待修复土壤表面并与供热装置连接，所述加药管道一端与配药装置连接，另一端垂直插入待修复土壤内，所述气相抽提管道与气相抽提装置连接，所述温度监测装置与供热装置联锁，用于监测待修复土壤温度并反馈联锁控制供热装置通入热介质加热管道的热介质用量。
[0012]进一步的，所述热介质加热管道有多个，各热介质加热管道间隔布置，其间隔距离根据热介质加热管道热传导加热土壤影响半径得到。
[0013]进一步的，若待修复土壤在各方向上为均匀介质，则所述热介质加热管道热传导
加热土壤影响半径由热传导公式计算得到，其中α称为热扩散系数，在数值上q为热流密度，k为热传导系数，ρ为土壤密度；c
p
为定压比热容，T为温度，t为加热时间，x为热介质加热管道热传导加热土壤影响半径。
[0014]进一步的，所述热介质加热管道在竖直方向布置有多排，且上下相邻两排热介质加热管道交错布置。
[0015]进一步的，所述热介质加热管道在竖直方向布置有四排，且四排热介质加热管道在纵截面上呈正六边形布置。
[0016]进一步的，所述加药管道有多个，各加药管道对应布置于最上一排热介质加热管道的上方。
[0017]进一步的，所述气相抽提管道有多个，在竖直方向上分为上下两排布置，下排气相抽提管道对应位于正六边形布置的热介质加热管道中心，上排气相抽提管道对应位于正六边形中最高处热介质加热管道上方。
[0018]进一步的，所述供热装置采用太阳能加热方式，包括太阳能初加热间和二次加热间，所述太阳能初加热间设有太阳能集热器、储水器、输水管、第一温度检测器，所述二次加热间设有汽水分离器、电阻加热器、第二温度检测器、分离板。
[0019]进一步的，所述温度监测装置包括温度传感器和控制器，所述温度传感器的测温探头插入待修复土壤内，所述温度传感器与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的信号输出端与所述供热装置电连接，控制供热装置通入热介质加热管道的热介质用量；
[0020]所述测温探头在待修复土壤中测温点选取方法如下：对于范围小且形状规则的待修复土壤，测温点的选取使用五点取样法，将待修复土壤近似看作方形，在方形对角线交点处取一点，两条对角线分别取四分之一点处，共计五点取样；
[0021]对于场地较大或形状不规则的待修复土壤，测温点的选取使用等距取样法，确定待修复土壤表面形状后，等比缩小n次，得到n组平行线，每组平行线上等距取样即可，其中n大于5。
[0022]进一步的，上述土壤原位热激活修复系统还包括多环芳烃检测装置，所述多环芳烃检测装置与气相抽提管道连接，用于检测抽提出气体中多环芳烃含量；所述多环芳烃检测装置与配药装置联锁控制，通过多环芳烃检测装置检测土壤中多环芳烃含量变化实时反馈调节配药装置中药剂投料比例。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0024](1)本专利技术提供的这种土壤原位热激活修复系统通过在待修复土壤中布置热介质加热管道，向热介质加热管道中通入热介质对受有机物污染土壤进行热激活，实现对待修复土壤的就地修复；同时配合布置气相抽提管道进行气相抽提，使待修复土壤内部形成负压，大幅加快了药液的渗透作用，增强药剂的利用率，既节约成本，也缩短了治理周期。
[0025](2)本专利技术提供的这种土壤原位热激活修复系统通过设计温度监测装置与供热装置联锁，用于监测待修复土壤温度并反馈联锁控制供热装置通入热介质加热管道的热介质用量，不仅能有效保证土壤修复作业的高效实施，而且能节约热激活能耗成本。
[0026](3)本专利技术提供的这种土壤原位热激活修复系统采用太阳能作为热源，大大减小
了系统能耗，有效解决了现有修复技术能源消耗过多的问题。
[0027]以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0028]图1是本专利技术土壤原位热激活修复系统的结构示意图；
[0029]图2是本专利技术土壤原位热激活修复系统的主视图；
[0030]图3是本专利技术土壤原位热激活修复系统中供热装置结构示意图；
[0031]图4是本专利技术土壤原位热激活修复系统中热介质加热管道、加药管道和气相抽提管道的布局示意图；
[0032]图5是本专利技术土壤原位热激活修复系统中测温探头分布的一种示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.土壤原位热激活修复系统，其特征在于：包括插入待修复土壤内的热介质加热管道、加药管道和气相抽提管道，以及布置于待修复土壤外部的供热装置、配药装置、气相抽提装置和温度监测装置；所述热介质加热管道两端延伸至待修复土壤表面并与供热装置连接，所述加药管道一端与配药装置连接，另一端垂直插入待修复土壤内，所述气相抽提管道与气相抽提装置连接，所述温度监测装置与供热装置联锁，用于监测待修复土壤温度并反馈联锁控制供热装置通入热介质加热管道的热介质用量。2.如权利要求1所述的土壤原位热激活修复系统，其特征在于：所述热介质加热管道有多个，各热介质加热管道间隔布置，其间隔距离根据热介质加热管道热传导加热土壤影响半径得到。3.如权利要求2所述的土壤原位热激活修复系统，其特征在于：若待修复土壤在各方向上为均匀介质，则所述热介质加热管道热传导加热土壤影响半径由热传导公式计算得到，其中α称为热扩散系数，在数值上q为热流密度，k为热传导系数，ρ为土壤密度；c
p
为定压比热容，T为温度，t为加热时间，x为热介质加热管道热传导加热土壤影响半径。4.如权利要求2所述的土壤原位热激活修复系统，其特征在于：所述热介质加热管道在竖直方向布置有多排，且上下相邻两排热介质加热管道交错布置。5.如权利要求4所述的土壤原位热激活修复系统，其特征在于：所述热介质加热管道在竖直方向布置有四排，且四排热介质加热管道在纵截面上呈正六边形布置。6.如权利要求5所述的土壤原位热激活修复系统，其特征在于：所述加药管道有多个，各加药管道对应布置于最上一排热介质加热管道的上方。7.如权利要求5所述的土壤原位热激活...

【专利技术属性】
技术研发人员：李社锋，李佳乐，李徐立，聂苗苗，张海涛，涂林彧，赵紫薇，张家琛，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：