CN114951242B - 非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置及其应用方法，装置包含两个挡水墙、水层抽提系统和近水土层抽提系统、非均质土层抽提系统和物探系统，等。通过物探、钻孔勘探和三维模拟等技术，可明确污染物的分布状况和污染羽的范围；通过挡水墙和抽补水自循环系统的联合应用，利于为地下水层处赋存区域形成稳定的处理区域；通过水层抽提系统的设置，利于对于地下水处的自由相和溶解相的有机污染物进行液态抽提；通过污染区的划分，利于分区进行治理，其中近水土层抽提系统还与水层抽提系统进行联合应用，利于对近地下水处土体内污染物进行重点处理；通过尾气净化设备，可分别收集多相态的污染物，并进行区别净化处理。
Description
技术领域
本发明属于有机挥发污染场地治理技术领域，特别涉及非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置及其应用方法。
背景技术
对于挥发性有机污染物的治理，因其在土体和水体中以多相态的形式存在，由此一直是污染物治理的难点。尤其当污染物泄露时含有地下水层，在水土耦合的作用下其治理会愈加困难。更有甚者，土层中存在非均质土层，其存在会对有机污染物的运移造成影响，形成局部的富集。由此在含有非均质土层及地下水层的复杂环境中需要针对性的进行有机挥发污染物的处理；再者对应不同相态的污染物需要针对性的进行前期准备和后期尾气处理。
发明内容
本发明提供了非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置及其应用方法，用以解决在含地下水层的非均质土层内有机污染物的分区域处理、多相态处理以及尾气和尾液的综合处置等技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置，包含两个挡水墙，设置于两个挡水墙内地下水层中的水层抽提系统和近水土层抽提系统，设置于均质土层内非均质土层处的非均质土层抽提系统，设置于均质土层顶部的物探系统，并联连接水层抽提系统、近水土层抽提系统、非均质土层抽提系统和水层抽提系统的主连管道、连接于主连管道一端的加药和蒸汽集成装置以及连接于主连管道另一端的尾气净化设备；
所述地下水层位于地下水层下方，均质土层位于地下水层上方、非均质土层位于均质土层内部、污染点位于非均质土层上方；污染点的污染物为有机物可挥发污染物；
所述水层抽提系统包含抽提外筒、可拆卸连接于抽提外筒内部的抽液内筒、连接于抽提外筒顶部的喇叭连头或连接于抽提外筒顶部的直连头、连接于喇叭连头或直连头顶部的水层输气管道和水层输液管道、连接于水层输气管道上的水层抽提泵、连接于水层输液管道上的水层循环泵；所述输气管道和水层输液管道均与尾气净化设备连接并对应设置有阀门，水层输液管道还与供水箱连接；所述抽液内筒底部伸出抽提外筒，抽液内筒伸入水体；
所述加药和蒸汽集成装置包含分离的加药室和加压热蒸汽室，加药室和加压热蒸汽室均分别与主连管道可拆卸连接；所述主连管道对应水层抽提系统、近水土层抽提系统、非均质土层抽提系统和水层抽提系统均对应设置有阀门；所述主连管道包含与尾气净化设备连接主连管体、连接于主连管体上的主连泵以及连接于主连管体与尾气净化设备之间的主连液管。
进一步的，一个挡水墙一个位于非均质土体临近地下水体下游的一侧，另一挡水墙位于地下水体污染晕下游一侧；挡水墙外侧还设置有抽补水自循环系统；
所述抽补水自循环系统抽水管、补水管以及连接于抽水管和补水管之间的抽补自循环泵，所述抽水管位于地下水层上游达标水体处，补水管位于地下水体污染晕下游一侧的挡水墙外侧；所述抽补自循环泵内水体流速适应地下水层自然流速。
进一步的，所述抽提外筒包含抽提外筒壁和间隔设置于抽提外筒壁的抽提外筒孔；所述抽提外筒孔适应近水层处污染物在土体位置高度而设置；
所述抽液内筒包含抽液内筒壁和可拆卸连接于抽液内筒壁底部的抽液内筒底；
所述抽液内筒底为网状板体，所述抽液内筒底对应可拆卸连接过滤板或封堵板，所述封堵板顶部对应连接连装垫；所述连装垫为倒T形件，倒T形件横部为密封垫竖部对应顶接插杆，所述插杆为刚性送装杆。
