本实用新型涉及水土污染修复治理技术领域，具体涉及一种污染场地水土共治的工艺系统，主要用于有机污染物污染严重且地下水水位较浅的污染场地的水土共治处理。
背景技术：
目前土壤污染越来越受到人们的关注，随着国家相关法规标准的完善，土壤修复行业正趋于规范。对于具有几十年生产历史的化工厂、焦化厂、农药厂等搬迁后的历史遗留地，其污染更为严重，涉及地下水污染的区域再加上复杂的水文地质条件，其修复治理更为困难。目前对有机污染土壤与地下水的修复方法主要有气相抽提、阻隔法、化学还原氧化、自然衰减、生物阻隔、微生物修复、植物修复、地下水抽出处理、地下水原位化学氧化等。以上方法在污染物处理中存在一些问题：
对于地下水丰富且地下水受污染的场地，目前的处理方法通常采用水土分离治理，处理周期较长，投入较大；对
涉及有挥发性刺激性污染物的场地的异位处理，需要设置带有废气处理装置的充气大棚，成本高；自然衰减、植物以及微生物修复工期较长；气相抽提仅对处理包气带中的挥发性有机污染物有效；阻隔法不能彻底去除污染物；传统原位化学氧化存在药剂残留以及处理反弹问题，尤其是对于黏性土壤组分，由于有机质含量高，粒径细密，使用原位氧化法存在处理不彻底的弊端，一般的方法难以修复，修复成本高；
地下水抽出处理、地下水原位化学氧化仅针对水污染处理。
技术实现要素：
针对现有技术中的以上不足，本实用新型提供了一种污染场地水土共治的工艺系统，该工艺系统全程密闭化处理，避免了恶臭气体二级污染等问题，尤其是针对涉及地下水污染严重且土壤黏性大的处理难度高的修复场地，该工艺系统通过制浆、混匀、曝气等均质化环节，确保氧化剂与待处理物料充分接触，处理效果更好。
本实用新型采用如下技术方案：
一种污染场地水土共治的工艺系统，所述工艺系统包括用于将污染场地内的污染物料制成流体态混合料的水土混合制浆系统、对污染物料进行初步氧化处理的一级氧化装置、对污染物料进行加药净化的二级氧化装置、储水罐和固液分离装置，所述水土混合制浆系统、一级氧化装置、二级氧化装置和固液分离装置依次通过管道相连，所述二级氧化装置和固液分离装置分别与所述的储水罐连接；经所述二级氧化装置净化后的污染物料静置后，其液相部分进入储水罐，含有少量水的固相部分经所述固液分离装置进行固液分离后，其固相部分排出，液相部分排至所述储水罐中收集。
所述水土混合制浆系统和一级氧化装置之间还设有动力泵抽提装置，用于将所述水土混合制浆系统制得的流体态混合料抽提到所述一级氧化装置中。
所述一级氧化装置包括一级罐体、臭氧曝气器和臭氧发生器，所述一级罐体的侧壁上部和下部分别设有一级物料进口和一级物料出口，所述一级罐体的顶部设有一级尾气排放口，所述臭氧曝气器位于所述一级罐体的底部，所述臭氧发生器设置于所述一级罐体的外侧，且与所述臭氧曝气器相连通，所述一级物料进口位于所述臭氧曝气器的上方。
所述二级氧化装置包括二级罐体、搅拌器和药剂罐，所述药剂罐与所述二级罐体的上部连接，用于向着所述二级罐体内部注药，所述搅拌器设置于所述二级罐体中；所述二级罐体的侧壁上设有混合流体进口、二级物料出口、液相出口和二级尾气排放口，所述二级物料出口位于靠近所述二级罐体底部的侧壁上，所述液相出口位于靠近所述二级罐体顶部的侧壁上，所述混合流体进口设置于所述液相出口和二级物料出口之间的所述二级罐体的侧壁上，所述二级尾气排放口设置于所述二级罐体的顶部，所述一级罐体的一级物料出口与所述二级罐体的混合流体进口通过管路连接，所述储水罐与所述液相出口通过管路连通，所述固液分离装置与所述二级物料出口通过管路连通。
所述二级氧化装置内侧顶部还设有气体抽提装置，所述气体抽提装置由所述二级尾气排放口中输出，用于将所述二级氧化装置内污染物料反应后产生的废气排出。
所述工艺系统还包括对废气进行净化处理的废气吸附装置，所述废气吸附装置分别通过管路与所述一级氧化装置的一级尾气排放口及所述二级氧化装置内的所述气体抽提装置连通，用于将所述一级氧化装置和二级氧化装置所产生的废气通过管道排放到所述废气吸附装置中。
