專利名稱：一種石油污染土壤的原位綜合修復系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于石油污染土壤修復技術領域，具體涉及一種石油污染土壤的原位綜合修復系統(tǒng)及方法。
背景技術：
在石油的開采、冶煉、使用和運輸過程，以及含油廢水的排放、污水灌溉等過程會造成土壤石油污染；各種石油制品的揮發(fā)、不完全燃燒物飄落等也可引起系列土壤石油污染；地下儲油罐石油產(chǎn)品的泄漏則是當前土壤和地下水污染的最常見原因。石油污染物會改變土壤有機質(zhì)組成，破壞土壤結構，影響土壤通透性，阻礙植物根系呼吸；石油中的苯系物(BTEX)和多環(huán)芳烴具有致癌、致突變、致畸作用，并可通過食物鏈逐級富集影響到人類； 石油污染物中不易揮發(fā)和被土壤吸附的部分還能滲入地下污染地下水。而土壤和地下水有機污染又具有復雜性、隱蔽性和污染治理難度大、費用高、時間長等特點。因此石油類污染物對土壤和水環(huán)境污染已成為當前和今后最突出的環(huán)境問題之一，引起人們高度重視。現(xiàn)有的土壤石油污染物的修復技術可簡單地分為三大類，即物理修復方法、化學修復方法和生物修復方法。目前針對地下層石油污染物的修復多采用原位修復技術。原位修復技術具有技術簡單易行，成本較低，無需污染物轉移等優(yōu)點。如國際上比較流行的微生物修復技術、植物修復技術、化學表面活性劑修復技術等。但是，這些技術的不足表現(xiàn)在修復時間過長，難于實現(xiàn)全程的過程控制，因而對去除效率難以估計。微生物修復技術，高效菌種難以獲得，菌種篩選難度較高，并且受環(huán)境影響極大，不易于技術推廣。化學修復技術只能針對某些特定的污染物的處理，運行成本非常高。植物修復技術尚處在研究階段，技術上還很不成熟。更主要的是，這些傳統(tǒng)的技術往往只能針對某一類污染物，或是單項污染物的治理。例如，土壤蒸汽抽取技術和生物洗井技術只能針對非飽和層污染物的去除，泵處理技術則只能針對飽和帶含水層中溶解性污染物的去除。事實上，由于污染的條件不同，造成石油污染土壤的污染程度、污染物的性質(zhì)差異較大，同時，由于各種環(huán)境條件和技術成熟程度的限制，使各種處理技術的實用性也受到了一定的限制。在具體的應用過程中，單純依靠一種方法或技術是難以實現(xiàn)污染土壤的清潔和修復，并使土壤恢復自然屬性，通常需要采取物理、化學和生物及工程方法進行綜合治理。通過各種處理技術的協(xié)同作用以達到降低處理費用、縮短處理周期和提高處理效果的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本實發(fā)明的目的在于提供一種石油污染土壤的原位綜合修復系統(tǒng)。本實發(fā)明的目的還在于提供一種石油污染土壤的原位綜合修復方法，將真空抽吸與生物修復技術有機整合，以實現(xiàn)在對石油污染物中易揮發(fā)和不易揮發(fā)組分的同步修復。一種石油污染土壤的原位綜合修復系統(tǒng)，由抽吸井1、真空泵2、汽水分離系統(tǒng)3、 油水分離系統(tǒng)4、配藥罐5、注入泵6、注入井7、自動控制系統(tǒng)8構成；抽吸井由井封9、抽吸管10、可調(diào)節(jié)篩管11構成；抽吸井1依次連接汽水分離系統(tǒng)3、油水分離系統(tǒng)4、配藥罐5、注入泵6、注入井7 ；真空泵2與汽水分離系統(tǒng)3相連接；自動控制系統(tǒng)8分別與真空泵2和注入泵6相連接。所述可調(diào)節(jié)篩管11具有可調(diào)節(jié)的隔層，該隔層可以使篩管不透水部分的長度在0 至篩管總長之間調(diào)節(jié)。