进一步的，所述近水土层抽提系统包含近水抽提筒、连接于近水抽提筒与主连管道之间的近水综合管道、连接于近水抽提筒与主连管道之间近水输气管以及连接于近水输气管上的近水抽提泵近水抽提筒；
所述非均质土层抽提系统包含非均土层抽提筒、连接于非均土层抽提筒与主连管道之间的非均土层综合管道、连接于非均土层抽提筒与主连管道之间的非均土层输气管以及连接于非均土层输气管上的非均土层抽提泵；
所述水综合管道、近水输气管、非均土层综合管道和非均土层输气管均对应设置有阀门。
进一步的，所述近水抽提筒和非均土层抽提筒内还可拆卸连接有内挡筒，所述内挡筒顶部可拆卸连接有横担件，所述内挡筒包含上部无孔板和下部孔板，下部孔板对应近水抽提筒和非均土层抽提筒内提筒孔壁设置且高度对应加药高度设置。
进一步的，所述物探系统包含物探测点、串联连接各上的物探连线以及一侧设置的物探综合数据处理器；所述物探测点上对应设置有物探仪，物探测点至少设置于污染点处以及土体污染羽的上下游。
进一步的，所述尾气净化设备包含顶部的喷淋层、喷淋层下方的吸附层、吸附层下方的集液填料室和过滤室，所述吸附层对应连接主连管体，集液填料室对应连接主连液管和水层输液管道。
进一步的，非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置的施工方法，具体步骤如下：
步骤一、基于污染点位置进行物探测点的布设，而后将物探测点相连与物探综合数据处理器最终连接，结合物探数据和钻孔勘查资料，确定污染地块的土层分布、地下水分布、流向及流速，明确非均质土层位置和范围；
步骤二、基于含有污染物处的物探数据和地勘数据，在实验室内通过试验模拟箱进行模拟，在试验模拟箱设置污染点之前测设物探数据并保存，而后在试验模拟箱对应的设置污染点并收集污染物运移各阶段的物探数据和污染物数据，由各阶段物探数据拟合污染物运移规律，得出物探数据的变化响应规律；
步骤三、将试验结果与三维软件模拟溶质运移进行拟合，拟合符合标准后得到精确的三维模型而后确定污染羽范围，通过三维模型标定现场实际控制范围；此时定阶段收集现场物探数据与试验得到的物探数据进行对比分析，以便及时修正模型；
步骤四、而后现场进行钻孔和采样进一步细化测定污染羽范围，对于非均质土层加密测设；而后将污染场地划分为两块；一块为非均质土层污染区，另一块为地下水层污染区；
步骤五、在均质土层污染区和地下水层污染区之间设置一个挡水墙并在地下水下游设置另一个挡水墙，且同时在达标的地下水上游和下游挡水墙一侧设置抽补水自循环系统，使得挡水墙两侧水体保持自然流速；
步骤六、在两个挡水墙内地下水中富集污染物处进行水层抽提系统的安装，在临近上游的挡水墙处安装近水土层抽提系统；在非均质土层四周安装非均质土层抽提系统；而后将主连管道对应水层抽提系统、近水土层抽提系统、非均质土层抽提系统和水层抽提系统顶部连接；再将主连管道两端对应连接加药和蒸汽集成装置和尾气净化设备；
步骤七、处理污染物时，地下水层处的水层抽提系统中先连接直连头启动抽液内筒和安装过滤板而后进行溶解态和自由态呈流动状的污染物的抽提，从而通过水层输液管道进入尾气净化设备；待检测抽提的液体含污染物少于抽提标准后，将抽液内筒内插入安装封堵板和连装垫进行密封，而后通过供水箱进行热水的填充，热水的温度适应污染物的挥发的温度；
步骤八、对于近水土层抽提系统和非均质土层抽提系统中抽提施工时，先是通过加药和蒸汽集成装置和主连管道进行热蒸汽和药剂的注入，注入时通过内挡筒和横担件进行分层分高的的逐步适量加药和热蒸汽；而后充分反应后通过近水抽提筒和非均土层抽提筒进行污染物的挥发气相的抽提；
步骤九、对应的，当近水土层抽提系统内抽提气体时，将水层抽提系统直连头换为喇叭连头并在抽提内筒内注入热水，热水温度适应污染物挥发温度；而后启动抽提外筒，进行污染物气相的抽提，并通过水层输气管道进入尾气净化设备；由此达到有机可挥发污染物的多相抽提、尾气和尾液处理。
进一步的，所述试验模拟箱为立方体砂箱，立方体砂箱回字形设置，内口字形中设置对应土层和地下水层，外口和内口字形之间设置为循环水体，其中内外口字形至之间水体与模拟的地下水层连通。
