[發明專利]VOCs污染土體曝氣修復試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 202011072796.3
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112285321B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 許龍;朱方華;查甫生;儲誠富;劉晶晶;康博
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發明提供了一種VOCs污染土體曝氣修復試驗裝置及試驗方法，屬于環境巖土工程技術領域。可用于常規曝氣試驗、微生物曝氣試驗、滲流管曝氣試驗和微生物?滲流管曝氣。其主體裝置包括試驗箱、試樣層、粗砂層、吸附層、多個滲流管和水箱等。試驗箱中插入滲流管，曝氣時以形成滲流場。試驗過程中，通過試驗箱中的吸附層和滲流管中的活性炭對VOCs進行吸附，可以通過控制試樣不同干密度以及不同曝氣壓力大小，對常規曝氣、微生物曝氣、滲流管曝氣、微生物?滲流管曝氣的修復效率進行定量評價。該試驗裝置及方法的發明對于曝氣法技術范圍的拓展及應用具有重要的工程實際意義和理論研究價值。

技術領域

本發明涉及環境巖土工程技術領域，具體地，涉及一種VOCs污染土體曝 氣修復試驗裝置及試驗方法。

背景技術

污染物主要有三類，有機污染物、重金屬污染物以及放射性污染物，其 中有機物對土壤和地下水的污染最為嚴重，已經超過了重金屬和放射性污染 物，成為我國目前土壤和地下水污染最主要的來源。在諸多土壤問題中，揮 發性有機物(VOCs)如石油烴類污染物、有機氯化溶劑等在石油及化工類污 染場地中普遍存在，已成為我國城市污染場地中潛在危險性大的主要毒性污 染物之一。針對這一問題，目前已有多種修復技術，如抽出-處理技術、可滲 透反應屏障技術、原位熱處理技術、植物修復等。其中，曝氣法修復技術因 其具有成本低、效率高、原位操作、環境友好等優勢，已成為目前處置飽和 土體和地下水中揮發性有機污染物的一種有效方法。據統計，1982-2011年 間，美國“超級基金”完成的447個地下水污染原位修復項目中，使用AS 處理的共有92個，占總量的21％。

曝氣法修復技術廣泛地應用于礫石土、砂土等高滲透性有機污染土的修 復治理，室內試驗中經常采用玻璃珠替代土質材料以方便對氣體運移形態進 行可視化研究。然而，由于實際污染場地地層的復雜性和非均勻性，曝氣法 修復效果往往受到限制。因此，為提高曝氣修復效果，近年來表面活性劑強 化曝氣技術開始被廣泛使用。而研究證明過多使用化學表面活性劑，如陰離 子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子表面活性劑及 其他特殊表面活性劑等，可能造成二次污染。

因此，為解決以上問題，從曝氣法機理著手，研制了一種VOCs污染土體 曝氣修復試驗裝置及試驗方法。該試驗裝置及試驗方法的發明對于曝氣法技 術范圍的拓展及應用具有重要的工程實際意義和理論研究價值。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題而發明了一種VOCs污染土體曝氣修 復試驗裝置及試驗方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現。

本發明提供了一種VOCs污染土體曝氣修復試驗裝置，包括主體裝置和注 入裝置，所述主體裝置包括試驗箱、試樣層、粗砂層、吸附層、均勻布設在 試驗箱內的多個滲流管和兩個水箱；

所述試驗箱為橫截面為矩形的無蓋空心箱體，箱體內腔的高度為H；在 試驗箱底板的中心位置開有一個通孔，且在通孔的上部裝有一個擴散器，擴 散器的孔洞與通孔相通；將試驗箱上任意兩個平行的箱板記為A板，其中一 個A板上均勻布設多個取樣孔；將試驗箱上另外二個平行的箱板記為B板， 在兩個B板上均勻布設多個注水孔，注水孔通過注水管分別與位于試驗箱兩 側的兩個水箱相通；

在所述試驗箱內，自下而上分別為試樣構成的試樣層、粗砂構成的粗砂 層、活性炭構成的吸附層，其中，試樣層的厚度為h、粗砂層的厚度為h₁、 吸附層的厚度為h₂，滿足h+h₁+h₂≤H；所述滲流管由一段空心管和一個圓柱 形的濾網構成，其中，空心管的一端與濾網相連接，另一端記為滲流管的頂 端，靠近頂端端面的空心管的空腔內裝填有活性炭；將滲流管垂直穿過吸附 層、粗砂層插入到試樣層中，且濾網的頂面與試樣層的頂面平齊；滲流管配 有堵頭，用于打開或者堵住滲流管頂端的管口；