[發明專利]基于膠態微泡沫的土壤修復系統及修復方法

在審

• 申請號: 201810504410.8
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108655169A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 秦傳玉;郭超;何宇;廉靜茹
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;B09C1/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王淑秋

本發明涉及一種基于膠態微泡沫的土壤修復系統，該系統的垂直注入井設置在土壤污染區域內，其四周開篩孔；垂直抽提井設置在土壤污染區域外圍，其四周開篩孔；表面活性劑水溶液盛裝在泡沫生成容器中；泡沫生成容器通過蠕動泵及硅膠軟管與垂直注入井頂端相通；垂直抽提井的頂端通過硅膠軟管及真空抽提泵與泡沫淋洗液收集容器相通。通過高速攪拌機對表面活性劑水溶液進行攪拌生成膠態微泡沫；膠態微泡沫由垂直注入井注入土壤污染區域，再由垂直抽提井將含有污染物的泡沫淋洗液及污染物氣體抽出。本發明實現了在不加重地下水污染風險的同時，高效修復污染土壤，特別是對非均質土壤污染有顯著的強化修復效果，具有較強的場地環境適應性和實用性。

技術領域

本發明屬于土壤污染修復技術領域，具體涉及一種基于膠態微泡沫的淋洗—抽提一體化技術對土壤進行修復的系統及修復方法。

土壤是生態環境的重要組成部分，能夠為人類提供食物及生產資料，是人類賴以生存的主要資源之一。隨著工業發展，大量的廢水、廢氣和固體廢物排放，以及由于工廠管理不當引起的污染物的泄漏，使得大量的污染物進入土壤，對人類的生產生活造成了嚴重的威脅。

土壤淋洗技術是采用淋洗劑、表面活性劑和助溶劑等液體直接作用于土壤的介質中，通過洗脫和解吸附污染物的過程達到修復被污染的土壤的目的，然后將淋洗液從污染區域中回收，進行分離和淋洗污水的處理。該方法減少了污染土壤的開挖和回填處理等復雜工序，其技術高效，易于操作，能處理多種污染物，能夠與多種修復技術相結合。

傳統的土壤淋洗技術是將表面活性劑等淋洗液體注入到污染地層中，通過對污染物的增溶、解吸等方式，實現污染物從介質轉移到淋洗液中，從而實現土壤的凈化。但是這種以液體藥劑形式注入的修復方法，受到介質非均質性及孔道效應的影響，藥劑易于沿著大孔隙孔道流動，導致其在土壤中分布不均，修復效果不佳，特別是低滲透區域中污染物無法去除。此外，受重力影響，淋洗液不可避免流入含水層，增加了地下水的污染風險。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種基于膠態微泡沫的土壤修復系統，該系統在不加重地下水污染風險的同時能夠高效修復污染土壤。

為了解決上述技術問題，本發明的基于膠態微泡沫的土壤修復系統包括高速攪拌機，泡沫生成容器，蠕動泵，至少一個垂直注入井，多個垂直抽提井，泡沫淋洗液收集容器和真空抽提泵；垂直注入井設置在土壤污染區域內，其四周開篩孔；垂直抽提井設置在土壤污染區域外圍，其四周開篩孔；表面活性劑水溶液盛裝在泡沫生成容器中，可通過高速攪拌機攪拌生成粒徑10～100μm、泡沫質量75％～90％、泡沫半衰期3min～7min的膠態微泡沫；泡沫生成容器通過蠕動泵及硅膠軟管與垂直注入井頂端相通；垂直抽提井的頂端通過硅膠軟管及真空抽提泵與泡沫淋洗液收集容器相通。

進一步，本發明還可以包括與垂直注入井底部相通的水平注入井；水平注入井的井身上部開篩孔。

所述的垂直注入井、水平注入井、抽提井的井管均采用PVC材質篩管。

本發明要解決的第二個技術問題是提供一種利用上述基于膠態微泡沫的土壤修復系統對土壤污染區域進行修復的方法，該方法包括下述步驟：

步驟一、配置質量濃度為0.3～1.0％的表面活性劑水溶液，并將其注入泡沫生成容器；

步驟二、利用高速攪拌機對表面活性劑水溶液進行攪拌，經2min后生成粒徑10～100μm、泡沫質量75％～90％、泡沫半衰期3min～7min的膠態微泡沫；高速攪拌機轉速為4000r/min～7000r/min，攪拌槳直徑5-8cm；

步驟三、采用蠕動泵將膠態微泡沫連續由垂直注入井注入土壤污染區域，注入流量為10～50ml/min；同時利用真空抽提泵將土壤中的泡沫液及產生的氣體由垂直抽提井抽出并收集到泡沫淋洗液收集裝置中；抽提壓力為0.05MPa～0.07MPa。

所述步驟一中，表面活性劑采用十二烷基硫酸鈉(SDS)。