进一步的，尾气净化设备中顶部的喷淋层和下方的吸附层呈倒品字形设置，吸附层正上方不设置喷淋层，两侧的喷淋层为低压引气且将喷淋后液体汇入下方的集液填料室；所述集液填料室中填料为铁锰氧化物复合碳基功能材料，过滤室内设置有渗透膜。
本发明的有益效果体现在：
1）本发明通过物探、钻孔勘探和三维模拟等技术，可明确污染物的分布状况和污染羽的范围，为下一步处理通过控制界面；其中通过非均质地层分布与特征污染物赋存区域响应和监测，可有效的明确自由相有机污染物赋存区域，形成准确的非均质地层自由相污染物埋藏位置的探测和模拟模型的调整；
2）本发明通过挡水墙和抽补水自循环系统的联合应用，利于为地下水层处赋存区域形成稳定的处理区域，而且在抽补水自循环系统的应用下可保证挡水墙两侧的水压力，保证上部土体的稳定性；
3）本发明通过水层抽提系统的设置，利于对于地下水处的自由相和溶解相的有机污染物进行液态抽提，其中抽提内筒还能兼顾抽提外筒抽气时的温度提高；再者水层抽提系统对应的将液态和气态的污染物分别进入尾气净化设备进行后处理，利于针对性治理，节省成本；
4）本发明通过主连管道的设置，一端连接加药和蒸汽集成装置，另一端连接尾气净化设备，主连管道既可以用于加药加热蒸汽，又可以作为挥发物气相收集的管道；
5）本发明通过非均质土层污染区和地下水层污染区的划分，通过非均质土层抽提系统和近水土层抽提系统的设置，利于分区进行治理，其中近水土层抽提系统还与水层抽提系统进行联合应用，利于对近地下水处土体内污染物进行重点处理；
6）本发明通过试验模拟箱的设置，一方面利于对于表征污染物运移过程从而初步确定污染羽范围，另一方面可以结合物探布设进行物探数据的规律总结从而指导实际施工和三维模型的修正；
7）本发明通过尾气净化设备，可分别收集气相、自由相和溶解相的污染物，并进行区别净化处理，尤其对于尾气的处理分为两个步骤先是通过吸附进行处理，对于逃逸的通过喷淋进行进一步处理。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
图1是非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置一；
图2是非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置二；
图3是试验模拟箱应用示意图；
图4是抽提外筒和抽提内筒结构示意图；
图5是抽提外筒和抽提内筒底部结构示意图；
图6是含过滤板的抽提内筒的结构示意图；
图7是液内筒底结构示意图；
图8是含封堵板和连装垫的抽提内筒结构示意图；
图9是含喇叭口的抽提外筒结构示意图；
图10是喇叭口结构示意图；
图11是含直连头结构示意图；
图12是物探系统连接示意图；
图13是加药和蒸汽集成装置与主连管道结构示意图；
图14是尾气净化设备及其连接结构示意图；
图15是近水抽提筒或非均土层抽提筒结构示意图；
图16是内挡筒和横担件适应结构示意图；
图17是抽补水自循环系统连接示意图。
附图标记：1-水下土层、2-地下水层、3-均质土层、4-非均质土层、5-挡水墙、6-水层抽提系统、61-抽提外筒、611-抽提外筒壁、612-抽提外筒孔、62-抽液内筒、621-抽液内筒壁、622-抽液内筒底、623-过滤板、624-封堵板、625-连装垫、626-热水、63-喇叭连头、64-直连头、65-水层输气管道、66-水层抽提泵、67-水层输液管道、68-水层循环泵、69-供水箱、7-近水土层抽提系统、71-近水抽提筒、72-近水综合管道、73-近水抽提泵、74-近水输气管、8-物探系统、81-物探测点、82-物探连线、83-物探综合数据处理器、9-非均质土层抽提系统、91-非均土层抽提筒、92-非均土层综合管道、93-非均土层抽提泵、94-非均土层输气管、10-加药和蒸汽集成装置、11-主连管道、111-主连管体、112-主连泵、113-主连液管、12-尾气净化设备、121-喷淋层、122-吸附层、123-集液填料室、124-过滤室、13-阀门、14-抽补水自循环系统、141-抽水管、142-抽补自循环泵、143-补水管、15-试验模拟箱、16-污染点、17-内挡筒、18-横担件。
