專利名稱：一種太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型公開了一種太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置，屬于環(huán)境修復(fù)設(shè)備類。
背景技術(shù)：
目前，我國土壤有機(jī)物污染十分嚴(yán)重，有機(jī)化合物污染已經(jīng)超過重金屬污染和放射性污染而躍居首位，我國受各種有機(jī)污染物(農(nóng)藥、石油烴和PAHs等)污染的農(nóng)田達(dá) 3. 6X 107hm2，大多數(shù)有機(jī)污染物為4環(huán)以上的具有致癌作用，且對農(nóng)產(chǎn)品和人體健康的危害已開始顯露。隨著我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，越來越多的土壤受到有機(jī)物污染， 有機(jī)物吸附于土壤中或遷移到地下水和大氣中，都將直接或間接地對人類生命安全造成危脅。近幾年，由于使用不經(jīng)處理的污染場地，出現(xiàn)的事故比比皆是，國家對于土壤污染現(xiàn)狀已相當(dāng)重視，相繼開展了全國土地污染調(diào)查，并出臺了相關(guān)的法規(guī)政策，未來幾年，國家將投入大量的人力和財力，加強(qiáng)土壤污染治理，因此治理有機(jī)物污染土壤已經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域的一項迫切任務(wù)。有機(jī)物污染土壤修復(fù)方法分為原位和異位，原位修復(fù)有節(jié)約費(fèi)用和環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，但存在易受環(huán)境條件影響，修復(fù)周期長，修復(fù)條件難予控制和修復(fù)效果難以保證等特點(diǎn)，而異位修復(fù)在這些方面有較大的優(yōu)勢。土壤氣相抽取(SVE)技術(shù)是20世紀(jì)90年代以來迅速發(fā)展的一種清除土壤中揮發(fā)性有機(jī)物的修復(fù)方法，是采用最為廣泛、成熟程度最高的技術(shù)，SVE系統(tǒng)運(yùn)行成本低廉、操作簡便，在許多揮發(fā)性有機(jī)物污染土壤的修復(fù)中得到了成功應(yīng)用。美國EPA評價其大大優(yōu)于傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)，國內(nèi)報道顯示該技術(shù)值得我國大力推廣。為提高有機(jī)組分揮發(fā)性，擴(kuò)大土壤蒸氣浸提技術(shù)的使用范圍的熱增強(qiáng)式土壤蒸氣浸提技術(shù)正日益發(fā)展，包括熱空氣注射、蒸氣注射和電磁加熱等，這些強(qiáng)化措施的使用大大提高了修復(fù)效果，但也帶來了成本的增加。 近年來，采用熱蒸汽注入的土壤修復(fù)方法得到了廣泛的應(yīng)用，此方法需要大量的熱蒸汽，它的制作需要大量的水資源，采用原位修復(fù)時，由于污染場地水源缺乏，熱蒸汽的保溫運(yùn)輸耗費(fèi)大量的人力和物力。太陽能為可再生能源，資源豐富，應(yīng)用成本低且無污染。目前，利用太陽輻射能的裝置已有很多，如太陽能熱水器、太陽能灶、太陽能電焊機(jī)等，為人類生活提供了諸多方便。 但是，在一些不發(fā)達(dá)地區(qū)，太陽能的普及率較低，造成了能源的大量浪費(fèi)。同時，隨著不可再生能源的枯竭，太陽能將受到更多的關(guān)注，用于不多的行業(yè)。由于我國土壤修復(fù)行業(yè)起步較晚，經(jīng)驗缺乏，大部分技術(shù)和設(shè)備都引進(jìn)國外，造成了修復(fù)成本的提高、周期延長和效率低下。因此，結(jié)合我國自身情況，開發(fā)和研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的土壤修復(fù)裝置，對于我國生態(tài)環(huán)境的改善和人民生活水平的提高將具有重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容針對上述存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種經(jīng)濟(jì)、高效、快速的，可工程規(guī)?