本發(fā)明涉及環(huán)保
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體而言，涉及一種修復(fù)土壤vocs污染的裝置及方法。
背景技術(shù)：
：各種工業(yè)活動，包括化工生產(chǎn)、機(jī)械制造、金屬冶煉等，造成大量的污染物被擴(kuò)散到各種環(huán)境介質(zhì)中。其中人類活動對土壤的污染，由于其隱蔽性和長期性，是最難解決的問題。西方國家從70年代起開始從事污染場地的修復(fù)工作，大量的資金被投入到大大小小的修復(fù)項(xiàng)目上。在美國，每年投入的修復(fù)資金在100億美元到200億美元之間；可就算如此，美國環(huán)保署2004年的一項(xiàng)估計(jì)指出，在美國仍然有接近30萬個(gè)污染場地需要治理，需要的資金在幾千億美元以上。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車數(shù)量急劇上升，加油站和地下儲油罐的數(shù)量與日俱增。根據(jù)目前已有的監(jiān)測結(jié)果，我國污染程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于西方國家的污染狀況。有估計(jì)指明，要完全修復(fù)目前已經(jīng)污染的各種場地，需要投入幾十萬億的修復(fù)資金。由于輸油管道、儲油罐滲漏，含油污水排放，落地油，農(nóng)藥等原因，大量油類污染物，農(nóng)藥類污染物進(jìn)入土壤，還有石油和化工工業(yè)對土壤造成的污染，尤其是其中的大量揮發(fā)性有機(jī)物，破壞了土壤本身的生態(tài)系統(tǒng)，對地下水也構(gòu)成威脅，嚴(yán)重危害人類健康。揮發(fā)性有機(jī)物作為一類特殊的土壤污染物有不同于其他污染物的污染特性，并因其成分的復(fù)雜性和危害性，被列為環(huán)境中潛在危險(xiǎn)性大、應(yīng)優(yōu)先控制的污染物。因此，如何合理、有效地處置、修復(fù)揮發(fā)性有機(jī)污染土壤已成為亟待解決的問題。目前，國內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物污染場地面積廣，污染程度深淺不一，且污染物組分復(fù)雜，嚴(yán)重限制著城市的發(fā)展與擴(kuò)容。針對工業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物(volatileorganiccompounds,vocs)污染的土壤，現(xiàn)有的修復(fù)技術(shù)主要有氣相抽提、熱解吸、水泥窖焚燒和填埋等。但氣相抽提技術(shù)運(yùn)行時(shí)間長，無法滿足城市內(nèi)工業(yè)污染場地嗜待開發(fā)的需求；熱解吸成本較高，無法用來處理大批量的污染土壤；焚燒和填埋技術(shù)二次污染風(fēng)險(xiǎn)大，成本較高且處理量有限。所以，傳統(tǒng)的土壤修復(fù)技術(shù)難以滿足日益變化的市場需求。有鑒于此，特提出本發(fā)明。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種修復(fù)土壤vocs污染的裝置及該基于該裝置的修復(fù)土壤的方法，該工藝具有設(shè)備簡單，只需打孔鉆洞，原位修復(fù)，工程量小，且修復(fù)效果好的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明涉及一種修復(fù)土壤vocs污染的裝置，包括蒸汽注射井和藥液注射井，所述蒸汽注射井和藥液注射井穿過受污染土壤區(qū)域，達(dá)到未被污染的土壤；所述蒸汽注射井通過高壓氣泵與蒸汽鍋爐相連；所述蒸汽注射井由蒸汽輸送管路和蒸汽噴射頭組成，所述蒸汽噴射頭上設(shè)置有蒸汽噴射氣孔；所述藥液注射井通過加藥閥門和加藥泵與加藥箱相連。針對vocs有機(jī)物污染的土壤修復(fù)使用氧化劑通過藥液直推注射井注入土壤層，然后通過原位熱脫附技術(shù)工藝達(dá)到氧化凈化的目的，原理為在提升土壤溫度的作用下?lián)]發(fā)性有機(jī)物從土壤中溢出和預(yù)先注入的強(qiáng)氧化劑混合并發(fā)生氧化反應(yīng)，達(dá)到凈化土壤的效果。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述加藥箱內(nèi)盛裝有氧化藥劑。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述氧化藥劑為雙氧水溶液。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述蒸汽注射井和藥液注射井的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)；當(dāng)所述蒸汽注射井和藥液注射井的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，所述蒸汽注射井和藥液注射井相間排列。