本實(shí)用新型涉及污染土壤的復(fù)原領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)涉及一種污染土壤蒸汽浸提修復(fù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為了保證經(jīng)濟(jì)持續(xù)高效快速發(fā)展，中國(guó)付出了巨大努力，包括環(huán)境破壞產(chǎn)生的各種問(wèn)題。水污染、大氣污染、土壤污染及固廢問(wèn)題逐漸提上日程，引起了人民及國(guó)家政府的關(guān)注。其中土壤環(huán)境污染由于其污染具有隱蔽性、潛伏性、積累性、地域性和不可逆性及長(zhǎng)期性，而導(dǎo)致治理難和周期長(zhǎng)的問(wèn)題。

2014年4月17日，中國(guó)環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部聯(lián)合發(fā)布了《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》，這是我國(guó)首次全國(guó)性土壤污染狀況調(diào)查，時(shí)間從2005年4月到2013年12月，調(diào)查點(diǎn)位覆蓋全部耕地，部分林地、草地、未利用地和建設(shè)用地，實(shí)際調(diào)查面積約630萬(wàn)平方公里。公報(bào)內(nèi)容顯示，全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂(lè)觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問(wèn)題突出。工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人為活動(dòng)以及土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標(biāo)的主要原因。在調(diào)查位點(diǎn)總數(shù)量中，污染土壤超標(biāo)點(diǎn)位的數(shù)量占16.1％，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。

土壤化學(xué)污染物類型主要分無(wú)機(jī)污染和有機(jī)污染，其中重金屬和難降解有機(jī)物污染帶來(lái)的危害尤為嚴(yán)重。由于重金屬和難降解有機(jī)物在土壤環(huán)境中不易分解，土壤環(huán)境中積累的有害物質(zhì)的量和種類越來(lái)越多，并通過(guò)食物鏈進(jìn)入生物體內(nèi)，對(duì)機(jī)體健康造成危害。另外土壤環(huán)境污染還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)下降，甚至?xí)?duì)水質(zhì)、大氣及土壤生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

土壤環(huán)境一旦被污染，僅僅依靠切斷污染源的方法往往很難自我修復(fù)，必須采用各種有效的治理技術(shù)才能消除現(xiàn)實(shí)污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種污染土壤蒸汽浸提修復(fù)系統(tǒng)，旨在利用生物表面活性劑和熱空氣去除污染土壤中的重金屬及有機(jī)物，該工藝具有操作簡(jiǎn)單，成本低，效率高，修復(fù)速率快，避免修復(fù)期間帶來(lái)二次污染等特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

污染土壤蒸汽浸提修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于，包括汽水混合系統(tǒng)和氣相抽提系統(tǒng)；

所述汽水混合系統(tǒng)包括：

存放生物表面活性劑水溶液的容器；

用以將所述容器內(nèi)的生物表面活性劑水溶液霧化并形成汽水混合物的霧化設(shè)備；霧化設(shè)備與容器連通；

所述氣相抽提系統(tǒng)包括：

在污染土壤場(chǎng)地布設(shè)的空氣注射井；空氣注射井向污染土壤注射所述汽水混合系統(tǒng)制造的汽水混合物；

用以加熱空氣注射井的周圍土壤溫度的加熱裝置；

用以將汽水混合物抽出的抽提井。

優(yōu)選的，所述霧化設(shè)備包括依次連接的吸液管、噴霧器、霧化室；進(jìn)一步，所述的霧化室開(kāi)有空氣入口和廢液出口，使得噴霧器噴出的霧狀水溶液與從空氣入口進(jìn)入的空氣混合，在霧化室內(nèi)形成汽水混合物，其中較大的霧滴凝結(jié)后從廢液出口流出，以免霧化室堵塞。進(jìn)一步，所述霧化室連接有引風(fēng)機(jī)。進(jìn)一步，所述廢液出口與廢液收集罐連接，廢液收集罐通過(guò)回流裝置與所述容器連通。

