异味物质原位清除装置的制作方法

1.本技术属于污染治理技术领域，具体涉及一种异味物质原位清除装置。


背景技术：

2.随着社会的不断发展，农药场地异味问题越来越显著，异味不仅存在扰民的问题更为附近居民带来了健康风险。近年来的异味投诉事件已经成为仅次于噪声投诉的第二大污染投诉事件，备受社会关注。目前针对异味问题有几种解决办法：源头清除、界面阻隔或减少空气扩散，其中源头清除是最根本的方法，微生物修复、气相抽提、原位热脱附和化学氧化等技术是常用的污染物源头清除手段，其中微生物修复和气相抽提效率低、周期长且针对性不强；热脱附技术效果好，但能耗较高。相关技术中，使用化学氧化技术的原位清除装置进行异味源头清除，但相关技术中存在氧化药剂传质效率低、由于氧化反应慢导致修复周期长等问题。


技术实现要素：

3.为至少在一定程度上克服相关技术中，使用化学氧化技术的原位清除装置进行异味源头清除，但相关技术中存在氧化药剂传质效率低、修复周期长的问题，本技术提供一种异味物质原位清除装置，包括：
4.实验砂箱、直流电源、交流电源和至少两个电极井；
5.所述至少两个电极井埋设在所述实验砂箱内的土壤中；
6.所述至少两个电极井根据不同需求分别与所述直流电源和所述交流电源连接；
7.所述直流电源为所述至少两个电极井提供直流电，以加快注入到土壤中的氧化药剂的迁移速率；
8.所述交流电源为所述至少两个电极井提供交流电，以使注入到土壤中的氧化药剂在交流电源的作用下加快化学反应速率以清除异味物质。
9.进一步的，所述实验砂箱包括：
10.箱体，
11.设置在箱体上方的封盖，所述封盖顶部设置有螺纹接口，与所述电极井密封连接；
12.用于密封箱体的胶塞；
13.注液口，用于向箱体中注水以模拟实际场地的地下水位情况。
14.进一步的，所述至少两个电极井数量为4个，包括：
15.第一电极井、第二电极井和第三电极井以“三角形”结构布设，设置在“三角形”结构的3个顶点位置；
16.第四电极井设置在所述“三角形”结构的中心位置。
17.进一步的，还包括：
18.在直流电源供电时，第一电极井、第二电极井和第三电极井为阴极电极井，第四电极井为阳极电极井；
19.在交流电源供电时，第一电极井、第二电极井和第三电极井为火线电极井，第四电极井为中性电极井。
20.进一步的，还包括：
21.多个温度监测井和多个温度传感器；
22.每个温度监测井内设置至少一个温度传感器；
23.所述至少一个温度传感器分别设置在所述温度监测井内部；
24.所述温度传感器用于监测砂箱内不同位置、不同深度的土壤温度。
25.进一步的，所述多个温度监测井为7个，具体包括：
26.第一温度监测井设置在靠近第一电极井位置；
27.第二温度监测井设置在第一电极井与第二电极井连线上，距离第一电极井第一距离处，所述第一距离为第一电极井与第二电极井连线距离的四分之一；
28.第三温度监测井设置在第一电极井与第二电极井连线上，第一电极井与第二电极井的中间位置；
29.第四温度监测井设置在第三电极井与第四电极井连线上，距离第三电极井第二距离处，所述第二距离为第三电极井与第四电极井连线距离的四分之一；
30.第五温度监测井设置在第三电极井与第四电极井连线上，距离第三电极井第三距离处，所述第二距离为第三电极井与第四电极井连线距离的二分之一；
31.第六温度监测井设置在靠近第四电极井位置；
32.第七温度监测井，设置在监测区域边界位置。
33.进一步的，还包括：
34.压力监测井，用于监测土壤的压强。
35.进一步的，还包括：
36.土壤气监测装置，用于监测异味物质清除是否达到预期要求。
37.进一步的，所述土壤气监测装置包括：
38.通量箱、抽提管、气泵和气袋；
39.所述通量箱设置在实验砂箱顶部；
40.所述抽提管穿过所述通量箱与设置在通量箱外部的气泵连接；
41.所述气泵与所述气袋连接。
42.进一步的，还包括：
43.第一空气开关和第二空气开关；
44.第一空气开关与直流电源连接；
45.第二空气开关与交流电源连接。
46.本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
