本實用新型涉及污染土壤的復原領域，具體來說涉及一種污染土壤蒸汽浸提修復系統(tǒng)。

背景技術：

為了保證經(jīng)濟持續(xù)高效快速發(fā)展，中國付出了巨大努力，包括環(huán)境破壞產(chǎn)生的各種問題。水污染、大氣污染、土壤污染及固廢問題逐漸提上日程，引起了人民及國家政府的關注。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期性，而導致治理難和周期長的問題。

2014年4月17日，中國環(huán)境保護部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布了《全國土壤污染狀況調查公報》，這是我國首次全國性土壤污染狀況調查，時間從2005年4月到2013年12月，調查點位覆蓋全部耕地，部分林地、草地、未利用地和建設用地，實際調查面積約630萬平方公里。公報內(nèi)容顯示，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人為活動以及土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標的主要原因。在調查位點總數(shù)量中，污染土壤超標點位的數(shù)量占16.1％，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。

土壤化學污染物類型主要分無機污染和有機污染，其中重金屬和難降解有機物污染帶來的危害尤為嚴重。由于重金屬和難降解有機物在土壤環(huán)境中不易分解，土壤環(huán)境中積累的有害物質的量和種類越來越多，并通過食物鏈進入生物體內(nèi)，對機體健康造成危害。另外土壤環(huán)境污染還會導致嚴重的經(jīng)濟損失和農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質下降，甚至會對水質、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，必須采用各種有效的治理技術才能消除現(xiàn)實污染。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的問題，本實用新型的目的在于提供一種污染土壤蒸汽浸提修復系統(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物，該工藝具有操作簡單，成本低，效率高，修復速率快，避免修復期間帶來二次污染等特點。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案如下：

污染土壤蒸汽浸提修復系統(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備；霧化設備與容器連通；

所述氣相抽提系統(tǒng)包括：

在污染土壤場地布設的空氣注射井；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，所述霧化設備包括依次連接的吸液管、噴霧器、霧化室；進一步，所述的霧化室開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后從廢液出口流出，以免霧化室堵塞。進一步，所述霧化室連接有引風機。進一步，所述廢液出口與廢液收集罐連接，廢液收集罐通過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。

本實用新型采用土壤原位淋洗技術與蒸汽浸提修復技術相結合，通過汽水混合系統(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，對污染土壤進行原位淋洗；原位淋洗技術改變土壤重金屬的存在形態(tài)和有機物的溶解性，使土壤重金屬更多的轉換為可溶解態(tài)，有機物更多的轉為水溶態(tài)；通過蒸汽浸提修復技術將原位淋洗的土壤中可溶性的污染物質(包括重金屬和有機物)去除。采用本實用新型的系統(tǒng)處理污染土壤問題，強化了修復效果，提高了污染物去除效率。本實用新型工藝簡潔、系統(tǒng)操作簡單、成本低、效率高、無二次污染，尤其適合重金屬和揮發(fā)性有機物污染的場地修復。

本實用新型的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。

附圖說明

圖1是污染土壤蒸汽浸提修復系統(tǒng)的一種實施例流程圖。

圖2是污染土壤蒸汽浸提修復系統(tǒng)一種實施例的結構示意圖。

附圖標記：

溶解罐-1；吸液管-2；噴霧器-3；霧化室-4；引風機-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。

具體實施方式

為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例進一步闡述本實用新型。

參見圖1和2，污染土壤蒸汽浸提修復系統(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、引風機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是構成霧化設備的主要部件，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)過多根吸液管2進入噴霧器3中，由于吸液管2內(nèi)徑很細，一般不超過5mm，所以進入噴霧器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噴霧液滴，進入霧化室4與空氣混合。

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

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

在污染土壤場地周圍布設有抽提井10，用以將攜帶重金屬和有機物的汽水混合物抽出。抽提井10的個數(shù)可以根據(jù)實際情況進行設置。在本實施例匯總，在空氣注射井的周圍均布有多個抽提井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，進一步提高抽提井10的抽提效率。土壤加熱后，其中的有機物等具有揮發(fā)性的物質受熱會溢出地表，覆蓋不透氣覆蓋膜后，揮發(fā)出的氣體只能通過抽提井溢出，并被收集集中處理。

抽提井10通過泵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系統(tǒng)的修復方法，包括以下步驟：

A、根據(jù)場地調查結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重金屬的存在形態(tài)及改變揮發(fā)性有機物溶解性的，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，再加入堿性物質調節(jié)pH值至中性，并攪拌。由于生物表面活性劑按來源分類為糖脂、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也有疏水基團，其親水基團主要是羧基、羥基、酯基及其他含氧酸基團，在水中呈酸性。所以加入堿性物質后使得溶解在水中的生物表面活性劑的親水基團電離平衡向右移動，加大電離度，從而增加生物表面活性劑的溶解量。

B、通過霧化設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、在污染土壤場地布設空氣注射井9和抽提井10。

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

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

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)和有機物的溶解性，使土壤重金屬更多的轉換為可溶解態(tài)，有機物更多的轉為水溶態(tài)。生物表面活性劑中的親水基團如羥基、羧基、磷酸基團等含有氧原子，與重金屬離子絡合并形成膠束，將重金屬從土壤中分離出來。生物表面活性劑有助于揮發(fā)性有機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)性有機污染物的氣液分配平衡，明顯降低這些有機物的亨利常數(shù)，使有機物從土壤中脫附進入水中，更加有利于有機污染物通過土壤蒸汽浸提去除。

F、通過抽提井抽提。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。有機物等具有揮發(fā)性的物質受熱揮發(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)過廢氣處理裝置14得以凈化，分離后的廢水通過廢水處理裝置15得到處理。

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