一种热脱附土壤修复模拟测试设备及测试方法技术

本发明专利技术涉及一种热脱附土壤修复模拟测试设备及测试方法，属于土壤修复技术领域。所述测试设备中的预处理系统通过进料系统与热脱附装置首端的进料口相连通；所述预处理系统用于对污染土壤依次进行破碎和去除杂质；热脱附装置的尾端高处设有与气体收集处理系统相连通的出气口，尾端低处设有与出料系统相连通的出料口；气体收集处理系统用于收集并分析从污染土壤中分离的气体中污染物浓度；出料系统中的污染物检测设备用于检测热脱附后土壤中的污染物浓度；智能控制系统用于进料、热脱附过程中的参数。所述方法通过净化后土壤中的污染物的浓度以及污染物去除率这两个指标进行综合考察，使获得的热脱附处理参数能够更好的从实验室中应用到工程现场。实验室中应用到工程现场。实验室中应用到工程现场。

【技术实现步骤摘要】
一种热脱附土壤修复模拟测试设备及测试方法


[0001]本专利技术涉及一种热脱附土壤修复模拟测试设备及测试方法，属于土壤修复


技术介绍

[0002]热脱附技术近年来开始应用于原位和异位污染土壤修复。热脱附土壤修复技术的参数，比如加热温度、加热时间，以及异位热脱附的进料量或进料速度等，是影响工程土壤修复效果的关键。然而，这些参数的确定目前只能采用工程现场中所使用的热脱附修复设备进行，修复净化后的土壤从工程现场带回实验室进行污染物的检测，如此造成在探索热脱附土壤修复技术的参数时过程繁复，由于在探索热脱附参数时，需要多次实验，采用工程现场中用的热脱附修复设备耗电量大，导致成本高。基于此，提供一种能够在实验室使用且能够快速检测污染物的热脱附土壤修复设备，利用该设备探索对污染土壤的修复参数，是本领域需要解决的技术问题。
[0003]另外，由于实验室所使用的热脱附土壤修复设备比工程现场中所使用的热脱附修复设备体积小，测试的污染土壤的用量较小。由此，实验室中对污染土壤的热脱附修复可以看作小试；在工程现场对污染土壤中的热脱附修复是实际的应用，可以看作大试。在小试试验的条件参数，有可能在大试中就无法达到要求，也就是说，在实验室对小样量的污染土壤探索出来的热脱附修复参数，有可能不适用于工程现场对污染土壤修复。因此如何在实验室阶段探索的热脱附参数能够尽快适用于工程现场对污染土壤修复，极大地减少工程现场对条件参数的探索，节约成本，也是本领域需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种热脱附土壤修复模拟测试设备及测试方法，所述测试设备在实验室就能够一站式完成对土壤的热脱附，并且还能实现从气体和土壤这两个角度完成对污染物的检测，提高工作效率。所述测试方法通过对热脱附后的土壤中的污染物浓度以及污染物去除率这两个指标进行综合考察，使获得的热脱附处理参数能够更好的从实验室中应用到工程现场，对工程现场中的热脱附具有良好的应用和指导价值。
[0005]为实现本专利技术的目的，提供以下技术方案。
[0006]一种热脱附土壤修复模拟测试设备，包括预处理系统、进料系统、热脱附装置、气体收集处理系统、出料系统和智能控制系统；
[0007]所述预处理系统用于对污染土壤依次进行破碎和去除杂质；
[0008]所述预处理系统通过进料系统与热脱附装置首端的进料口相连通，所述热脱附装置用于加热污染土壤，使污染物从土壤中分离出来；热脱附装置的尾端高处设有与气体收集处理系统相连通的出气口，尾端低处设有与出料系统相连通的出料口；
[0009]所述气体收集处理系统用于收集并分析从污染土壤中分离的气体中污染物浓度；
所述出料系统中的污染物检测设备用于检测热脱附后排出的土壤中的污染物浓度；
[0010]所述智能控制系统用于控制包括进料系统的进料速度，热脱附装置的加热温度、升温速度和加热时间，以及气体收集处理系统的抽风速度在内的参数。
[0011]进一步地，所述预处理装置包括破碎装置，和与破碎装置相连通的筛分装置。
[0012]进一步地，所述进料系统包括称量装置，和与称量装置相连通的土壤输送装置；污染土壤称量完毕后，通过土壤输送装置输送至热脱附装置中。
[0013]进一步地，所述热脱附装置为旋转炉，其包括炉体、电机、加热组件和热电偶；
[0014]所述炉体倾斜设置，使其首端的竖直高度比尾端高；炉体内设置用于加热土壤的加热组件，并设置测定温度的温度传感器；炉体由支撑部件支撑，电机用于使炉体绕其自身轴向中心线旋转；
[0015]炉体首端设有与进料系统相连通的进料口，炉体的尾端高处设有与气体收集处理系统相连通的出气口，尾端低处设有与出料系统相连通的出料口。
[0016]进一步地，炉体的中心线相对于水平线具有向下的1
°
～6
°
的倾斜角。
[0017]进一步地，所述气体收集处理系统包括抽风机，所述抽风机的进风口与热脱附装置的出气口相连通，当不需要对气体进行检测时，抽风机的出风口处依次连接有除尘器和气体污染物处理装置；当需要对气体进行检测时，抽风机的出风口处依次连接有除尘器和气体收集装置，气体收集装置中的污染物经第一污染物检测设备进行检测；所述第一污染物检测设备用于检测气体中污染物的浓度。
[0018]所述除尘器为惯性除尘设备、布袋除尘器或旋风除尘器等。所述气体收集装置为本领域的常规技术选择，如含有XAD
‑