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，相鄰的蒸汽注射井和藥液注射井之間的距離為500mm～15000mm。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述蒸汽注射井和藥液注射井的口徑均為100mm～200mm。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述蒸汽注射井和藥液注射井的入土深度均為5m～10m。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述蒸汽噴射氣孔排列成環(huán)狀分布于所述蒸汽噴射頭的外壁上；更優(yōu)選的，所述蒸汽噴射氣孔的直徑為0.5mm～1.5mm；更優(yōu)選的，所述蒸汽噴射氣孔排列成環(huán)狀時(shí)，每個(gè)噴射頭氣孔間距為2.5mm～3.5mm；更優(yōu)選的，所述蒸汽噴射氣孔排列成的環(huán)狀時(shí)，每環(huán)僅有一行蒸汽噴射氣孔；所述環(huán)為1～8個(gè)；更優(yōu)選的，沿所述蒸汽噴射頭徑向每相鄰的兩環(huán)均平行，且距離為45～55mm。本發(fā)明還涉及一種基于如上所述的裝置的修復(fù)土壤vocs污染的方法，包括：在待處理的污染土壤區(qū)域設(shè)置蒸汽注射井和藥液注射井，氧化劑由藥液注射井注入后，通過蒸汽注射井對污染土壤注射蒸汽進(jìn)行加熱，將污染物轉(zhuǎn)化為氣態(tài)并與氧化劑混合并發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化產(chǎn)物以蒸汽的形式揮發(fā)至空氣或結(jié)合于土壤當(dāng)中。優(yōu)選的，如上所述的方法，蒸汽滲透速率為4cm/s～10cm/s。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：1)、本工藝的藥劑應(yīng)用為瞬時(shí)氧化藥劑，可在極短的時(shí)間內(nèi)氧化去除揮發(fā)性有機(jī)物，不會出現(xiàn)有機(jī)物在地表的揮發(fā)散溢，而造成二次污染；2)、本工藝可適用于高濃度的揮發(fā)性有機(jī)物污染的土壤修復(fù)，土壤類型以高滲透型為主，具有設(shè)備簡單，不需要全部把土移位，只需打孔鉆洞，原位修復(fù)，工程量小，且效果好等優(yōu)點(diǎn)；3)、本工藝對比于其他工藝，具有造價(jià)成本低，易于操作，氧化徹底的優(yōu)點(diǎn)，能夠一次性解決污染源，而不會再次出現(xiàn)處理后揮發(fā)性有機(jī)物反彈的問題。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明所提供的修復(fù)土壤vocs污染的裝置的俯視示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的蒸汽注射井的蒸汽輸送管路及蒸汽噴射頭的示意圖。附圖標(biāo)記：蒸汽注射井-1；蒸汽輸送管路-101；蒸汽噴射頭-102；藥液注射井-2。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。如圖1和圖2所示，本發(fā)明涉及一種修復(fù)土壤vocs污染的裝置，包括蒸汽注射井-1和藥液注射井-2，所述蒸汽注射井-1和藥液注射井-2穿過受污染土壤區(qū)域，達(dá)到未被污染的土壤；所述蒸汽注射井-1通過高壓氣泵與蒸汽鍋爐相連；所述蒸汽注射井-1由蒸汽輸送管路-101和蒸汽噴射頭-102組成，所述蒸汽噴射頭上設(shè)置有蒸汽噴射氣孔；所述藥液注射井-2通過加藥閥門和加藥泵與加藥箱相連。針對vocs有機(jī)物污染的土壤修復(fù)使用氧化劑通過藥液直推注射井注入土壤層，然后通過原位熱脫附技術(shù)工藝達(dá)到氧化凈化的目的，原理為在提升土壤溫度的作用下?lián)]發(fā)性有機(jī)物從土壤中溢出和預(yù)先注入的強(qiáng)氧化劑混合并發(fā)生氧化反應(yīng)，達(dá)到凈化土壤的效果。優(yōu)選的，所述修復(fù)土壤vocs污染的裝置還包括保溫層，所述保溫層設(shè)置于受污染土壤區(qū)域表面。保溫層可以防止熱量散失，從而節(jié)約蒸汽注射井-1產(chǎn)生的熱能。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述加藥箱內(nèi)盛裝有氧化藥劑。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述氧化藥劑為雙氧水溶液。雙氧水氧化藥劑母液的一個(gè)配方如下表所示：體積密度0.8～1.05g/cm3活性氧化劑17％含水量20％(最大)ph值(3％溶液)約10.2含有穩(wěn)定劑氧化藥劑按照注射井分布情況注入土壤，藥劑在使用前首先配置成體積百分濃度5％的溶液，以溶液的形式直推注入污染土壤。