本实用新型涉及污染土壤的复原领域，具体来说涉及一种污染土壤蒸汽浸提修复系统。
背景技术：
为了保证经济持续高效快速发展，中国付出了巨大努力，包括环境破坏产生的各种问题。水污染、大气污染、土壤污染及
固废问题逐渐提上日程，引起了人民及国家政府的关注。其中土壤环境污染由于其污染具有隐蔽性、潜伏性、积累性、地域性和不可逆性及长期性，而导致治理难和周期长的问题。
2014年4月17日，中国环境保护部和国土资源部联合发布了《全国土壤污染状况调查公报》，这是我国首次全国性土壤污染状况调查，时间从2005年4月到2013年12月，调查点位覆盖全部耕地，部分林地、草地、未利用地和建设用地，实际调查面积约630万平方公里。公报内容显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。在调查位点总数量中，污染土壤超标点位的数量占16.1％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。
土壤化学污染物类型主要分无机污染和有机污染，其中重金属和难降解有机物污染带来的危害尤为严重。由于重金属和难降解有机物在土壤环境中不易分解，土壤环境中积累的有害物质的量和种类越来越多，并通过食物链进入生物体内，对机体健康造成危害。另外土壤环境污染还会导致严重的经济损失和农产品的产量和品质下降，甚至会对水质、大气及土壤生态系统产生影响。
土壤环境一旦被污染，仅仅依靠切断污染源的方法往往很难自我修复，必须采用各种有效的治理技术才能消除现实污染。
技术实现要素：
针对现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种污染土壤蒸汽浸提修复系统，旨在利用生物表面活性剂和热空气去除污染土壤中的重金属及有机物，该工艺具有操作简单，成本低，效率高，修复速率快，避免修复期间带来二次污染等特点。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
污染土壤蒸汽浸提修复系统，其特征在于，包括汽水混合系统和气相抽提系统；
所述汽水混合系统包括：
存放生物表面活性剂水溶液的容器；
用以将所述容器内的生物表面活性剂水溶液雾化并形成汽水混合物的雾化设备；雾化设备与容器连通；
所述气相抽提系统包括：
在污染土壤场地布设的空气注射井；空气注射井向污染土壤注射所述汽水混合系统制造的汽水混合物；
用以加热空气注射井的周围土壤温度的加热装置；
用以将汽水混合物抽出的抽提井。
优选的，所述雾化设备包括依次连接的吸液管、喷雾器、雾化室；进一步，所述的雾化室开有空气入口和废液出口，使得喷雾器喷出的雾状水溶液与从空气入口进入的空气混合，在雾化室内形成汽水混合物，其中较大的雾滴凝结后从废液出口流出，以免雾化室堵塞。进一步，所述雾化室连接有引风机。进一步，所述废液出口与废液收集罐连接，废液收集罐通过回流装置与所述容器连通。
优选的，所述气相抽提系统还包括污染土壤场地表面覆盖的不透气覆盖膜，保证系统的良好密封性。
优选的，所述抽提井与汽水分离器连接，汽水分离器分别连接废气处理装置及废水处理装置。
优选的，所述空气注射井的周围均布有若干抽提井。
优选的，所述容器为溶解罐。
本实用新型采用土壤原位淋洗技术与蒸汽浸提修复技术相结合，通过汽水混合系统将生物表面活性剂完全溶解于水并形成汽水混合物后，利用空气注射井向污染土壤注射该汽水混合物，对污染土壤进行原位淋洗；原位淋洗技术改变土壤重金属的存在形态和有机物的溶解性，使土壤重金属更多的转换为可溶解态，有机物更多的转为水溶态；通过蒸汽浸提修复技术将原位淋洗的土壤中可溶性的污染物质(包括重金属和有机物)去除。采用本实用新型的系统处理污染土壤问题，强化了修复效果，提高了污染物去除效率。本实用新型工艺简洁、系统操作简单、成本低、效率高、无二次污染，尤其适合重金属和挥发性有机物污染的场地修复。
本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1是污染土壤蒸汽浸提修复系统的一种实施例流程图。
