[發明專利]用于污染土壤深層攪拌-熱空氣注入的原位修復系統及方法

有效

• 申請號: 201210036133.5
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102671932A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李書鵬;馬駿;楊樂巍;劉鵬;克里斯·瑞恩;蔣宇紅
• 申請（專利權）人: 北京建工環境修復有限責任公司
• 主分類號: B09C1/06
• 分類號: B09C1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于污染土壤深層攪拌-熱空氣注入的原位修復系統及方法，屬于污染土壤修復系統及修復方法技術領域。

背景技術

土壤環境是人類賴以生存的基礎，隨著全球工業化進程，有機污染已超過重金屬污染和放射性污染而躍居首位。近年來，我國土壤污染日益嚴重，不僅破壞土壤本身生態系統，直接或間接危害人類健康，更為嚴重的是，揮發性有機污染物在不飽和區域會遷移至深層，尤其是對地下水資源構成威脅，造成嚴重后果，因此急需研究開發符合我國國情的工程修復技術。由于污染場地地質條件的復雜性、揮發性有機物的特殊性、土壤中污染物分布不均，單一的土壤修復技術往往不能達到預期的修復目標，污染土壤聯合修復技術的需求顯得尤為迫切。

土壤修復工程技術按其實施方式可分為原位修復和異位修復，按其修復方法可分為物理修復、化學修復和生物修復。

土壤氣相抽提(Soil?Vapor?Extraction，SVE)，是始于20世紀80年代中后期的一種土壤原位修復技術，其原理是主要利用物理方法去除地下不飽和區域(vadose)的多孔介質土壤中的揮發性有機物(Volatile?Organic?Compounds，VOCs)。SVE修復技術的現場應用受污染物特性、土壤特性以及地下微生物狀況等條件的制約。一般SVE系統通常包含抽氣井、真空泵、地面管路、尾氣處理裝置等基本結構。

土壤氣相抽提技術的應用有其適用范圍：SVE技術適宜于土壤不飽和區域中揮發性有機污染物的去除修復，土壤的滲透性質、污染物的蒸氣壓對修復效果有重要影響。土壤氣相抽提技術在發達國家已經廣泛應用于實際修復，但其修復理論還需進一步完善，SVE系統的設計仍很大程度依賴于現場試驗或中試數據。

土壤深層攪拌技術是一種加固軟土地基的技術，是利用深層攪拌機械(如長螺栓鉆機)，在加固深度內就地將軟土和水泥強制拌合，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和足夠強度的水泥土的一種地基處理方法。該技術是日本在70年代中期首創和開始應用，簡稱CMC工法。國內于1977年末由交通部水運規劃設計院和冶金建筑研究院協作進行機械研制和室內外試驗，并在巖土工程中開始正式使用。

熱空氣注入技術具有熱空氣注入相對經濟，相對于高質量蒸汽容易提供的優點。由于空氣具有相對低的熱容量和在管道中的高能量損失的特點，單一的熱空氣注入并不是非常有效的向地下土壤傳遞熱量的方式。

美國專利No.6,805,518“揮發性有機物原位土壤修復方法”提到了原位化學氧化治理污染土壤前期進行汽提，它通過溝槽裝置收集土壤中揮發性的碳氫化合物，實際上是一種熱強化的化學氧化方法，該方法引入熱空氣的目的是化學氧化的前處理，其應用具有一定的局限性，僅適合于易氧化的烴類污染物的修復。

美國專利No.5,836,718“污染土壤異位清潔方法和裝置”采用封閉土堆系統，通過燃料供給產生熱空氣，形成熱空氣循環回路以處理烴污染土壤。該方法采用密閉管路傳熱和直接加熱的方式，由于土堆內部污染物分布不均、土壤孔隙度差異較大等因素制約，會導致氣流受阻、能耗相對較大且處理效果不佳。

美國專利No.5,639,182“土壤原位修復方法”涉及一種原位土壤攪拌方法，它通過移動式履帶行進的鉆機，配備有可垂直鉆進的葉輪鉆頭，可實現污染土壤的原位攪拌。所采用攪拌鉆頭為一體式葉輪鉆頭，因而攪拌深度受到了限制且阻力較大，其應用具有一定的局限性，僅適合于較松散地層的處理。

以上幾種專利技術用于污染土壤原位修復或異位修復，其熱空氣的引入方式及裝置、土壤攪拌的方法及裝置，應用很大程度受到現場場地條件、污染物種類等諸多因素的制約，使得此類技術的適用范圍、應用成本、控制及修復效率等仍有許多待改進和強化之處，尤其是熱空氣注入技術、土壤攪拌技術及其組合問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有原位體系的修復效率及污染物的去除效果較差、SVE技術在修復后期普遍存在的“拖尾效應”的問題，進而提供一種用于污染土壤深層攪拌-熱空氣注入的原位修復系統及方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：