2大孔吸附树脂的吸附装置或含有有机溶剂的吸收装置。所述第一污染物检测设备根据污染物类型而定，如气相色谱仪、液相色谱仪、色谱质谱仪等。所述气体污染物处理装置为本领域的常规技术选择，如活性炭吸附装置、燃烧器等。
[0019]进一步地，所述出料系统包括土壤传送装置和土壤收集装置；土壤传送装置的一端与热脱附装置的出料口相连通，另一端与土壤收集装置相连通，当需要对土壤中的污染物进行检测时，从土壤收集装置中取样，用溶剂浸提土壤中的污染物，再利用第二污染物检测设备检测热脱附后的土壤中的污染物的浓度；当不需要对土壤中的污染物进行检测时，收集后的土壤通过排出土壤处理装置进行后续无害化的处理。
[0020]一种热脱附土壤修复模拟测试方法，其采用本专利技术所述的热脱附土壤修复模拟测试设备进行，所述方法的步骤如下：
[0021]步骤一、通过智能控制系统设定包括进料系统的进料参数、热脱附装置的加热温度(T)、升温速度和加热时间，以及气体收集处理系统的抽气速度(v
g
)在内的初始参数；其中，连续热脱附处理时，所述进料参数为进料速度(v
s
)；间歇热脱附处理时，所述进料参数为进料量；
[0022]步骤二、污染土壤经过预处理系统处理后，通过进料系统进入到热脱附装置进行热脱附处理；
[0023]步骤三、热脱附处理过程中，当需要检测时，从污染土壤中分离的气体经过气体收集处理系统收集并检测气体中污染物浓度，并通过气体中污染物浓度计算污染土壤中污染物去除率当不需要检测时，从污染土壤中分离的气体无需被检测，直接在气体收集处理系统中进行无害化处理；
[0024]步骤四、热脱附处理后的土壤，即净化后的土壤，当需要检测时，从出料系统中取样，对净化后的土壤中的污染物的浓度c
′
s
进行检测，并通过c
′
s
计算污染土壤中污染物的去除率当不需要检测时，净化后的土壤在出料系统中进行无害化处理；
[0025]步骤五、比较和当和的差值的绝对值在设定范围内，取两者的平均值若超出设定范围，说明对气体和净化后土壤中的污染物的检测方法问题较大，调整对气体中污染物进行检测时的检测方法和/或调整对净化后土壤中的污染物进行检测时的检测方法；然后重复步骤一至五，直至和的差值的绝对值在设定范围内；
[0026]步骤六、将和c
′
s
与设定的工程要求比较，若两者满足设定的工程要求，则将步骤一中的加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热脱附土壤修复模拟测试设备，其特征在于：包括预处理系统、进料系统、热脱附装置、气体收集处理系统、出料系统和智能控制系统；所述预处理系统用于对污染土壤依次进行破碎和去除杂质处理；所述预处理系统通过进料系统与热脱附装置首端的进料口相连通；热脱附装置的尾端分别设有与气体收集处理系统相连通的出气口，以及与出料系统相连通的出料口；所述气体收集处理系统用于收集并分析从污染土壤中分离的气体中污染物浓度；所述出料系统中的污染物检测设备用于检测热脱附后排出的土壤中的污染物浓度；所述智能控制系统用于控制包括进料系统的进料速度，热脱附装置的加热温度、升温速度和加热时间，以及气体收集处理系统的抽风速度在内的参数。2.根据权利要求1所述的一种热脱附土壤修复模拟测试设备，其特征在于：所述预处理装置包括破碎装置，和与破碎装置相连通的筛分装置。3.根据权利要求1所述的一种热脱附土壤修复模拟测试设备，其特征在于：所述进料系统包括称量装置，和与称量装置相连通的土壤输送装置。4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种热脱附土壤修复模拟测试设备，其特征在于：所述热脱附装置为旋转炉，其包括炉体、电机、加热组件和热电偶；所述炉体倾斜设置，使其首端的竖直高度比尾端高；炉体内设置用于加热土壤的加热组件，并设置测定温度的温度传感器；炉体由支撑部件支撑，电机用于使炉体绕其自身轴向中心线旋转；炉体首端设有与进料系统相连通的进料口，炉体的尾端顶部设有与气体收集处理系统相连通的出气口，尾端底部设有与出料系统相连通的出料口。5.根据权利要求4所述的一种热脱附土壤修复模拟测试设备，其特征在于：炉体的中心线相对于水平线具有向下的1
°
～6
°
的倾斜角。6.根据权利要求5所述的一种热脱附土壤修复模拟测试设备，其特征在于：所述气体收集处理系统包括抽风机，所述抽风机的进风口与热脱附装置的出气口相连通，当不需要对气体进行检测时，抽风机的出风口处依次连接有除尘器和气体污染物处理装置；当需要对气体进行检测时，抽风机的出风口处依次连接有除尘器和气体收集装置，气体收集装置中的污染物经第一污染物检测设备进行检测。7.根据权利要求6所述的一种热脱附土壤修复模拟测试设备，其特征在于：所述出料系统包括土壤传送装置和土壤收集装置；土壤传送装置的一端与热脱附装置的出料口相连通，另一端与土壤收集装置相连通，当需要对土壤中的污染物进行检测时，从土壤收集装置中取样，用溶剂浸提土壤中的污染物，再利用第二污染物检测设备检测热脱附后的土壤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文伶，冯建华，李振抗，李佳，黄乾，王志光，张鹤清，
申请(专利权)人：中建工程产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：