图2是污染土壤蒸汽浸提修复系统一种实施例的结构示意图。
附图标记：
溶解罐-1；吸液管-2；喷雾器-3；雾化室-4；引风机-5；废液收集罐-6；回流装置-7；加热装置-8；空气注射井-9；抽提井-10；不透气覆盖膜-11；汽水分离器-12；泵-13；废气处理装置-14；废水处理装置-15；污染土壤-16。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
参见图1和2，污染土壤蒸汽浸提修复系统主要包括汽水混合系统和气相抽提系统两大部分。
汽水混合系统包括溶解罐1、吸液管2、喷雾器3、雾化室4、引风机5、废液收集罐6和回流装置7。
溶解罐1内用于存放生物表面活性剂水溶液，生物表面活性剂水溶液可以预先制得再放入溶解罐1内的；也可以是在溶解罐1内由生物表面活性剂溶于水形成的。
吸液管2、喷雾器3、雾化室4是构成雾化设备的主要部件，溶解罐1内的生物表面活性剂水溶液在泵的作用下，经过多根吸液管2进入喷雾器3中，由于吸液管2内径很细，一般不超过5mm，所以进入喷雾器3中的溶液量很少，在喷雾器3中高压喷雾喷嘴处形成较细喷雾液滴，进入雾化室4与空气混合。
雾化室4开有空气入口和废液出口，使得喷雾器3喷出的雾状水溶液与从空气入口进入的空气混合，在雾化室4内形成汽水混合物，其中较大的雾滴凝结后从废液出口流出，以免雾化室4堵塞。雾化室4的空气入口连接有引风机5，以提高汽水混合的效率。
雾化室4的废液出口与废液收集罐6连接，废液收集罐6通过回流装置7与溶解罐1连通，形成一回路，以便于生物表面活性剂水溶液回收利用。
气相抽提系统包括加热装置8、空气注射井9、抽提井10、不透气覆盖膜11、汽水分离器12、泵13、废气处理装置14及废水处理装置15。
空气注射井9布设在污染土壤场地的正中间为最佳。雾化室4内形成的汽水混合物在泵的作用下，进入空气注射井9，并由空气注射井9注射进入污染土壤16。
在污染土壤场地安装有加热装置8，用以加热空气注射井的周围土壤；加热土壤温度至50℃-100℃。
在污染土壤场地周围布设有抽提井10，用以将携带重金属和有机物的汽水混合物抽出。抽提井10的个数可以根据实际情况进行设置。在本实施例汇总，在空气注射井的周围均布有多个抽提井10。
在污染土壤表面需覆盖不透气覆盖膜11，保证系统的良好密封性，进一步提高抽提井10的抽提效率。土壤加热后，其中的有机物等具有挥发性的物质受热会溢出地表，覆盖不透气覆盖膜后，挥发出的气体只能通过抽提井溢出，并被收集集中处理。
抽提井10通过泵13与汽水分离器12连接，汽水分离器12分别连接废气处理装置14及废水处理装置15。废气处理装置14使用活性炭吸附，废水处理装置15使用浓缩后加碱回收重金属，对于特定的重金属，根据沉淀溶解平衡确定最适pH范围。
使用该污染土壤蒸汽浸提修复系统的修复方法，包括以下步骤：
A、根据场地调查结果选取适宜的生物表面活性剂，该生物表面活性剂是指能够改变目标重金属的存在形态及改变挥发性有机物溶解性的，由生物代谢产生的生物表面活性剂。在溶解罐1内使生物表面活性剂完全溶解于水中，具体方法是：生物表面活性剂加入水中后，再加入碱性物质调节pH值至中性，并搅拌。由于生物表面活性剂按来源分类为糖脂、磷脂、脂肪酸、脂肽和脂蛋白，是一类阴离子表面活性剂。生物表面活性剂分子中既有亲水基团也有疏水基团，其亲水基团主要是羧基、羟基、酯基及其他含氧酸基团，在水中呈酸性。所以加入碱性物质后使得溶解在水中的生物表面活性剂的亲水基团电离平衡向右移动，加大电离度，从而增加生物表面活性剂的溶解量。
B、通过雾化设备使生物表面活性剂水溶液形成雾状状态并与空气混合，形成汽水混合物。
C、在污染土壤场地布设空气注射井9和抽提井10。
D、通过加热装置8加热空气注射井周围的污染土壤场地，加热土壤温度至50℃-100℃。
E、通过空气注射井注射汽水混合物，使汽水混合物渗透并通过污染土壤区域；对污染土壤进行原位淋洗。