；瘧?yīng)用的利用太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置，為了實現(xiàn)上述目的，其技術(shù)解決方案為一種太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置，由太陽能供汽系統(tǒng)、土壤修復(fù)倉、水循環(huán)系統(tǒng)和連接管道組成，太陽能供汽系統(tǒng)由一組太陽能接收裝置組成，每個太陽能接收裝置由支座、槽形聚光殼體、吸熱管和支架構(gòu)成，槽形聚光殼體兩端鉸接在支座上，支架對稱固定于槽形聚光殼體兩端外邊緣上，吸熱管固定于支架上，吸熱管兩端端壁上分別設(shè)有進(jìn)水接頭和出汽接頭，進(jìn)水接頭位于一端端壁底部，出汽接頭位于另一端端壁頂部，各個太陽能接收裝置的出汽接頭通過支流保溫管并聯(lián)連接到匯流保溫管上，各個太陽能接收裝置的進(jìn)水接頭通過支流注水管并聯(lián)連接到匯流注水管上，吸熱管和匯流注水管之間的支流注水管上設(shè)有注水泵，土壤修復(fù)倉由預(yù)制床、帽罩、行星式攪拌機(jī)和尼龍紗構(gòu)成，預(yù)制床為箱體，上表面均勻布有通氣孔，預(yù)制床側(cè)壁上方設(shè)有進(jìn)汽接頭，底部中央設(shè)有排水接頭， 帽罩密封固定于預(yù)制床上方，帽罩側(cè)壁上設(shè)有一個密封門，尼龍紗固定于預(yù)制床上表面，行星式攪拌機(jī)為一組，位于尼龍紗上并均勻地固定在預(yù)制床上表面，匯流保溫管通過保溫管組與預(yù)制床上部進(jìn)汽接頭密封連接，水循環(huán)系統(tǒng)由抽風(fēng)機(jī)、集水桶、冷凝器、尾氣處理設(shè)備、 污水處理設(shè)備、抽水泵、儲水槽、注水泵和連接管道構(gòu)成，抽風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口通過排氣管與帽罩頂部和冷凝器氣體入口分別密封連接，尾氣處理設(shè)備通過導(dǎo)氣管與冷凝器的氣體出口密封連接，污水處理設(shè)備的進(jìn)水口與冷凝器的液體出口密封連接，污水處理設(shè)備的出水口和儲水槽頂部入水孔通過導(dǎo)水管密封連接，集水桶的進(jìn)水孔與預(yù)制床底部排水接頭通過導(dǎo)水管密封連接，集水桶的出水孔通過導(dǎo)水管與污水處理設(shè)備的進(jìn)水孔密封連接，污水處理設(shè)備和集水桶(14)之間的導(dǎo)水管上設(shè)有抽水泵，匯流注水管的進(jìn)水端與儲水槽的出水孔密封連接。所述的吸熱管采用比熱容小于0. 4X 103kJ/(kg · °C )的金屬材料。所述的匯流保溫管和支流保溫管的管徑比為2 1。所述的匯流注水管和支流注水管的管徑比為2 1。由于采用了以上技術(shù)方案，本實用新型的太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置，采用太陽輻射能制備熱蒸汽，對揮發(fā)性有機(jī)物污染土進(jìn)行熱脫附處理，太陽能供汽系統(tǒng)采用一組太陽能接收裝置，保證了熱蒸汽供應(yīng)速度和流量，太陽能接收裝置的槽形設(shè)計滿足大面域加熱，土壤修復(fù)倉結(jié)構(gòu)合理，熱蒸汽均勻通過污染土，在行星式攪拌儀作用下可提高修復(fù)效率，尾氣及時收集處理，不會帶來二次污染，污水同步凈化并循環(huán)利用，節(jié)約了資源。裝置集供汽、土壤處理和水循環(huán)利用于一體，結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、節(jié)約能源，可以大規(guī)模工程應(yīng)用，實現(xiàn)各種揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)物污染土高效、快速修復(fù)，為有機(jī)物污染土壤的處理和修復(fù)提供了技術(shù)和設(shè)備。

附圖是本實用新型處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述見附圖[0016]一種太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置，它由太陽能供汽系統(tǒng)、土壤修復(fù)倉、水循環(huán)系統(tǒng)和連接管道組成，太陽能供汽系統(tǒng)由一組太陽能接收裝置組成，每個太陽能接收裝置由支座1、槽形聚光殼體2、吸熱管3和支架4構(gòu)成，槽形聚光殼體2兩端鉸接在支座1上，可根據(jù)太陽光照射角度自由調(diào)節(jié)殼體所朝方向，也可采用自動跟蹤式設(shè)計，槽形聚光殼體2的長槽形結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了太陽能面域加熱，支架4對稱固定于槽形聚光殼體2兩端外邊緣上，吸熱管3固定于支架4上，采用比熱容小于0. 4X103kJ/ (kg · V )的金屬材料， 吸熱及導(dǎo)熱性能強(qiáng)，吸熱管3兩端端壁上分別設(shè)有進(jìn)水接頭和出汽接頭，進(jìn)水接頭位于一端端壁底部，出汽接頭位于另一端端壁頂部，通?？