具体实施方式
以石油污染物为例，石油中包含大量苯系物，苯系物为有机可挥发性污染物。在石油输送管道泄露或储油罐破损泄露后均会造成苯系物污染，苯系物在土体中会以气态、液态和NAPL态（非水相液体）的状态存在，当存在地下水层2时，还会在地下水表层漂浮富集和部分溶解，此外还有存在于土体和地下水表面的自由态，其会根据所处环境的变化在不同相态之间变化。
当某均质土层3中含有非均质土层4时，非均质土层4对于石油污染物的运移具有阻挡和截留作用，当非均质土层4下存在含水层时会造成大量的污染物集中进入地下水层2，由此对于一般的均质土层3的抽提施工是不同满足此种环境因素下的处置治理的。
如图1至图17所示，非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置，包含两个挡水墙5，设置于两个挡水墙5内地下水层2中的水层抽提系统6和近水土层抽提系统7，设置于均质土层3内非均质土层4处的非均质土层抽提系统9，设置于均质土层3顶部的物探系统8，并联连接水层抽提系统6、近水土层抽提系统7、非均质土层抽提系统9和水层抽提系统6的主连管道11、连接于主连管道11一端的加药和蒸汽集成装置10以及连接于主连管道11另一端的尾气净化设备12。
本实施例中，地下水层2位于地下水层2下方，均质土层3位于地下水层2上方、非均质土层4位于均质土层3内部、污染点16位于非均质土层4上方；污染点16处为石油泄漏点且位于均质土层3中。均质土层3为砂土层或孔隙率大的土层，非均质土层4为孔隙率小或比均质土层3的孔隙率小的土层，黏土层或局部的岩石层等。
本实施例中，水层抽提系统6包含抽提外筒61、卡接连接于抽提外筒61内部的抽液内筒62、螺纹连接或套接连接于抽提外筒61顶部的喇叭连头63或连接于抽提外筒61顶部的直连头64、连接于喇叭连头63或直连头64顶部的水层输气管道65和水层输液管道67、连接于水层输气管道65上的水层抽提泵66、连接于水层输液管道67上的水层循环泵68。抽提外筒61和抽提内筒均采用硬质塑料管或不锈钢涂有防腐蚀层的钢管制作而成；对应的喇叭连头63和直连头64与抽提外筒61和抽提内筒的材质一样。喇叭连头63与抽液内筒62连接时还设置有木塞，为矩形块且顶部有凸起，木塞顶部对应封堵抽液内筒62，且木塞与喇叭连头63之间形成有空腔。
本实施例中，输气管道和水层输液管道67均与尾气净化设备12连接并对应设置有阀门13，水层输液管道67还与供水箱69连接；抽液内筒底622部伸出抽提外筒61，抽液内筒62伸入水体；阀门13为自动阀门13，各管道上的阀门13均通过导线与控制终端连接，以便自动控制阀门13的开启和关闭，控制各管道流量的流量大小。此外，供水箱69为温度度可调的供水，箱内水的温度根据石油污染物挥发的环境温度进行设置。
本实施例中，加药和蒸汽集成装置10包含分离的加药室和加压热蒸汽室，加药室和加压热蒸汽室均分别与主连管道11螺纹或抱箍连接。主连管道11对应水层抽提系统6、近水土层抽提系统7、非均质土层抽提系统9和水层抽提系统6均对应设置有阀门13；阀门13为自动阀门13，各管道上的阀门13均通过导线与控制终端连接，以便自动控制阀门13的开启和关闭，控制各管道流量的流量大小。主连管道11包含与尾气净化设备12连接主连管体111、连接于主连管体111上的主连泵112以及连接于主连管体111与尾气净化设备12之间的主连液管113。其中主连管道11为硬质塑料管或钢管，主连管道11内壁涂有防腐蚀层且可通过拼装连接加长，主连管道11在加药和蒸汽集成装置10一侧还设置有单向阀门13，只能自加药和蒸汽集成装置10直主连管道11进行加药和热蒸汽的单输送，且抽提的气体也不能回流至加药和蒸汽集成装置10处。
本实施例中，一个挡水墙5一个位于非均质土体临近地下水体下游的一侧，另一挡水墙5位于地下水体污染晕下游一侧；挡水墙5外侧还设置有抽补水自循环系统14。挡土墙或混凝土墙或钢板墙，挡土墙底部伸出地下水层2且伸入下部水下土层1。