優(yōu)選的，所述氣相抽提系統(tǒng)還包括污染土壤場(chǎng)地表面覆蓋的不透氣覆蓋膜，保證系統(tǒng)的良好密封性。

優(yōu)選的，所述抽提井與汽水分離器連接，汽水分離器分別連接廢氣處理裝置及廢水處理裝置。

優(yōu)選的，所述空氣注射井的周圍均布有若干抽提井。

優(yōu)選的，所述容器為溶解罐。

本實(shí)用新型采用土壤原位淋洗技術(shù)與蒸汽浸提修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)汽水混合系統(tǒng)將生物表面活性劑完全溶解于水并形成汽水混合物后，利用空氣注射井向污染土壤注射該汽水混合物，對(duì)污染土壤進(jìn)行原位淋洗；原位淋洗技術(shù)改變土壤重金屬的存在形態(tài)和有機(jī)物的溶解性，使土壤重金屬更多的轉(zhuǎn)換為可溶解態(tài)，有機(jī)物更多的轉(zhuǎn)為水溶態(tài)；通過(guò)蒸汽浸提修復(fù)技術(shù)將原位淋洗的土壤中可溶性的污染物質(zhì)(包括重金屬和有機(jī)物)去除。采用本實(shí)用新型的系統(tǒng)處理污染土壤問(wèn)題，強(qiáng)化了修復(fù)效果，提高了污染物去除效率。本實(shí)用新型工藝簡(jiǎn)潔、系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、成本低、效率高、無(wú)二次污染，尤其適合重金屬和揮發(fā)性有機(jī)物污染的場(chǎng)地修復(fù)。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)可參閱本案圖式及以下較好實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明而獲得清楚地了解。

附圖說(shuō)明

圖1是污染土壤蒸汽浸提修復(fù)系統(tǒng)的一種實(shí)施例流程圖。

圖2是污染土壤蒸汽浸提修復(fù)系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

溶解罐-1；吸液管-2；噴霧器-3；霧化室-4；引風(fēng)機(jī)-5；廢液收集罐-6；回流裝置-7；加熱裝置-8；空氣注射井-9；抽提井-10；不透氣覆蓋膜-11；汽水分離器-12；泵-13；廢氣處理裝置-14；廢水處理裝置-15；污染土壤-16。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

參見(jiàn)圖1和2，污染土壤蒸汽浸提修復(fù)系統(tǒng)主要包括汽水混合系統(tǒng)和氣相抽提系統(tǒng)兩大部分。

汽水混合系統(tǒng)包括溶解罐1、吸液管2、噴霧器3、霧化室4、引風(fēng)機(jī)5、廢液收集罐6和回流裝置7。

溶解罐1內(nèi)用于存放生物表面活性劑水溶液，生物表面活性劑水溶液可以預(yù)先制得再放入溶解罐1內(nèi)的；也可以是在溶解罐1內(nèi)由生物表面活性劑溶于水形成的。

吸液管2、噴霧器3、霧化室4是構(gòu)成霧化設(shè)備的主要部件，溶解罐1內(nèi)的生物表面活性劑水溶液在泵的作用下，經(jīng)過(guò)多根吸液管2進(jìn)入噴霧器3中，由于吸液管2內(nèi)徑很細(xì)，一般不超過(guò)5mm，所以進(jìn)入噴霧器3中的溶液量很少，在噴霧器3中高壓噴霧噴嘴處形成較細(xì)噴霧液滴，進(jìn)入霧化室4與空氣混合。

霧化室4開(kāi)有空氣入口和廢液出口，使得噴霧器3噴出的霧狀水溶液與從空氣入口進(jìn)入的空氣混合，在霧化室4內(nèi)形成汽水混合物，其中較大的霧滴凝結(jié)后從廢液出口流出，以免霧化室4堵塞。霧化室4的空氣入口連接有引風(fēng)機(jī)5，以提高汽水混合的效率。

霧化室4的廢液出口與廢液收集罐6連接，廢液收集罐6通過(guò)回流裝置7與溶解罐1連通，形成一回路，以便于生物表面活性劑水溶液回收利用。

氣相抽提系統(tǒng)包括加熱裝置8、空氣注射井9、抽提井10、不透氣覆蓋膜11、汽水分離器12、泵13、廢氣處理裝置14及廢水處理裝置15。

空氣注射井9布設(shè)在污染土壤場(chǎng)地的正中間為最佳。霧化室4內(nèi)形成的汽水混合物在泵的作用下，進(jìn)入空氣注射井9，并由空氣注射井9注射進(jìn)入污染土壤16。

在污染土壤場(chǎng)地安裝有加熱裝置8，用以加熱空氣注射井的周圍土壤；加熱土壤溫度至50℃-100℃。

在污染土壤場(chǎng)地周圍布設(shè)有抽提井10，用以將攜帶重金屬和有機(jī)物的汽水混合物抽出。抽提井10的個(gè)數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。在本實(shí)施例匯總，在空氣注射井的周圍均布有多個(gè)抽提井10。