刹捎?個太陽能接收裝置為一組，各個太陽能接收裝置的出汽接頭通過支流保溫管5并聯(lián)連接到匯流保溫管6上，保溫管保證了蒸汽溫度不散失，為了更好的保證進(jìn)汽量，各個太陽能接收裝置的進(jìn)水接頭通過支流注水管21并聯(lián)連接到匯流注水管20上，匯流保溫管6和支流保溫管5的管徑比為2 1，匯流注水管20和支流注水管21的管徑比為2 1，保障各吸熱管3的供水量，吸熱管3和匯流注水管20之間的支流注水管21上設(shè)有注水泵22，注水泵22控制水源的補(bǔ)給，土壤修復(fù)倉由預(yù)制床8、帽罩9、行星式攪拌機(jī)10和尼龍紗11構(gòu)成，預(yù)制床8為箱體，預(yù)制床8側(cè)壁上方設(shè)有進(jìn)汽接頭，底部中央設(shè)有排水接頭，預(yù)制床8上表面均勻布有通氣孔12，熱蒸汽可通過箱形預(yù)制床8均勻地進(jìn)入帽罩9內(nèi)，帽罩9密封固定于預(yù)制床8上方，帽罩9側(cè)壁上設(shè)有一個密封門，方便污染土的進(jìn)出，尼龍紗11固定于預(yù)制床8上表面，行星式攪拌機(jī)10為一組，位于尼龍紗11上并均勻地固定在預(yù)制床8上表面，行星式構(gòu)造擴(kuò)大了單個攪拌機(jī)10的作用范圍，攪拌作用可加速揮發(fā)性有機(jī)物的解吸，尼龍紗11可以阻止污染土掉下預(yù)制床8 中，匯流保溫管6通過保溫管組7與預(yù)制床8上部進(jìn)汽接頭密封連接，保證了熱蒸汽均勻進(jìn)入預(yù)制床8中，水循環(huán)系統(tǒng)由抽風(fēng)機(jī)13、集水桶14、冷凝器15、尾氣處理設(shè)備16、污水處理設(shè)備17、抽水泵18、儲水槽19、注水泵22和連接管道構(gòu)成，抽風(fēng)機(jī)13的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口通過排氣管與帽罩9頂部和冷凝器15氣體入口分別密封連接，尾氣處理設(shè)備16通過導(dǎo)氣管與冷凝器15的氣體出口密封連接，污水處理設(shè)備17的進(jìn)水口與冷凝器15的液體出口密封連接，污水處理設(shè)備17的出水口和儲水槽19頂部入水孔通過導(dǎo)水管密封連接，抽出的污染氣體經(jīng)冷凝器15分流后能高效、快速處理，且水份可實現(xiàn)循環(huán)利用，集水桶14的進(jìn)水孔與預(yù)制床8底部排水接頭通過導(dǎo)水管密封連接，集水桶14的出水孔通過導(dǎo)水管與污水處理設(shè)備 17的進(jìn)水孔密封連接，污水處理設(shè)備17和集水桶14之間的導(dǎo)水管上設(shè)有抽水泵18，該結(jié)構(gòu)用于處理預(yù)制床8底部所集污水，污水處理后循環(huán)利用，匯流注水管20的進(jìn)水端與儲水槽19的出水孔密封連接。本實用新型太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置工作原理打開帽罩9上的密封門，將待處理的污染土平鋪于預(yù)制床8上，關(guān)上帽罩9上的密封門，打開注水泵22進(jìn)行放水，儲水槽19中的凈水經(jīng)匯流注水管20和支流注水管21從吸熱管3的液體入口流入其中，當(dāng)吸熱管3中的水位達(dá)到吸熱管2/3時，關(guān)閉注水泵22，運(yùn)行中應(yīng)隨時根據(jù)吸熱管3中的水位控制注水泵22的開閉，打開抽風(fēng)機(jī)13和攪拌機(jī)10的電源開關(guān)，受熱蒸騰出的水蒸汽由吸熱管3的氣孔流出，經(jīng)支流保溫管5匯入?yún)R流保溫管6中， 再經(jīng)保溫管組7流入預(yù)制床8中，熱蒸汽從通氣孔12中均勻地流經(jīng)污染土，受熱解吸的揮發(fā)性有機(jī)污染物在抽風(fēng)機(jī)13的作用下流入冷凝器15中，經(jīng)分流，污染氣體流入尾氣處理設(shè)備16中進(jìn)行處理，而污水則流入污水處理設(shè)備17中進(jìn)行凈化，當(dāng)預(yù)制床8底部存在污水時，應(yīng)打開抽水泵18，抽完污水后關(guān)閉，凈化后的凈水流入儲水槽19中再利用，隨著太陽光照射角度的偏移，應(yīng)隨時調(diào)整槽形聚光殼體2的朝向，以保證加熱速率。