本实施例中，抽补水自循环系统14抽水管141、补水管143以及连接于抽水管141和补水管143之间的抽补自循环泵142，抽水管141位于地下水层2上游达标水体处，补水管143位于地下水体污染晕下游一侧的挡水墙5外侧；抽补自循环泵142内水体流速适应地下水层2自然流速。
本实施例中，抽提外筒61包含抽提外筒壁611和间隔设置于抽提外筒壁611的抽提外筒孔612；抽提外筒孔612适应近水层处污染物在土体位置高度而设置。抽液内筒62包含抽液内筒壁621和可拆卸连接于抽液内筒壁621底部的抽液内筒底622。抽液内筒底622为网状板体，抽液内筒底622卡接连接过滤板623或封堵板624，封堵板624顶部对应连接连装垫625；连装垫625为倒T形件，倒T形件横部为密封垫竖部对应顶接插杆，插杆为刚性送装杆。施工时，用长的插杆虚连接连装垫625，将其和封堵板624一同送入抽液内筒底622部用于密封。
本实施例中，近水土层抽提系统7包含近水抽提筒71、连接于近水抽提筒71与主连管道11之间的近水综合管道72、连接于近水抽提筒71与主连管道11之间近水输气管74以及连接于近水输气管74上的近水抽提泵73近水抽提筒71。
本实施例中，非均质土层抽提系统9包含非均土层抽提筒91、连接于非均土层抽提筒91与主连管道11之间的非均土层综合管道92、连接于非均土层抽提筒91与主连管道11之间的非均土层输气管94以及连接于非均土层输气管94上的非均土层抽提泵93；水综合管道、近水输气管74、非均土层综合管道92和非均土层输气管94均对应设置有阀门13。阀门13为自动阀门13，各管道上的阀门13均通过导线与控制终端连接，以便自动控制阀门13的开启和关闭，控制各管道流量的流量大小。
本实施例中，近水抽提筒71和非均土层抽提筒91内还可拆卸连接有内挡筒17，内挡筒17顶部可拆卸连接有横担件18，内挡筒17包含上部无孔板和下部孔板，下部孔板对应近水抽提筒71和非均土层抽提筒91内提筒孔壁设置且高度对应加药高度设置。具体应用时，根据自上而下的加药高度或热蒸汽敷设区域，进行针对性的横担件18和内挡筒17的设置，使得近水抽提筒71和非均土层抽提筒91内提筒孔壁对应的进行加药或热蒸汽的输出。
本实施例中，物探系统8包含物探测点81、串联连接各上的物探连线82以及一侧设置的物探综合数据处理器83；物探测点81上对应设置有物探仪，物探测点81至少设置于污染点16处以及土体污染羽的上下游。其中物探仪通过声波、电磁波或探地雷达等手段对地层进行探测。
本实施例中，尾气净化设备12为现场设置，尾气净化设备12包含顶部的喷淋层121、喷淋层121下方的吸附层122、吸附层122下方的集液填料室123和过滤室124，吸附层122对应连接主连管体111，集液填料室123对应连接主连液管113和水层输液管道67。尾气净化设备12内的过滤室124底部设置出口，出口对应与废料回收车和运载车连接，便于后期转运、回收再理由或深度再处理。
结合图1至图17所示，进一步说明非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置的施工方法，具体步骤如下：
步骤一、基于污染点16位置进行物探测点81的布设，而后将物探测点81相连与物探综合数据处理器83最终连接，结合物探数据和钻孔勘查资料，确定污染地块的土层分布、地下水分布、流向及流速，明确非均质土层4位置和范围。
步骤二、基于含有污染物处的物探数据和地勘数据，在实验室内通过试验模拟箱15进行模拟，在试验模拟箱15设置污染点16之前测设物探数据并保存，而后在试验模拟箱15对应的设置污染点16并收集污染物运移各阶段的物探数据和污染物数据，由各阶段物探数据拟合污染物运移规律，得出物探数据的变化响应规律。
步骤三、将试验结果与三维软件模拟溶质运移进行拟合，拟合符合标准后得到精确的三维模型而后确定污染羽范围，通过三维模型标定现场实际控制范围；此时定阶段收集现场物探数据与试验得到的物探数据进行对比分析，以便及时修正模型。
试验模拟箱15为立方体砂箱，立方体砂箱回字形设置，内口字形中设置对应土层和地下水层2，外口和内口字形之间设置为循环水体，其中，内外口字形至之间水体与模拟的地下水层2连通。