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述蒸汽注射井-1和藥液注射井-2的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)；當(dāng)所述蒸汽注射井-1和藥液注射井-2的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，所述蒸汽注射井-1和藥液注射井-2相間排列。相間排列可最大程度地提高土壤凈化的效率。如圖1所示，蒸汽注射井-1和藥液注射井-2可排列成矩陣的形狀，每個(gè)蒸汽注射井-1都與藥液注射井-2相鄰。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，相鄰的蒸汽注射井-1和藥液注射井-2之間的距離為500mm～15000mm；更優(yōu)選的，相鄰的蒸汽注射井-1和藥液注射井-2之間的距離為2000mm～13000mm，或4000mm～11000mm，或6000mm～9000mm，7000mm～8000mm。蒸汽注射井-1和藥液注射井-2之間的具體距離需要根據(jù)不同的土壤的特性(如滲透性等)，不同的vocs含量來確定。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述蒸汽注射井-1和藥液注射井-2的口徑均為100mm～200mm；更優(yōu)選的，所述蒸汽注射井-1和藥液注射井-2的口徑均為120mm～180mm，或140mm～160mm，150mm。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述蒸汽注射井-1和藥液注射井-2的入土深度均為5m～10m；更優(yōu)選的，入土深度均為6m～9m，或7m～8m。入土深度需要根據(jù)具體的土壤污染深度來確定，5m～10m的深度在一般情況下均可行。由于本發(fā)明是采用原位熱脫附技術(shù)對vocs進(jìn)行加熱，蒸汽會向上運(yùn)動，因此所述蒸汽注射井-1和藥液注射井-2的出口在理想情況下應(yīng)該正好位于污染區(qū)域的下方一點(diǎn)。優(yōu)選的，如上所述的修復(fù)土壤vocs污染的裝置，所述蒸汽噴射氣孔排列成環(huán)狀分布于所述蒸汽噴射頭-102的外壁上；更優(yōu)選的，所述蒸汽噴射氣孔的直徑為0.5mm～1.5mm，更優(yōu)選為1mm；更優(yōu)選的，所述蒸汽噴射氣孔排列成環(huán)狀時(shí)，每個(gè)噴射頭氣孔間距為2.5mm～3.5mm，更優(yōu)選為2mm；此間距指的是每個(gè)噴射頭氣孔沿著所述蒸汽噴射頭-102的弧形表面的弧線距離；更優(yōu)選的，所述蒸汽噴射氣孔排列成的環(huán)狀時(shí)，每環(huán)僅有一行蒸汽噴射氣孔；所述環(huán)為1～8個(gè)，更優(yōu)選為2～6個(gè)，或3～4個(gè)；更優(yōu)選的，沿所述蒸汽噴射頭徑向每相鄰的兩環(huán)均平行，且距離為45～55mm，更優(yōu)選為47～53mm，或50mm。本發(fā)明還涉及一種基于如上所述的裝置的修復(fù)土壤vocs污染的方法，包括：在待處理的污染土壤區(qū)域設(shè)置蒸汽注射井和藥液注射井，氧化劑由藥液注射井注入后，通過蒸汽注射井對污染土壤注射蒸汽進(jìn)行加熱，將污染物轉(zhuǎn)化為氣態(tài)并與氧化劑混合并發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化產(chǎn)物以蒸汽的形式揮發(fā)至空氣或結(jié)合于土壤當(dāng)中。氧化劑注入后，通過原位熱脫附技術(shù)對污染土壤加熱，促使有機(jī)物揮發(fā)溢出，此目的實(shí)現(xiàn)為以高溫蒸汽注入方式對土壤實(shí)現(xiàn)加熱，適用于高度滲透性土壤，此技術(shù)是將污染土壤加熱至目標(biāo)污染物的沸點(diǎn)以上，通過控制系統(tǒng)溫度和物料停留時(shí)間促使污染物氣化揮發(fā)，使目標(biāo)污染物與土壤顆粒分離。它可以使土壤中的有機(jī)化合物揮發(fā)和裂解，當(dāng)污染物轉(zhuǎn)化為氣態(tài)之后，其流動性將大大提高，揮發(fā)出來的氣態(tài)產(chǎn)物和注射井內(nèi)的氧化劑混合并發(fā)生氧化反應(yīng)，最終以二氧化碳和水的形式揮發(fā)至空氣或結(jié)合于土壤當(dāng)中。此工藝的優(yōu)點(diǎn)在于只需打孔鉆洞工程量小，超過95％的污染物在原位降解，消除污染物遷移風(fēng)險(xiǎn)，最小化地面處置系統(tǒng)的負(fù)荷。原位熱脫附技術(shù)可用于處理的污染物主要為含氯有機(jī)物，半揮發(fā)性有機(jī)物，石油烴類，多環(huán)芳烴，多氯聯(lián)苯以及農(nóng)藥等。目前，熱脫附技術(shù)在石化工廠、地下油庫、木料加工廠和農(nóng)藥庫房等區(qū)域以及在一些污染物源頭修復(fù)治理工作中廣泛應(yīng)用。優(yōu)選的，如上所述的方法，蒸汽滲透速率為4cm/s～10cm/s；更優(yōu)選為6cm/s～8cm/s，或7cm/s。蒸汽滲透速率影響著vocs污染物的擴(kuò)散效率和氧化效率。最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。當(dāng)前第1頁12