47.本技术实施例提供的异味物质原位清除装置包括实验砂箱、直流电源、交流电源和至少两个电极井，至少两个电极井埋设在所述实验砂箱内的土壤中，至少两个电极井根据不同需求分别与所述直流电源和所述交流电源连接，直流电源为所述至少两个电极井提供直流电，以加快注入到土壤中的氧化药剂的迁移速率，交流电源为所述至少两个电极井提供交流电，以使注入到土壤中的氧化药剂在交流电源的作用下加快化学反应速率以清除异味物质，可以提高氧化药剂传质效果，加快氧化反应速率，有效控制异味物质带来的扰民
问题，为开发绿色、高效、低耗的异味物质原位清除技术提供技术支撑。
48.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
49.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
50.图1为本技术一个实施例提供的一种异味物质原位清除装置的功能结构图。
51.图2为本技术一个实施例提供的一种异味物质原位清除装置的结构示意图。
52.图3为本技术另一个实施例提供的一种异味物质原位清除装置的结构示意图。
53.图4为本技术一个实施例提供的另一种异味物质原位清除装置的结构示意图。
54.图5为本技术一个实施例提供的另一种异味物质原位清除装置的结构示意图。
55.图6为本技术另一个实施例提供的一种异味物质原位清除装置的结构示意图。
56.图7为本技术一个实施例提供的另一种异味物质原位清除装置的结构示意图。
57.图8为本技术一个实施例提供的一种异味物质原位清除方法的流程图。
具体实施方式
58.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。
59.图1为本技术一个实施例提供的异味物质原位清除装置的功能结构图，如图1所示，该异味物质原位清除装置包括：
60.实验砂箱(图中未示出)、直流电源11、交流电源12和至少两个电极井13；
61.至少两个电极井13埋设在实验砂箱内的土壤中；
62.至少两个电极井13分别与直流电源和所述交流电源连接；
63.直流电源11为至少两个电极井13提供直流电，以加快注入到土壤中的氧化药剂的迁移速率；
64.交流电源12为至少两个电极井13提供交流电，以使注入到土壤中的氧化药剂在交流电源的作用下加快化学反应速率以清除异味物质。
65.需要说明的是，在直流电源和交流电源共同的的作用下可以降低氧化药剂的用量，节约成本。
66.目前针对异味问题有几种解决办法：源头清除、界面阻隔或减少空气扩散，其中源头清除是最根本的方法，微生物修复、气相抽提、原位热脱附和化学氧化等技术是常用的污染物源头清除手段，其中微生物修复和气相抽提效率低、周期长且针对性不强；热脱附技术效果好，但能耗较高。相关技术中，使用化学氧化技术的原位清除装置进行异味源头清除，但相关技术中存在氧化药剂传质效率低、由于氧化反应慢导致修复周期长等问题。
67.本实施例中，异味物质原位清除装置运行时，首先，将氧化药剂经阴极电极从氧化药剂注入口注入污染土壤。其次，将电极井与直流稳压电源连接，打开直流电源以使电极的
阴极与阳极间产生直流电场，氧化药剂在直流电场作用下从阴极向阳极快速迁移，通过采集土壤指标(土壤指标包括但不限于过硫酸盐含量、ph、氧化还原电位、电导率)并进行实时检测，判断氧化药剂是否已满足预设要求，例如充满整个土壤。在满足预设要求后切断电极与交流电源连接，将直流电场转换为交流电场，对土壤进行加热，氧化药剂在热作用下活化，强化污染物的去除效率。最后在不同时间段从取样口取样对污染物进行检测，直至达标。
68.需要说明的是，土壤指标检测设备为现有技术，这里不再赘述。
69.本实施例中，异味物质原位清除装置包括实验砂箱、直流电源、交流电源、至少两个电极井和与电极井数量对应的电极，至少两个电极井埋设在实验砂箱内的土壤中；电极设置在电极井内，分别与直流电源和交流电源连接，直流电源为电极提供直流电，以加快注入到土壤中的氧化药剂的迁移速率；交流电源为所述电极提供交流电，以使注入到土壤中的氧化药剂在交流电源的作用下降低氧化药剂用量、加快化学反应速率以清除异味物质。本技术可有效针对低渗透地层的修复，与原位热脱热技术比可明显降低能耗，可以有效控制异味物质带来的扰民问题，提高氧化药剂传质效果，加快氧化反应速率，为开发绿色、高效、低耗的异味物质原位清除技术提供技术支撑。
70.图2为本技术一个实施例提供的异味物质原位清除装置的结构示意图，如图2所示，在上一实施例基础上，该异味物质原位清除装置还包括：