所述储水罐的出水口分别与所述水土混合制浆系统和药剂罐连通，用于处理后的水体综合循环利用。
所述二级氧化装置并列设置两个，所述一级氧化装置分别与两所述二级氧化装置独立连接，所述一级氧化装置交替将氧化处理后的污染物料通过所述一级物料出口排入两所述二级氧化装置的混合流体进口，所述储水罐和所述固液分离装置分别与两所述的二级氧化装置连通。
本实用新型技术方案，具有如下有益效果：
a、本实用新型污染场地水土共治的工艺系统，该工艺系统设有污染土壤与地下水进行制浆化处理的水土混合制浆装置，确保了物料的均质性，一级氧化装置和二级氧化装置的设置，用于对污染物料进行两级联合氧化处理结合，能够促使水土与氧化剂充分接触，确保反应彻底。
b、本实用新型污染场地水土共治的工艺系统不同于传统的开挖抽出处理系统，全程密闭化处理，避免了恶臭气体二级污染等问题，尤其是针对涉及地下水污染严重且土壤黏性大的处理难度高的修复场地，本工艺系统通过制浆、混匀、曝气等均质化过程，确保氧化剂与待处理物料充分接触，处理效果更好。
c、与传统的水土分离修复治理系统相比，效率高，成本低，辅助设施少，避免了基坑开挖以及地下水降水、抽出处理等繁琐的预处理措施；对于涉及恶臭气体的污染场地，本工艺系统避免了传统开挖中必须设置的充气大棚等成本较高的附属设施。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型污染场地水土共治的工艺系统整体结构示意图；
图2为本实用新型中一级氧化装置结构原理图；
图3为本实用新型中二级氧化装置结构原理图；
图4为本实用新型污染场地水土共治的工艺系统工艺流程图。
附图标记说明：
1-水土混合制浆系统
11-阻隔钢板，12-地表覆盖板；
2-动力泵抽提装置；
3-一级氧化装置
31-一级罐体
311-级物料进口
312-一级物料出口
313-一级尾气排放口
32-臭氧曝气器
33-尾气排放口
4-二级氧化装置
41-二级罐体
411-混合流体进口
412-二级物料出口
413-液相出口
414-二级尾气排放口
42-搅拌器
43-药剂罐
44-气体抽提装置
5-储水罐；
6-固液分离装置；
7-废气吸附装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1～图3所示，本实用新型提供了一种污染场地水土共治的工艺系统，用于有机污染物污染严重且地下水水位较浅的污染场地的水土共治处理，工艺系统包括用于将污染场地内的污染物料(包括污染土壤和污染地下水)变成流体态混合料的水土混合制浆系统1、对污染物料进行初步氧化处理的一级氧化装置3、对污染物料进行加药净化的二级氧化装置4、储水罐5和固液分离装置6，水土混合制浆系统1、一级氧化装置3、二级氧化装置4和固液分离装置6依次通过管道相连，二级氧化装置4和固液分离装置6分别与储水罐5连接；经二级氧化装置4净化后的污染物料静置后，其液相部分进入储水罐5，含有少量水的固相部分经固液分离装置6进行固液分离后，其固相部分排出，液相部分排至储水罐5中收集。本实用新型污染场地水土共治的工艺系统，该工艺系统设有污染土壤与地下水进行制浆化处理的水土混合制浆装置，确保了物料的均质性，一级氧化装置和二级氧化装置的设置，用于对污染物料进行两级联合氧化处理结合，能够促使水土与氧化剂充分接触，确保反应彻底。
在水土混合制浆系统1和一级氧化装置3之间还设有动力泵抽提装置2，用于将水土混合制浆系统1制得的流体态混合料抽提到所述一级氧化装置3中。
一级氧化装置3包括一级罐体31、臭氧曝气器32和臭氧发生器33，一级罐体31的侧壁上部和下部分别设有一级物料进口311和一级物料出口312，在一级罐体31的顶部设有一级尾气排放口313，臭氧曝气器32位于一级罐体31的底部，臭氧发生器33设置于一级罐体31的外侧，且与臭氧曝气器32相连通，一级物料进口位于臭氧曝气器32的上方。