一種石油污染土壤的原位綜合修復方法，按照如下步驟進行a、根據(jù)現(xiàn)場土壤污染情況和水文地質(zhì)信息，設計修復方案，布置抽吸井和注入井；b、在地面安裝汽水分離系統(tǒng)3、真空泵2、油水分離系統(tǒng)4、配藥罐5、注入泵6、自動控制系統(tǒng)8;C、選擇合適的注入液成分和配比，加入配藥罐5，通過注入泵6注入注入井7 ；d、根據(jù)抽吸井1液位或液氣比與設定數(shù)值的大小關系決定可調(diào)節(jié)篩管11、真空泵 2、注入泵6的開啟、關閉、或者功率變化，設置工作參數(shù)，啟動系統(tǒng)，正常運行時自動控制系統(tǒng)8的控制規(guī)則如下當抽吸井1中液位與抽吸管10入口之差小于設定值，或抽吸所得液氣比小于設定值，關閉液位以下的可調(diào)節(jié)篩管11 ；當抽吸所得液氣比小于設定值，打開注入泵6 ；當注入泵6打開時間超過設定值，關閉注入泵6，關閉真空泵2，打開可調(diào)節(jié)篩管11 ； 當抽吸井1中液位與抽吸管10入口之差大于設定值，打開真空泵；直至修復過程結束。所述注入液成分質(zhì)量百分數(shù)為過氧化氫0. 5 2%、硝酸鹽0. 1 1%、磷酸鹽 0. 2 2%、生物表面活性劑0. 2 2%、其余為清水。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明結合了真空抽吸與生物修復的優(yōu)點，可對土壤中的自由相和高濃度氣相污染物采取抽吸方法，同時又能對吸附于土壤的石油污染物采取表面活性劑強化的生物修復的方法加速其降解或轉化遷移，從而提高原位土壤修復的修復效率， 縮短工藝流程，降低修復成本，擴大了原位修復技術的適用范圍。


圖1為本發(fā)明石油污染土壤的原位綜合修復系統(tǒng)示意圖；圖中，1-抽吸井、2-真空泵、3-汽水分離系統(tǒng)、4-油水分離系統(tǒng)、5-配藥罐、6_注入泵、7-注入井、8-自動控制系統(tǒng)、9-抽吸井由井封、10-抽吸管、11-可調(diào)節(jié)篩管、12-污染土壤、13-自由相、14-空氣、15-地下水。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。本實施例修復土壤為遼寧省盤錦市遼河油田石油污染土壤，石油污染土壤的原位綜合修復系統(tǒng)(圖1)由抽吸井1、真空泵2、汽水分離系統(tǒng)3、油水分離系統(tǒng)4、配藥罐5、注入泵6、注入井7、自動控制系統(tǒng)8構成；抽吸井由井封9、抽吸管10、可調(diào)節(jié)篩管11構成； 抽吸井1依次連接汽水分離系統(tǒng)3、油水分離系統(tǒng)4、配藥罐5、注入泵6、注入井7 ；真空泵 2與汽水分離系統(tǒng)3相連接；自動控制系統(tǒng)8分別與真空泵2和注入泵6相連接；可調(diào)節(jié)篩管U具有可調(diào)節(jié)的隔層，該隔層可以使篩管不透水部分的長度在0至篩管總長之間調(diào)節(jié)。應用上述石油污染土壤的原位綜合修復系統(tǒng)修復石油污染土壤方法，按照如下步驟進行
a、首先挖掘探測井，對其土壤及地下水污染情況進行了觀察和檢測。分析表明，該場地污染主要是大量富集于地下水以及土壤中的自由相鏈烴類(短、中鏈為主)石油污染物，布置井的總數(shù)為20個，其中，抽吸井3個，注入井5個，監(jiān)測井12個。b、在地面安裝汽水分離系統(tǒng)3、真空泵2、油水分離系統(tǒng)4、配藥罐5、注入泵6、自動控制系統(tǒng)8;C、選擇合適的注入液成分和配比，加入配藥罐5，通過注入泵6注入注入井7 ；注入液成分質(zhì)量百分數(shù)為過氧化氫1%、硝酸鹽0. 5%、磷酸鹽丨^^生物表面活性劑丨^，清水 96. 5% ；d、根據(jù)抽吸井1液位或液氣比與設定數(shù)值的大小關系決定可調(diào)節(jié)篩管11、真空泵 2、注入泵6的開啟、關閉、或者功率變化，采用MCGS組態(tài)軟件，設置工作參數(shù)，啟動系統(tǒng)，正常運行時自動控制系統(tǒng)8的控制規(guī)則如下當抽吸井1中液位與抽吸管10入口之差小于設定值，或抽吸所得液氣比小于設定值，關閉液位以下的可調(diào)節(jié)篩管11 ；當抽吸所得液氣比小于設定值，打開注入泵6 ；當注入泵6打開時間超過設定值，關閉注入泵6，關閉真空泵2， 打開可調(diào)節(jié)篩管11 ；當抽吸井1中液位與抽吸管10入口之差大于設定值，打開真空泵；系統(tǒng)運行65天，修復過程結束。效果評估運行期間，監(jiān)測井油相去除效率最高可以達到100%，各井的平均去除率為63. 43%。在運行初始階段VOS的平均濃度為591ppm，最大為95Ippm ；系統(tǒng)運行后VOS 的平均濃度降為189ppm，峰值濃度降為^K)ppm。說明該發(fā)明能夠在短期內(nèi)有效的處理各種以自由態(tài)、吸附態(tài)、溶解態(tài)或氣態(tài)等形式存在的污染物，同時能夠處理同時存在于飽和帶和非飽和帶的的石油污染物。