71.第一空气开关21和第二空气开关22；
72.第一空气开关21与直流电源11连接；
73.第二空气开关22与交流电源12连接。
74.直流电源11和交流电源12分别通过空气开关与电极井13连接，在土壤指标满足预设要求后，关闭直流电源11对应的空气开关，打开交流电源12对应的空气开关，以实现电源切换。
75.直流电源11例如为直流稳压电源，交流电源12例如为调压器，一些实施例中，还包括电控柜23，用于进行电源切换控制与电压控制。
76.电控柜23包括运电源开关、运行指示灯、继电器、运行模式转换开关和电度表等，从而控制试验装置的运行。
77.本实施例中，通过第一空气开关与第二空气开关进行直流电源与交流电源的切换，可以提高氧化药剂传质效果，加快氧化反应速率，有效控制异味物质带来的扰民问题。
78.一些实施例中，异味物质原位清除装置可应用到土壤中异味物质原位清除模拟实验中，图3为本技术一个实施例提供的异味物质原位清除装置的结构示意图，如图3所示，该异味物质原位清除装置包括：
79.实验砂箱31，实验砂箱31为一个有机玻璃材质(亚克力)的圆形实验砂箱，砂箱中填装被污染土壤，砂箱直径为600mm，高为400mm，如图4所示。砂箱表面纵向上设有刻度尺，可以直观的看到水位情况。
80.砂箱封盖32，砂箱封盖32为有机玻璃材质；
81.胶塞33，用于密封防止异味物质的挥发。封盖顶部设计螺纹接口，保证和电极井、温度监测井等连接的气密性。
82.电极井上方设置氧化药剂注入口34和电极电缆线35，电极井最下部设计有电气隔
离盖36。电极井旁设置注液口37，可向实验砂箱中注水以模拟实际场地的地下水位情况。
83.电气隔离盖36可以使电流尽量在电极主体表面均匀分布，从而将电流均匀的导入到土壤中。
84.第一电极井、第二电极井和第三电极井内部还设置有分隔板，氧化药剂注入可分段，例如分为三段药剂注入，每个火性电极对应的电极井上设置3个深度不同的氧化药剂注入口，每层用分隔板隔离开，由此可根据实际场地的不同污染情况注入不同种类或含量的氧化药剂(氧化药剂例如为过硫酸盐)，可降低成本减少氧化药剂用量。可通过向电极井上的氧化药剂注入口中添加示踪剂或监测污染土壤的电导率来判断氧化药剂是否已经到达预定位置。
85.火线电极用于加热，在运行过程中，电极周边土壤升温最快，并且，电极加热较其他加热方式具有更好的均匀性。
86.中性电极的进气口采用切割开缝的方式，在电极的上、(中)、下部等高度位置，等间距设置狭缝，做为抽气口。
87.从实验砂箱侧面或实验砂箱上面开孔作为监测孔，需要采样时可直接进行取样，不采样时通过螺纹密封以保证装置气密性。
88.电极井上设置氧化药剂注入口和电极电缆线。电极井旁设置注液口，可向实验装置中注水，玻璃材质的砂箱可直观的看到装置内水位情况，可用来模拟实际污染场地中的地下水位深度。
89.装置外部连接直流稳压器、调压器和电箱控制柜，从而设定实验运行时的电源切换以及控制实验装置的运行。
90.一些实施例中，如图5所示，电极井为4口，包括第一电极井、第二电极井和第三电极井以“三角形”结构布设，设置在“三角形”结构的3个顶点位置；第四电极井设置在所述“三角形”结构的中心位置。
91.一些实施例中，第一电极井、第二电极井和第三电极井按照“正三角形”的布局方式，在“三角形”的顶点和中心点位置分别埋设电极井。三角形的三个顶点处的电极井距离砂箱边缘超出预设距离，预设距离例如为100mm，防止电极离砂箱太近，通电发热时可能会对砂箱造成损坏。
92.一些实施例中，还包括：
93.在直流电源供电时，第一电极井、第二电极井和第三电极井为阴极电极井，第四电极井为阳极电极井；
94.在交流电源供电时，第一电极井、第二电极井和第三电极井为火线电极井，第四电极井为中性电极井。
95.一些实施例中，还包括：
96.多个温度监测井和多个温度传感器；
97.每个温度监测井内设置至少一个温度传感器；
98.至少一个温度传感器分别设置在所述温度监测井内部；
99.至少一个温度传感器例如为3个传感器，分别设置在温度监测井的上、中下位置；
100.温度传感器用于监测实验砂箱内不同位置的土壤温度。
101.进一步的，多个温度监测井为7个，具体包括：
102.第一温度监测井设置在靠近第一电极井位置；
103.第二温度监测井设置在第一电极井与第二电极井连线上，距离第一电极井第一距离处，所述第一距离为第一电极井与第二电极井连线距离的四分之一；