步骤四、而后现场进行钻孔和采样进一步细化测定污染羽范围，对于非均质土层4加密测设；而后将污染场地划分为两块；一块为非均质土层4污染区，另一块为地下水层2污染区。
步骤五、在均质土层3污染区和地下水层2污染区之间设置一个挡水墙5并在地下水下游设置另一个挡水墙5，且同时在达标的地下水上游和下游挡水墙5一侧设置抽补水自循环系统14，使得挡水墙5两侧水体保持自然流速。
步骤六、在两个挡水墙5内地下水中富集污染物处进行水层抽提系统6的安装，在临近上游的挡水墙5处安装近水土层抽提系统7；在非均质土层4四周安装非均质土层抽提系统9；而后将主连管道11对应水层抽提系统6、近水土层抽提系统7、非均质土层抽提系统9和水层抽提系统6顶部连接；再将主连管道11两端对应连接加药和蒸汽集成装置10和尾气净化设备12。
步骤七、处理污染物时，地下水层2处的水层抽提系统6中先连接直连头64启动抽液内筒62和安装过滤板623而后进行溶解态和自由态呈流动状的污染物的抽提，从而通过水层输液管道67进入尾气净化设备12；待检测抽提的液体含污染物少于抽提标准后，将抽液内筒62内插入安装封堵板624和连装垫625进行密封，而后通过供水箱69进行热水的填充，热水的温度适应污染物的挥发的温度。
步骤八、对于近水土层抽提系统7和非均质土层抽提系统9中抽提施工时，先是通过加药和蒸汽集成装置10和主连管道11进行热蒸汽和药剂的注入，注入时通过内挡筒17和横担件18进行分层分高的的逐步适量加药和热蒸汽；而后充分反应后通过近水抽提筒71和非均土层抽提筒91进行污染物的挥发气相的抽提。
步骤九、对应的，当近水土层抽提系统7内抽提气体时，将水层抽提系统6直连头64换为喇叭连头63并在抽提内筒内注入热水626，热水626温度适应污染物挥发温度；而后启动抽提外筒61，进行污染物气相的抽提，并通过水层输气管道65进入尾气净化设备12；由此达到有机可挥发污染物的多相抽提、尾气和尾液处理。
其中，尾气净化设备12中顶部的喷淋层121和下方的吸附层122呈倒品字形设置，吸附层122正上方不设置喷淋层121，两侧的喷淋层121为低压引气且将喷淋后液体汇入下方的集液填料室123；所述集液填料室123中填料为铁锰氧化物复合碳基功能材料，过滤室124内设置有渗透膜。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种非均质土内污染物多相抽提与尾气净化方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、基于污染点（16）位置进行物探测点（81）的布设，而后将物探测点（81）相连与物探综合数据处理器（83）最终连接，结合物探数据和钻孔勘查资料，确定污染地块的土层分布、地下水分布、流向及流速，明确非均质土层（4）位置和范围；
步骤二、基于含有污染物处的物探数据和地勘数据，在实验室内通过试验模拟箱（15）进行模拟，在试验模拟箱（15）设置污染点（16）之前测设物探数据并保存，而后在试验模拟箱（15）对应的设置污染点（16）并收集污染物运移各阶段的物探数据和污染物数据，由各阶段物探数据拟合污染物运移规律，得出物探数据的变化响应规律；
步骤三、将试验结果与三维软件模拟溶质运移进行拟合，拟合符合标准后得到精确的三维模型而后确定污染羽范围，通过三维模型标定现场实际控制范围；此时定阶段收集现场物探数据与试验得到的物探数据进行对比分析，以便及时修正模型；
步骤四、现场进行钻孔和采样进一步细化测定污染羽范围，对于非均质土层（4）加密测设；而后将污染场地划分为两块；一块为非均质土层（4）污染区，另一块为地下水层（2）污染区；
步骤五、在均质土层（3）污染区和地下水层（2）污染区之间设置一个挡水墙（5）并在地下水下游设置另一个挡水墙（5），且同时在达标的地下水上游和下游挡水墙（5）一侧设置抽补水自循环系统（14），使得挡水墙（5）两侧水体保持自然流速；
步骤六、在两个挡水墙（5）内地下水中富集污染物处进行水层抽提系统（6）的安装，在临近上游的挡水墙（5）处安装近水土层抽提系统（7）；在非均质土层（4）四周安装非均质土层抽提系统（9）；而后将主连管道（11）对应水层抽提系统（6）、近水土层抽提系统（7）、非均质土层抽提系统（9）和水层抽提系统（6）顶部连接；再将主连管道（11）两端对应连接加药和蒸汽集成装置（10）和尾气净化设备（12）；