二级氧化装置4包括二级罐体41、搅拌器42和药剂罐43，药剂罐43与二级罐体41的上部连接，用于向二级罐体41内部注药，搅拌器42设置于二级罐体41中；二级罐体41的侧壁上设有混合流体进口411、二级物料出口412、液相出口413和二级尾气排放口414，二级物料出口412位于靠近二级罐体41底部的侧壁上，液相出口413位于靠近二级罐体41顶部的侧壁上，混合流体进口411设置于液相出口413和二级物料出口412之间的二级罐体41的侧壁上，二级尾气排放口414设置于二级罐体41的顶部，一级罐体31的一级物料出口312与二级罐体41的混合流体进口411通过管路连接，储水罐5与液相出口413通过管路连通，固液分离装置6与二级物料出口412通过管路连通。
另外，在二级氧化装置4内侧顶部还设有气体抽提装置44，气体抽提装置44由二级尾气排放口414中输出，用于将二级氧化装置4内污染物料反应后产生的废气排出。
所述工艺系统还包括对废气进行净化处理的废气吸附装置7，废气吸附装置7分别通过管路与一级氧化装置3的一级尾气排放口313及二级氧化装置4内的气体抽提装置44连通，用于将一级氧化装置3和二级氧化装置4所产生的废气通过管道排放到废气吸附装置7中。储水罐5的出水口分别与水土混合制浆系统1和药剂罐43连通，用于处理后的水体综合循环利用。
工艺系统中二级氧化装置4并列设置两个，一级氧化装置3分别与两二级氧化装置4独立连接，一级氧化装置3交替将氧化处理后的污染物料通过一级物料出口312排入两个二级氧化装置4的混合流体进口411，储水罐5和固液分离装置6分别与两个二级氧化装置4连通。
使用时(如图4所示)，首先启动水土混合制浆系统1，针对土壤有机物污染物含量高、地下水水位较浅且含量丰富的场地，首先将场地分成若干个子区块，在每个待处理子区块的四周设置阻隔钢板，利用工程机械搅拌装置将阻隔内的土壤及地下水深翻耕并搅拌均匀，此所谓制浆环节，目的是促使阻隔内的物料变为流体态(当子区块内含水量不足时，可视情况补加外源水分)。在子区块地面设置钢板等覆盖设施，地面设置钢板覆盖的目的在于避免制浆环节可能产生的恶臭或其他刺激性等有害气体扩散从而引发二次污染。
利用动力泵抽提装置2将制备完毕的浆液(水土混合物)通过密闭的管道输送至后续的水土共治处理处置中进行一次氧化、二次氧化处理。其中一级氧化处理为臭氧曝气氧化处理，二级氧化单元为使用长效药剂的深度氧化处理。
二级氧化装置设有搅拌器，确保其中的物料混匀，所谓二级氧化装置中使用的药剂为长效氧化剂，为高锰酸盐、过氧化钙、过硫酸盐及催化剂中的一种或几种。二级氧化装置设为批次进料，设置一定的反应时间后，物料进入静置阶段，静置后的液相部分进入储水罐，含少量水的固相部分则进入固液分离装置，分离后的液相组分进入储水罐，用于药剂配制或水土制浆，离分离后的达标固相组分则进行回填或运走处置。两级氧化处理过程中产生的废气通过进入废气吸附装置7进行处理，废气吸附装置7中的填料为活性炭、过氧化钙等。
本实用新型污染场地水土共治的工艺系统不同于传统的开挖抽出处理系统，全程密闭化处理，避免了恶臭气体二级污染等问题，尤其是针对涉及地下水污染严重且土壤黏性大的处理难度高的修复场地，本工艺系统通过制浆、混匀、曝气等均质化过程，确保氧化剂与待处理物料充分接触，
与传统的水土分离修复治理系统相比，效率高，成本低，辅助设施少，避免了基坑开挖以及地下水降水、抽出处理等繁琐的预处理措施；对于涉及恶臭气体的污染场地，本工艺系统避免了传统开挖中必须设置的充气大棚等成本较高的附属设施。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
