[發明專利]污染土體表面活性劑強化曝氣試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 202011498793.6
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112684111A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 查甫生;李浩男;周陽;劉貴強;許龍;康博
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;安徽省城建基礎工程有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 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

本發明提供了一種表面活性劑強化曝氣的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、整體注入表面活性劑強化曝氣和局部注入表面活性劑強化曝氣。其主體裝置包括試驗箱、試樣層、粗砂層、吸附層、隔板、蠕動泵和水箱等。試驗過程中，可以通過控制不同表面活性劑注入位置，通過試驗箱中的吸附層中的活性炭對VOCs進行吸附，對常規曝氣、整體注入表面活性劑強化曝氣和局部注入表面活性劑強化曝氣的修復效率進行定量評價，進而研究表面活性劑注入位置對氣流模式、污染物去除效率和氣流路徑控制的影響。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，涉及一種污染土體表面活性劑強化曝氣試驗裝置及試驗方法。

背景技術

當今世界，隨著工業化進一步推進，土壤環境問題越來越嚴重。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。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。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。通過在曝氣過程中注入表面活性劑，可以降低地下水表面張力，增加氣流對低滲土層的穿透能力，大大增加了污染物與地下水和空氣的接觸面積，從而提高地下水曝氣修復技術的去除效率。

目前，表面活性劑強化曝氣已經成為有機污染土修復的研究熱點，這既有學術論文對此做了深入的理論分析，也有實際應用的工程方法，如發明專利申請《一種低滲透污染區地下水曝氣修復方法》(CN109078973 A)。

中國發明專利申請公開說明書CN109078973A于2018年12月25日公開的《一種低滲透污染區地下水曝氣修復方法》，是在低滲透污染區周圍注入增稠阻隔劑使得周圍土層氣體滲透性顯著降低從而定向誘導氣體向低滲透污染區流動，同時在低滲透污染區及其下部注入表面活性劑來提高氣體在低滲透性土層的滲透性和污染物解吸附能力，從而提高曝氣修復效率。但是該地下水曝氣修復方法存在以下不足：

1、實現過程中，不能根據實地土壤有機污染分布控制改變表面活性劑注入位置，表面活性劑注入位置和污染物源之間的距離偏差將降低表面活性劑產生的效果，此缺陷決定了該方法不能夠實現最佳的經濟效率；

2、該方法為室外試驗，不能夠直接觀測到表面活性劑對氣流路徑、遷移率控制和VOCs去除效率的影響，此缺陷決定了該方法不能夠定量分析污染物去除效果和研究表面活性劑強化曝氣機理；

3、該方法局限于低滲透性污染場地，即環境適應性不強。

因此，為解決以上問題，從表面活性劑強化曝氣機理著手，研制了一種表面活性劑強化曝氣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表面活性劑強化曝氣試驗裝置及試驗方法。

本發明的目的是這樣實現的，本發明提供了一種污染土體表面活性劑強化曝氣試驗裝置，包括主體裝置和注入裝置，其特征在于，所述主體裝置包括試驗箱、試樣層、粗砂層、隔板、吸附層、擴散器、蠕動泵和兩個水箱；

所述試驗箱為橫截面為矩形的無蓋空心箱體，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；