權利要求
1.一種石油污染土壤的原位綜合修復系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由抽吸井(1)、真空泵 (2)、汽水分離系統(tǒng)(3)、油水分離系統(tǒng)(4)、配藥罐(5)、注入泵(6)、注入井(7)、自動控制系統(tǒng)(8)構成；抽吸井由井封(9)、抽吸管(10)、可調(diào)節(jié)篩管(11)構成；抽吸井(1)依次連接汽水分離系統(tǒng)(3)、油水分離系統(tǒng)G)、配藥罐(5)、注入泵(6)、注入井(7)；真空泵O)與汽水分離系統(tǒng)(3)相連接；自動控制系統(tǒng)(8)分別與真空泵(2)和注入泵(6)相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述一種石油污染土壤的原位綜合修復系統(tǒng)，其特征在于，所述可調(diào)節(jié)篩管(U)具有可調(diào)節(jié)的隔層，該隔層可以使篩管不透水部分的長度在0至篩管總長之間調(diào)節(jié)。
3.一種石油污染土壤的原位綜合修復方法，其特征在于，按照如下步驟進行a、根據(jù)現(xiàn)場土壤污染情況和水文地質(zhì)信息，設計修復方案，布置抽吸井和注入井；b、在地面安裝汽水分離系統(tǒng)(3)、真空泵O)、油水分離系統(tǒng)G)、配藥罐(5)、注入泵 (6)、自動控制系統(tǒng)(8)；c、選擇合適的注入液成分和配比，加入配藥罐(5)，通過注入泵(6)注入注入井(7)；d、根據(jù)抽吸井(1)液位或液氣比與設定數(shù)值的大小關系決定可調(diào)節(jié)篩管(11)、真空泵O)、注入泵(6)的開啟、關閉、或者功率變化，設置工作參數(shù)，啟動系統(tǒng)，正常運行時自動控制系統(tǒng)(8)的控制規(guī)則如下當抽吸井(1)中液位與抽吸管(10)入口之差小于設定值， 或抽吸所得液氣比小于設定值，關閉液位以下的可調(diào)節(jié)篩管(11)；當抽吸所得液氣比小于設定值，打開注入泵(6)；當注入泵(6)打開時間超過設定值，關閉注入泵(6)，關閉真空泵 O)，打開可調(diào)節(jié)篩管(U)；當抽吸井(1)中液位與抽吸管(10)入口之差大于設定值，打開真空泵；直至修復過程結束。
4.根據(jù)權利要求3所述一種石油污染土壤的原位綜合修復方法，其特征在于，所述注入液成分質(zhì)量百分數(shù)為過氧化氫0. 5 2%、硝酸鹽0. 1 1%、磷酸鹽0. 2 2%、生物表面活性劑0. 2 2%、其余為清水。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于石油污染土壤修復技術領域的一種石油污染土壤的原位綜合修復系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)由抽吸井、真空泵、汽水分離系統(tǒng)、油水分離系統(tǒng)、配藥罐、注入泵、注入井、自動控制系統(tǒng)構成。本發(fā)明的方法結合真空抽吸與生物修復的優(yōu)點，可對土壤中的自由相和高濃度氣相污染物采取抽吸方法，同時又能對吸附于土壤的石油污染物采取表面活性劑強化的生物修復的方法加速其降解或轉化遷移，從而提高原位土壤修復的修復效率，縮短工藝流程，降低修復成本，擴大了原位修復技術的適用范圍。
文檔編號B09C1/08GK102228900SQ201110129619
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權日2011年5月18日
發(fā)明者姚堯, 安春江, 張曉東, 李晟, 趙珊, 魏佳, 黃國和 申請人:華北電力大學