选用的生物表面活性剂是一种环境友好型表面活性剂，可以生物降解，溶解到水中进入土壤后能够降低水土界面张力，减少污染物在土壤颗粒上的附着。生物表面活性剂改变土壤重金属的存在形态和有机物的溶解性，使土壤重金属更多的转换为可溶解态，有机物更多的转为水溶态。生物表面活性剂中的亲水基团如羟基、羧基、磷酸基团等含有氧原子，与重金属离子络合并形成胶束，将重金属从土壤中分离出来。生物表面活性剂有助于挥发性有机污染物从土壤颗粒的解吸，并溶解于生物表面活性剂胶束中以及吸附在其单体上，从而增加有机物在水中的分配。另外，生物表面活性剂可以显著改变挥发性有机污染物的气液分配平衡，明显降低这些有机物的亨利常数，使有机物从土壤中脱附进入水中，更加有利于有机污染物通过土壤蒸汽浸提去除。
F、通过抽提井抽提。携带包裹重金属离子的生物表面活性剂溶液被抽提出土壤。有机物等具有挥发性的物质受热挥发，并随汽水混合物被抽出。
G、将携带重金属和有机物的汽水混合物输送至汽水分离器12，分离后的废气经过废气处理装置14得以净化，分离后的废水通过废水处理装置15得到处理。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
技术特征：
1.污染土壤蒸汽浸提修复系统，其特征在于，包括汽水混合系统和气相抽提系统；
所述汽水混合系统包括：
存放生物表面活性剂水溶液的容器；
用以将所述容器内的生物表面活性剂水溶液雾化并形成汽水混合物的雾化设备；雾化设备与容器连通；
所述气相抽提系统包括：
在污染土壤场地布设的空气注射井；空气注射井向污染土壤注射所述汽水混合系统制造的汽水混合物；
用以加热空气注射井的周围土壤温度的加热装置；
用以将汽水混合物抽出的抽提井。
2.根据权利要求1所述的污染土壤蒸汽浸提修复系统，其特征在于，所述雾化设备包括依次连接的吸液管、喷雾器、雾化室；喷雾器的高压喷嘴与雾化室连通。
3.根据权利要求2所述的污染土壤蒸汽浸提修复系统，其特征在于，所述的雾化室开有空气入口和废液出口。
4.根据权利要求2所述的污染土壤蒸汽浸提修复系统，其特征在于，所述雾化室连接有引风机。
5.根据权利要求3所述的污染土壤蒸汽浸提修复系统，其特征在于，所述废液出口与废液收集罐连接，废液收集罐通过回流装置与所述容器连通。
6.根据权利要求1所述的污染土壤蒸汽浸提修复系统，其特征在于，所述气相抽提系统还包括污染土壤场地表面覆盖的不透气覆盖膜。
7.根据权利要求1所述的污染土壤蒸汽浸提修复系统，其特征在于，所述抽提井与汽水分离器连接，汽水分离器分别连接废气处理装置及废水处理装置。
8.根据权利要求1所述的污染土壤蒸汽浸提修复系统，其特征在于，所述空气注射井的周围均布有若干抽提井。
技术总结
本实用新型公开了一种污染土壤蒸汽浸提修复系统，该修复系统包括汽水混合系统和气相抽提系统；通过汽水混合系统将生物表面活性剂完全溶解于水并形成汽水混合物后，利用气相抽提系统的空气注射井向污染土壤注射该汽水混合物，对污染土壤进行原位淋洗；原位淋洗技术改变土壤重金属的存在形态和有机物的溶解性，使土壤重金属更多的转换为可溶解态，有机物更多的转为水溶态；通过气相抽提系统将原位淋洗的土壤中可溶性的污染物质去除。采用本实用新型的系统处理污染土壤问题，强化了修复效果，提高了污染物去除效率。本实用新型操作简单、成本低、效率高、无二次污染，尤其适合重金属和挥发性有机物污染的场地修复。
技术研发人员：高继贤;王伟亚;孙一轩;张莉;王珍
受保护的技术使用者：上海伊尔庚环境工程有限公司
文档号码：201720151581
技术研发日：2017.02.20
技术公布日：2017.10.13
声明：
“污染土壤蒸汽浸提修复系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：上海伊尔庚环境工程有限公司
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2024年11月29日 ~ 12月01日 