104.第三温度监测井设置在第一电极井与第二电极井连线上，第一电极井与第二电极井的中间位置；
105.第四温度监测井设置在第三电极井与第四电极井连线上，距离第三电极井第二距离处，所述第二距离为第三电极井与第四电极井连线距离的四分之一；
106.第五温度监测井设置在第三电极井与第四电极井连线上，距离第三电极井第三距离处，所述第二距离为第三电极井与第四电极井连线距离的二分之一；
107.第六温度监测井设置在靠近第四电极井位置；
108.第七温度监测井，设置在监测区域边界位置。
109.一些实施例中，还包括温控表，温控表与温度传感器连接，用于实现温度控制，评估直流电场对温度影响，控制交流电场条件下温度限值，并刻画砂箱内温度场。
110.一些实施例中，还包括：
111.压力监测井，用于监测土壤的压强。压力监测井采用膜盒压力表监测所述装置内土壤的压强，根据压强指导污染气体的抽提时机，防治污染气体逸出。
112.电极井加热土壤后，土壤孔隙中产生的蒸汽携带污染物被抽提出来，携带有机污染物的蒸汽统称为污染气体。一些实施例中，还包括污染处理设备，在污染气体被抽提出来后不直接排放，而是经过污染处理设备进行排放，以减少环境污染。
113.图6为本技术一个实施例提供的异味物质原位清除装置的结构示意图，如图6所示，该异味物质原位清除装置包括：
114.土壤气监测装置，用于监测异味物质清除是否达到预期要求。
115.一些实施例中，土壤气监测装置包括：
116.抽提管61、气泵62、气袋63和通量箱64；
117.通量箱64设置在实验砂箱顶部；
118.抽提管61穿过通量箱64与设置在通量箱64外部的气泵62连接；
119.气泵62与气袋63连接；
120.根据土壤样品检测结果，一般当目标污染物达标后将所述装置至少停止加热24h后拆掉顶部封盖，安装通量箱64。通量箱64安装在实验砂箱顶部，通量箱64与实验砂箱通过橡胶塞密封，通量箱64侧面开缝保证气流通过。可通过气泵62对通量箱64进行抽气处理，采集的气体样品收集在气袋63中，一些实施例中，每批次采集2个气袋样品，一个用于进行臭气强度识别，另一个用于计算异味物质释放通量，综合评估污染土壤非扰动条件下的异味清除效果。一些实施例中，从实验砂箱侧边取样孔将扰动棒伸入污染土壤中进行搅动，监测扰动条件下异味物质的释放通量及臭气强度，评估是否可进行异位开挖处理。
121.如图7所示，所述装置还包括记录仪71，温度监测井与记录仪71连接，实现对土壤温度变化的实时在线监测与记录。
122.一些实施例中，记录仪71与压力监测井连接，实现对土壤压强变化的实时在线监测与记录。
123.本实施例中，通过电-热耦合化学氧化可在非扰动的情况下以原位的方式有效清
除污染场地的异味物质，可应用到大型修复场地中，降低修复工艺能耗。
124.图8为本技术一个实施例提供的异味物质原位清除方法的流程图，如图8所示，该异味物质原位清除方法包括：
125.s81：通过直流电源为至少两个电极井提供直流电，加快注入到土壤中的氧化药剂的迁移速率；
126.s82：通过交流电源为至少两个电极井提供交流电，以使氧化药剂在交流电源的作用下加快化学反应速率以清除异味物质。
127.本实施例中，通过直流电源为至少两个电极井提供直流电，加快注入到土壤中的氧化药剂的迁移速率，交流电源为至少两个电极井提供交流电，以使氧化药剂在交流电源的作用下加快化学反应速率以清除异味物质，可以有效控制异味物质带来的扰民问题，提高氧化药剂传质效果，加快氧化反应速率，为开发绿色、高效、低耗的异味物质原位清除技术提供技术支撑。
128.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
129.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
130.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
131.需要说明的是，本实用新型不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本技术的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本技术的保护范围之内。