步骤七、处理污染物时，地下水层（2）处的水层抽提系统（6）中先连接直连头（64）启动抽液内筒（62）和安装过滤板（623）而后进行溶解态和自由态呈流动状的污染物的抽提，从而通过水层输液管道（67）进入尾气净化设备（12）；待检测抽提的液体含污染物少于抽提标准后，将抽液内筒（62）内插入安装封堵板（624）和连装垫（625）进行密封，而后通过供水箱（69）进行热水的填充，热水的温度适应污染物的挥发的温度；
步骤八、对于近水土层抽提系统（7）和非均质土层抽提系统（9）中抽提施工时，先是通过加药和蒸汽集成装置（10）和主连管道（11）进行热蒸汽和药剂的注入，注入时通过内挡筒（17）和横担件（18）进行分层分高地 逐步适量加药和热蒸汽；而后充分反应后通过近水抽提筒（71）和非均土层抽提筒（91）进行污染物的挥发气相的抽提；
步骤九、对应的，当近水土层抽提系统（7）内抽提气体时，将水层抽提系统（6）直连头（64）换为喇叭连头（63）并在抽提内筒内注入热水（626），热水（626）温度适应污染物挥发温度；而后启动抽提外筒（61），进行污染物气相的抽提，并通过水层输气管道（65）进入尾气净化设备（12）；由此达到有机可挥发污染物的多相抽提、尾气和尾液处理。
2.如权利要求1所述的一种非均质土内污染物多相抽提与尾气净化方法，其特征在于，所述试验模拟箱（15）为立方体砂箱，立方体砂箱回字形设置，内口字形中设置对应土层和地下水层（2），外口和内口字形之间设置为循环水体，其中内外口字形至之间水体与模拟的地下水层（2）连通。
3.如权利要求1所述的非均质土内污染物多相抽提与尾气净化方法，其特征在于，尾气净化设备（12）中顶部的喷淋层（121）和下方的吸附层（122）呈倒品字形设置，吸附层（122）正上方不设置喷淋层（121），两侧的喷淋层（121）为低压引气且将喷淋后液体汇入下方的集液填料室（123）；
所述集液填料室（123）中填料为铁锰氧化物复合碳基功能材料，过滤室（124）内设置有渗透膜。
4.一种应用如权利要求1至3任意一项所述的非均质土内污染物多相抽提与尾气净化方法的非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置，其特征在于，包含两个挡水墙（5），设置于两个挡水墙（5）内地下水层（2）中的水层抽提系统（6）和近水土层抽提系统（7），设置于均质土层（3）内非均质土层（4）处的非均质土层抽提系统（9），设置于均质土层（3）顶部的物探系统（8），并联连接水层抽提系统（6）、近水土层抽提系统（7）、非均质土层抽提系统（9）和水层抽提系统（6）的主连管道（11）、连接于主连管道（11）一端的加药和蒸汽集成装置（10）以及连接于主连管道（11）另一端的尾气净化设备（12）；
所述地下水层（2）位于地下水层（2）下方，均质土层（3）位于地下水层（2）上方、非均质土层（4）位于均质土层（3）内部、污染点（16）位于非均质土层（4）上方；污染点（16）的污染物为有机物可挥发污染物；
所述水层抽提系统（6）包含抽提外筒（61）、可拆卸连接于抽提外筒（61）内部的抽液内筒（62）、连接于抽提外筒（61）顶部的喇叭连头（63）或连接于抽提外筒（61）顶部的直连头（64）、连接于喇叭连头（63）或直连头（64）顶部的水层输气管道（65）和水层输液管道（67）、连接于水层输气管道（65）上的水层抽提泵（66）、连接于水层输液管道（67）上的水层循环泵（68）；所述输气管道和水层输液管道（67）均与尾气净化设备（12）连接并对应设置有阀门（13），水层输液管道（67）还与供水箱（69）连接；所述抽液内筒底（622）部伸出抽提外筒（61），抽液内筒（62）伸入水体；
所述加药和蒸汽集成装置（10）包含分离的加药室和加压热蒸汽室，加药室和加压热蒸汽室均分别与主连管道（11）可拆卸连接；所述主连管道（11）对应水层抽提系统（6）、近水土层抽提系统（7）、非均质土层抽提系统（9）和水层抽提系统（6）均对应设置有阀门（13）；所述主连管道（11）包含与尾气净化设备（12）连接主连管体（111）、连接于主连管体（111）上的主连泵（112）以及连接于主连管体（111）与尾气净化设备（12）之间的主连液管（113）。