權(quán)利要求1.一種太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置，其特征在于太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置由太陽能供汽系統(tǒng)、土壤修復(fù)倉、水循環(huán)系統(tǒng)和連接管道組成，所述太陽能供汽系統(tǒng)由一組太陽能接收裝置組成，每個太陽能接收裝置由支座(1)、槽形聚光殼體O)、吸熱管C3)和支架(4)構(gòu)成，槽形聚光殼體( 兩端鉸接在支座(1)上，支架(4) 對稱固定于槽形聚光殼體(2)兩端外邊緣上，吸熱管(3)固定于支架(4)上，吸熱管(3)兩端端壁上分別設(shè)有進(jìn)水接頭和出汽接頭，進(jìn)水接頭位于端壁底部，出汽接頭位于另一端端壁頂部，各個太陽能接收裝置的出汽接頭通過支流保溫管( 并聯(lián)連接到匯流保溫管(6) 上，各個太陽能接收裝置的進(jìn)水接頭通過支流注水管并聯(lián)連接到匯流注水管OO)上， 吸熱管C3)和匯流注水管OO)之間的支流注水管上設(shè)有注水泵(22)，所述土壤修復(fù)倉由預(yù)制床(8)、帽罩(9)、行星式攪拌機(jī)(10)和尼龍紗(11)構(gòu)成，預(yù)制床(8)為箱體，預(yù)制床(8)上表面均勻布有通氣孔(12)，預(yù)制床(8)側(cè)壁上方設(shè)有進(jìn)汽接頭，底部中央設(shè)有排水接頭，帽罩(9)密封固定于預(yù)制床(8)上方，帽罩(9)側(cè)壁上設(shè)有一個密封門，尼龍紗 (11)固定于預(yù)制床(8)上表面，行星式攪拌機(jī)(10)為一組，位于尼龍紗(11)上并均勻地固定在預(yù)制床(8)上表面，匯流保溫管(6)通過保溫管組(7)與預(yù)制床(8)上部進(jìn)汽接頭密封連接，所述水循環(huán)系統(tǒng)由抽風(fēng)機(jī)(13)、集水桶(14)、冷凝器(15)、尾氣處理設(shè)備(16)、污水處理設(shè)備(17)、抽水泵(18)、儲水槽(19)、注水泵0 和連接管道構(gòu)成，抽風(fēng)機(jī)(13)的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口通過排氣管與帽罩(9)頂部和冷凝器(15)氣體入口分別密封連接，尾氣處理設(shè)備(16)通過導(dǎo)氣管與冷凝器(1 的氣體出口密封連接，污水處理設(shè)備(17)的進(jìn)水口與冷凝器(1 的液體出口密封連接，污水處理設(shè)備(17)的出水口和儲水槽(19)頂部入水孔通過導(dǎo)水管密封連接，集水桶(14)的進(jìn)水孔與預(yù)制床(8)底部排水接頭通過導(dǎo)水管密封連接，集水桶(14)的出水孔通過導(dǎo)水管與污水處理設(shè)備(17)的進(jìn)水孔密封連接，污水處理設(shè)備(17)和集水桶(14)之間的導(dǎo)水管上設(shè)有抽水泵(18)，匯流注水管OO)的進(jìn)水端與儲水槽(1 的出水孔密封連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置，其特征在于所述的吸熱管⑶采用比熱容小于0.4X10\j/(kg· °C)的金屬材料。
3.如權(quán)利要求1所述的一種太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置，其特征在于所述的匯流保溫管(6)和支流保溫管(5)的管徑比為2 1。
4.如權(quán)利要求1所述的一種太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置，其特征在于所述的匯流注水管OO)和支流注水管的管徑比為2 1。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置，它由太陽能供汽系統(tǒng)、土壤修復(fù)倉、水循環(huán)系統(tǒng)和連接管道組成，裝置利用太陽能輻射，通過聚光獲取熱量，加熱吸熱管中的水份以提供土壤修復(fù)用熱蒸汽，水循環(huán)系統(tǒng)源源不斷提供所需水份。本實用新型的太陽能異位修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)物污染土的裝置集供汽、土壤處理和水循環(huán)利用于一體，結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、節(jié)約能源，可以大規(guī)模工程應(yīng)用，實現(xiàn)各種揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機(jī)物污染土的高效、快速修復(fù)，為有機(jī)物污染土壤的處理和修復(fù)提供了技術(shù)和設(shè)備。
文檔編號B09C1/06GK201959978SQ201020652599
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者劉磊, 李江山, 潘志強(qiáng), 胡竹云, 薛強(qiáng) 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所