[發明專利]一種原位修復高砷地下水的工藝

有效

• 申請號: 201010132662.6
• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN101823801A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 李義連;陳銀松;鄧天天;梁艷燕
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(武漢)
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

1.一種原位修復高砷地下水的工藝，所述的高砷地下水是指地下水中砷的含量＞ 50μg·L^-1；其特征在于它包括如下步驟：

1)在需處理的工作區進行地質鉆探，獲取準確的地質資料，確定取水含水層的位置；

2)進行現場水文地質試驗，確定取水含水層的水文地質參數；

3)當需處理的工作區面積小于或等于200m²時：在需處理的工作區中心設置抽水井，在 抽水井的周圍對稱布置注液井和注氣井，注液井和注氣井位于抽水井的外圍；所述的對稱布 置是以抽水井為圓心點，沿圓圈布置；注液井到抽水井的距離為3～10m，相鄰注液井之間的 距離為3～10m；注氣井和注液井共用一個井；

當需處理的工作區面積大于200m²而小于或等于1000000m²時：在需處理的工作區中心 的周圍對稱布置注液井和注氣井，注液井圍繞抽水井在地下水流的上游布置數量多于在下游 的布置數量且對稱分布，注氣井在注液井外圍對稱布置，最外圍的注液井位于需處理的工作 區邊界以外5～10m距離，從最外圍的注液井向需處理的工作區中心方向每隔40～60m距離布 置一圈注液井，最內圈的注液井位于距需處理的工作區中心10m的距離，每一圈上相鄰注液 井之間的距離為10～15m；最外圈的注氣井位于最外圍的注液井以外5～8m距離，其余注氣 井布置在徑向上注液井兩兩間的中間位置；

當需處理的工作區面積大于1000000m²時：沿地下水流動方向、以需處理的工作區中心 為基準點，對稱布置注液井和注氣井，最外圍的注液井位于需處理的工作區邊界以外5～10m 距離，從最外圍的注液井沿地下水流動方向每隔150～200m距離布置一圈注液井，每一圈上 相鄰注液井之間的距離為30～50m；最外圈的注氣井位于最外圍的注液井以外5～8m距離， 其余注氣井布置在徑向上注液井兩兩間的中間位置；

4)當需處理的工作區面積小于或等于200m²時：①注液井先工作，由注液井向取水含水 層中注入氯化亞鐵溶液，使用的氯化亞鐵溶液溶度為20mg·L^-1～50mg·L^-1，注入氯化亞鐵溶 液是分階段連續進行的，每次注入鐵離子的質量數等于2μV，其中μ為取水含水層的平均給水 度，V為需處理的工作區內取水含水層的體積，V單位為m³，鐵離子的質量單位為g，每隔2～4 小時注入一次氯化亞鐵溶液；②當從抽水井抽取的井水中鐵離子含量穩定在10mg·L^-1以上 時，由注氣井向取水含水層中注入氧氣；氧氣為分階段連續注入，當地下水位≤2.5m時，注 入時壓強為(0.1h+1.0)～(0.1h+1.5)個標準大氣壓，h為從注入點到地下水水位處的高度， 單位為m；當地下水位大于2.5m時，氧氣應封閉注入，注入時壓強為個標準大氣壓，為從注入點到地表范圍內土層的平均重度，單位kN/m³，H 為從注入點到地表的高度，單位為m；連續注入10～15分鐘，每隔30分鐘進行一次注入氧氣；

當需處理的工作區面積大于200m²而小于或等于1000000m²時：①注液井先工作，由注液 井向取水含水層中注入氯化亞鐵溶液，使用的氯化亞鐵溶液溶度為20mg·L^-1～50mg·L^-1，注 入氯化亞鐵溶液是分階段連續進行的，每次注入鐵離子的質量數等于2μV，其中μ為取水含水 層的平均給水度，V為需處理的工作區內取水含水層的體積，V單位為m³，鐵離子的質量單位 為g，每隔7～10天注入一次氯化亞鐵溶液；②當停止注入氯化亞鐵溶液四小時后，從內圈注 液井抽取的井水中鐵離子含量穩定在10mg·L^-1以上時，注氣井開始注入氧氣，氧氣為分階段 封閉式連續注入，注入時壓強為個標準大氣壓，為從 注入點到地表范圍內土層的平均重度，單位kN/m³，H為從注入點到地表的高度，單位為m；連 續注入10～15分鐘，每隔1小時進行一次注入氧氣；

當需處理的工作區面積大于1000000m²時：①注液井先工作，由注液井向取水含水層中 注入氯化亞鐵溶液，使用的氯化亞鐵溶液溶度為80mg·L^-1～100mg·L^-1，注入氯化亞鐵溶液是 分階段連續進行的，每次注入鐵離子的質量數等于2μVC，其中μ為取水含水層的平均給水度， V為需處理的工作區內取水含水層的體積，V單位為m³，C為取水含水層中砷離子的平均濃度， C單位為mg·m^-3，鐵離子的質量單位為mg，每隔10～15天注入一次氯化亞鐵溶液；②當停止注 入氯化亞鐵溶液四小時后，從內圈注液井抽取的井水中鐵離子含量穩定在10mg·L^-1以上時， 注氣井開始注入氧氣，氧氣為分階段封閉式連續注入，注入時壓強為個標準大氣壓，為從注入點到地表范圍內土層的平均重度，單位kN/m³，H 為從注入點到地表的高度，單位為m；連續注入10～15分鐘，每隔4小時進行一次注入氧氣；

5)從抽水井中或需處理的工作區中心抽取地下水監測砷離子、鐵離子和氯離子含量：當 抽取上來的水中砷離子含量穩定在≤10μg·L^-1時，同時鐵離子和氯離子含量均不超標時，停 止注入氯化亞鐵溶液和注入氧氣，所述鐵離子和氯離子含量均不超標是指：鐵離子≤ 0.3mg·L^-1，氯離子≤250mg·L^-1；當鐵離子含量小于0.2mg·L^-1時，繼續向取水含水層中注入 氯化亞鐵溶液；當監測到需處理的工作區內的取水含水層中溶解氧值小于2mg·L^-1，繼續由注 氣井向取水含水層中注入氧氣。

2.根據權利要求1所述的一種原位修復高砷地下水的工藝，其特征在于：當取水含水層 的巖性為粉砂時，徑向上注液井到抽水井或注液井之間的距離取低值，每一圈上的注液井之 間取低值；當取水含水層的巖性為粗砂時，徑向上注液井到抽水井或注液井之間的距離取高 值，每一圈上注液井之間取高值；當取水含水層的巖性為細砂或中砂時，用插值法取值；所 述的高砷地下水是指地下水中砷的含量＞50μg·L^-1。