在污染土壤表面需覆蓋不透氣覆蓋膜11，保證系統(tǒng)的良好密封性，進(jìn)一步提高抽提井10的抽提效率。土壤加熱后，其中的有機(jī)物等具有揮發(fā)性的物質(zhì)受熱會(huì)溢出地表，覆蓋不透氣覆蓋膜后，揮發(fā)出的氣體只能通過(guò)抽提井溢出，并被收集集中處理。

抽提井10通過(guò)泵13與汽水分離器12連接，汽水分離器12分別連接廢氣處理裝置14及廢水處理裝置15。廢氣處理裝置14使用活性炭吸附，廢水處理裝置15使用濃縮后加堿回收重金屬，對(duì)于特定的重金屬，根據(jù)沉淀溶解平衡確定最適pH范圍。

使用該污染土壤蒸汽浸提修復(fù)系統(tǒng)的修復(fù)方法，包括以下步驟：

A、根據(jù)場(chǎng)地調(diào)查結(jié)果選取適宜的生物表面活性劑，該生物表面活性劑是指能夠改變目標(biāo)重金屬的存在形態(tài)及改變揮發(fā)性有機(jī)物溶解性的，由生物代謝產(chǎn)生的生物表面活性劑。在溶解罐1內(nèi)使生物表面活性劑完全溶解于水中，具體方法是：生物表面活性劑加入水中后，再加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH值至中性，并攪拌。由于生物表面活性劑按來(lái)源分類為糖脂、磷脂、脂肪酸、脂肽和脂蛋白，是一類陰離子表面活性劑。生物表面活性劑分子中既有親水基團(tuán)也有疏水基團(tuán)，其親水基團(tuán)主要是羧基、羥基、酯基及其他含氧酸基團(tuán)，在水中呈酸性。所以加入堿性物質(zhì)后使得溶解在水中的生物表面活性劑的親水基團(tuán)電離平衡向右移動(dòng)，加大電離度，從而增加生物表面活性劑的溶解量。

B、通過(guò)霧化設(shè)備使生物表面活性劑水溶液形成霧狀狀態(tài)并與空氣混合，形成汽水混合物。

C、在污染土壤場(chǎng)地布設(shè)空氣注射井9和抽提井10。

D、通過(guò)加熱裝置8加熱空氣注射井周圍的污染土壤場(chǎng)地，加熱土壤溫度至50℃-100℃。

E、通過(guò)空氣注射井注射汽水混合物，使汽水混合物滲透并通過(guò)污染土壤區(qū)域；對(duì)污染土壤進(jìn)行原位淋洗。

選用的生物表面活性劑是一種環(huán)境友好型表面活性劑，可以生物降解，溶解到水中進(jìn)入土壤后能夠降低水土界面張力，減少污染物在土壤顆粒上的附著。生物表面活性劑改變土壤重金屬的存在形態(tài)和有機(jī)物的溶解性，使土壤重金屬更多的轉(zhuǎn)換為可溶解態(tài)，有機(jī)物更多的轉(zhuǎn)為水溶態(tài)。生物表面活性劑中的親水基團(tuán)如羥基、羧基、磷酸基團(tuán)等含有氧原子，與重金屬離子絡(luò)合并形成膠束，將重金屬?gòu)耐寥乐蟹蛛x出來(lái)。生物表面活性劑有助于揮發(fā)性有機(jī)污染物從土壤顆粒的解吸，并溶解于生物表面活性劑膠束中以及吸附在其單體上，從而增加有機(jī)物在水中的分配。另外，生物表面活性劑可以顯著改變揮發(fā)性有機(jī)污染物的氣液分配平衡，明顯降低這些有機(jī)物的亨利常數(shù)，使有機(jī)物從土壤中脫附進(jìn)入水中，更加有利于有機(jī)污染物通過(guò)土壤蒸汽浸提去除。

F、通過(guò)抽提井抽提。攜帶包裹重金屬離子的生物表面活性劑溶液被抽提出土壤。有機(jī)物等具有揮發(fā)性的物質(zhì)受熱揮發(fā)，并隨汽水混合物被抽出。

G、將攜帶重金屬和有機(jī)物的汽水混合物輸送至汽水分離器12，分離后的廢氣經(jīng)過(guò)廢氣處理裝置14得以凈化，分離后的廢水通過(guò)廢水處理裝置15得到處理。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。