[發明專利]用于原位化學修復土壤的注射裝置及其布設系統

無效

• 申請號: 201310463602.6
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103480645A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 李興
• 申請（專利權）人: 蘇州綠地土壤修復科技有限公司
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 王華

技術領域

本發明屬于被污染土壤的修復領域，具體涉及一種用于原位化學氧化/還原修復土壤的裝置。

背景技術

近年來，由于產業結構與城市布局的變化與調整，政府主導將部分化工、農藥、醫藥、冶金等污染大戶企業紛紛搬遷，在城里城外遺留了一些污染場地和土壤。

一方面，政府考慮到沒有處理的污染場地將會對可持續發展造成難以估量的影響，另一方面，由于經濟發展過程中對土地的需求日益旺盛，因此政府近年來高度重視對土壤污染的預防和污染土壤修復，以期再次合理利用開發修復后的土壤。

20世紀80年代以來，世界上許多國家特別是發達國家均制定并開展了污染土壤治理與修復計劃。美國在20世紀90年代用于污染土壤修復方面的投資有近1000億美元。污染土壤修復的理論與技術已成為整個環境科學與技術研究的前沿。土壤的修復的過程相當漫長，當前解決土壤污染問題，需要有不同學科的科學家如土壤學、農學、生態學、生物地球化學、海洋科學以及涉及農業、林業、漁業等有關的生產單位和政府決策者的共同努力。

目前，國內的土壤修復尚處于起步階段，我國土壤污染防治的各項基礎性工作進展緩慢，存在土壤環境監督管理體系不健全、法律法規嚴重缺失、監管監測能力薄弱、土壤污染防治投入不足、土壤治理修復的科技支撐能力較低等問題。土壤修復技術有待規范，存在成本高，效率低，除污不徹底，同時還破壞了土壤結構，修復過程中出現二次污染等問題。

在“寸土寸金”的蘇州古城區南面的黃金地帶，面積達６００余畝的蘇州化工廠原址地塊因土壤遭農藥污染，土壤中存在著苯、甲苯、石油類等污染物而面臨開發難題，已閑置近６年。蘇州市領導多次會議提出要治理開發，均因技術不成熟、代價太高而擱淺（據說，三年前地方政府與德國人成立專題組對該地塊修復進行研究，歷經兩年時間，最終報價19億元人民幣，具體方法不得而知）。近日，地方勘探與科研機構又進行采樣分析，研究修復土壤方案，分析表明：主要污染物苯、甲苯、石油類分布深（18m深處仍能檢測到污染物），污染物在土壤內部的分布情況復雜，土壤以粉質粘土、粉土和粘土為主，水平方向的滲透系數主要處于10E-6~10E-8?cm/s范圍內，垂直方向的滲透系數主要處于10E-5~10E-7?cm/s范圍內，滲透率較低。

針對以上污染場地的表征結果，結合現有技術中各種土壤修復的技術的適用范圍及特點，例如：挖掘、穩定/固化、化學淋洗、氣提、熱處理、原位化學氧化、原位生物修復等，考慮到：1.?如果全部挖掘十八米深移位處理，工作量太大，而且挖掘時的有機污染揮發，污染周圍居民的意見也是施工所要考慮的重點問題；2.?氣提法不適用于低滲透性污染土壤，對設備要求較高；最終篩選原位化學氧化作為最優選的修復方法。

原位化學氧化是針對土壤/地下水污染物的性質，在明確表征場地污染特征的基礎上，將適宜的氧化劑和相關的試劑注入地下，使其與污染物充分接觸、并將污染物氧化成無毒無害的物質。在化學氧化反應過程中，氧化劑從苯、氯苯等有機污染物獲得電子被還原成環境中固有的無機物質，苯、氯苯等有機污染物失去電子被氧化成CO2和水。目前原位化學氧化技術已作為成熟技術廣泛應用于苯、甲苯、二甲苯、氯苯等揮發性、半揮發性有機污染，多環芳烴、農藥、炸藥等污染土壤和地下水的原位治理，并在美國、歐洲、澳洲等十幾個國家和地區進行成功示范案例，如美國griffith（IN）化工廠、Albert儲油庫、Florida、Kenten(DE)、Bound?Brook汽油站、rock?Hill工業用地、south?Carolina?空軍基地、澳大利亞油氣站、以及焦化廠等場地苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、苯酚、有機殺蟲劑與除草劑等有機污染土壤的治理。

現有技術中，原位化學氧化修復工程中為了在污染土壤中布設氧化劑注射井，其中一種常用的布設注射井的技術為直推式鉆孔技術（Direct?push?drilling），該技術具有以下缺點：1.?費用高（鉆孔費用280元/米），鉆孔速度慢（一天只鉆三個孔）；2.?鉆后維持時間不長，因鉆孔時，孔周圍土壤呼吸空隙被粘死，水出不來，蓄積到極致后沖破粘結層連泥帶水一起垮塌，擠死孔間，最終淤實，注入藥劑達不到原鉆孔深度，除污不能徹底。