5.如权利要求4所述的非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置，其特征在于，一个挡水墙（5）位于非均质土体临近地下水体下游的一侧，另一挡水墙（5）位于地下水体污染晕下游一侧；挡水墙（5）外侧还设置有抽补水自循环系统（14）；
所述抽补水自循环系统（14）抽水管（141）、补水管（143）以及连接于抽水管（141）和补水管（143）之间的抽补自循环泵（142），所述抽水管（141）位于地下水层（2）上游达标水体处，补水管（143）位于地下水体污染晕下游一侧的挡水墙（5）外侧；所述抽补自循环泵（142）内水体流速适应地下水层（2）自然流速。
6.如权利要求4所述的非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置，其特征在于，所述抽提外筒（61）包含抽提外筒壁（611）和间隔设置于抽提外筒壁（611）的抽提外筒孔（612）；所述抽提外筒孔（612）适应近水层处污染物在土体位置高度而设置；
所述抽液内筒（62）包含抽液内筒壁（621）和可拆卸连接于抽液内筒壁（621）底部的抽液内筒底（622）；
所述抽液内筒底（622）为网状板体，所述抽液内筒底（622）对应可拆卸连接过滤板（623）或封堵板（624），所述封堵板（624）顶部对应连接连装垫（625）；所述连装垫（625）为倒T形件，倒T形件横部为密封垫竖部对应顶接插杆，所述插杆为刚性送装杆。
7.如权利要求4所述的非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置，其特征在于，所述近水土层抽提系统（7）包含近水抽提筒（71）、连接于近水抽提筒（71）与主连管道（11）之间的近水综合管道（72）、连接于近水抽提筒（71）与主连管道（11）之间的 近水输气管（74）以及连接于近水输气管（74）上的近水抽提泵（73）和 近水抽提筒（71）；
所述非均质土层抽提系统（9）包含非均土层抽提筒（91）、连接于非均土层抽提筒（91）与主连管道（11）之间的非均土层综合管道（92）、连接于非均土层抽提筒（91）与主连管道（11）之间的非均土层输气管（94）以及连接于非均土层输气管（94）上的非均土层抽提泵（93）；
所述水综合管道、近水输气管（74）、非均土层综合管道（92）和非均土层输气管（94）均对应设置有阀门（13）。
8.如权利要求4所述的非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置，其特征在于，所述近水抽提筒（71）和非均土层抽提筒（91）内还可拆卸连接有内挡筒（17），所述内挡筒（17）顶部可拆卸连接有横担件（18），所述内挡筒（17）包含上部无孔板和下部孔板，下部孔板对应近水抽提筒（71）和非均土层抽提筒（91）内提筒孔壁设置且高度对应加药高度设置。
9.如权利要求4所述的非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置，其特征在于，所述物探系统（8）包含物探测点（81）、串联连接各上的物探连线（82）以及一侧设置的物探综合数据处理器（83）；所述物探测点（81）上对应设置有物探仪，物探测点（81）至少设置于污染点（16）处以及土体污染羽的上下游。
10.如权利要求4所述的非均质土内污染物多相抽提与尾气净化装置，其特征在于，所述尾气净化设备（12）包含顶部的喷淋层（121）、喷淋层（121）下方的吸附层（122）、吸附层（122）下方的集液填料室（123）和过滤室（124），所述吸附层（122）对应连接主连管体（111），集液填料室（123）对应连接主连液管（113）和水层输液管道（67）。
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