1.一种污染场地水土共治的工艺系统，其特征在于，所述工艺系统包括用于将污染场地内的污染物料制成流体态混合料的水土混合制浆系统(1)、对污染物料进行初步氧化处理的一级氧化装置(3)、对污染物料进行加药净化的二级氧化装置(4)、储水罐(5)和固液分离装置(6)，所述水土混合制浆系统(1)、一级氧化装置(3)、二级氧化装置(4)和固液分离装置(6)依次通过管道相连，所述二级氧化装置(4)和固液分离装置(6)分别与所述的储水罐(5)连接；经所述二级氧化装置(4)净化后的污染物料静置后，其液相部分进入储水罐(5)，含有少量水的固相部分经所述固液分离装置(6)进行固液分离后，其固相部分排出，液相部分排至所述储水罐(5)中收集。
2.根据权利要求1所述的污染场地水土共治的工艺系统，其特征在于，所述水土混合制浆系统(1)和一级氧化装置(3)之间还设有动力泵抽提装置(2)，用于将所述水土混合制浆系统(1)制得的流体态混合料抽提到所述一级氧化装置(3)中。
3.根据权利要求2所述的污染场地水土共治的工艺系统，其特征在于，所述一级氧化装置(3)包括一级罐体(31)、臭氧曝气器(32)和臭氧发生器(33)，所述一级罐体(31)的侧壁上部和下部分别设有一级物料进口(311)和一级物料出口(312)，所述一级罐体(31)的顶部设有一级尾气排放口(313)，所述臭氧曝气器(32)位于所述一级罐体(31)的底部，所述臭氧发生器(33)设置于所述一级罐体(31)的外侧，且与所述臭氧曝气器(32)相连通，所述一级物料进口位于所述臭氧曝气器(32)的上方。
4.根据权利要求3所述的污染场地水土共治的工艺系统，其特征在于，所述二级氧化装置(4)包括二级罐体(41)、搅拌器(42)和药剂罐(43)，所述药剂罐(43)与所述二级罐体(41)的上部连接，用于向所述二级罐体(41)内部注药，所述搅拌器(42)设置于所述二级罐体(41)中；所述二级罐体(41)的侧壁上设有混合流体进口(411)、二级物料出口(412)、液相出口(413)和二级尾气排放口(414)，所述二级物料出口(412)位于靠近所述二级罐体(41)底部的侧壁上，所述液相出口(413)位于靠近所述二级罐体(41)顶部的侧壁上，所述混合流体进口(411)设置于所述液相出口(413)和二级物料出口(412)之间的所述二级罐体(41)的侧壁上，所述二级尾气排放口(414)设置于所述二级罐体(41)的顶部，所述一级罐体(31)的一级物料出口(312)与所述二级罐体(41)的混合流体进口(411)通过管路连接，所述储水罐(5)与所述液相出口(413)通过管路连通，所述固液分离装置(6)与所述二级物料出口(412)通过管路连通。
5.根据权利要求4所述的污染场地水土共治的工艺系统，其特征在于，所述二级氧化装置(4)内侧顶部还设有气体抽提装置(44)，所述气体抽提装置(44)由所述二级尾气排放口(414)中输出，用于将所述二级氧化装置(4)内污染物料反应后产生的废气排出。
6.根据权利要求5所述的污染场地水土共治的工艺系统，其特征在于，所述工艺系统还包括对废气进行净化处理的废气吸附装置(7)，所述废气吸附装置(7)分别通过管路与所述一级氧化装置(3)的一级尾气排放口(313)及所述二级氧化装置(4)内的所述气体抽提装置(44)连通，用于将所述一级氧化装置(3)和二级氧化装置(4)所产生的废气通过管道排放到所述废气吸附装置(7)中。
7.根据权利要求6所述的污染场地水土共治的工艺系统，其特征在于，所述储水罐(5)的出水口分别与所述水土混合制浆系统(1)和药剂罐(43)连通，用于处理后的水体综合循环利用。
8.根据权利要求1-7任一所述的污染场地水土共治的工艺系统，其特征在于，所述二级氧化装置(4)并列设置两个，所述一级氧化装置(3)分别与两所述二级氧化装置(4)独立连接，所述一级氧化装置(3)交替将氧化处理后的污染物料排入两所述二级氧化装置(4)内，所述储水罐(5)和所述固液分离装置(6)分别与两所述的二级氧化装置(4)连通。
技术总结