[發明專利]一種用于地下水原位修復的三維循環擾動強化裝置及方法

有效

• 申請號: 201810490943.5
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108655160B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 王賓;趙秀紅;羅啟仕;斯克誠;吳晴雯;冉雨靈
• 申請（專利權）人: 永清環保股份有限公司;永清啟堃土壤修復科技股份（上海）有限公司
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發明涉及一種用于地下水原位修復的三維循環擾動強化裝置及方法，裝置包括第一水力循環井組、第二水力循環井組、藥劑注射井、地面調節系統以及控制系統，第一水力循環井組的抽水口通過地面調節系統與第二水力循環井組的注水口相連通，第二水力循環井組的抽水口通過地面調節系統與第一水力循環井組的注水口相連通；強化時，通過第一水力循環井及第二水力循環井在不同時間分別進行抽水和注水操作，產生雙向水力干擾，實現對修復藥劑和地下水的“三維擾動”。與現有技術相比，本發明通過三維循環擾動強化，促進了藥劑與污染物的有效接觸，提高了修復效果和修復速度。

技術領域

本發明屬于地下水修復技術領域，涉及一種用于地下水原位修復的三維循環擾動強化裝置及方法。

背景技術

地下水污染的修復技術主要有地下水抽提、地下水原位化學氧化/還原、地下水生物修復、地下水生物通風等。在場地修復應用中，可以單獨或聯合應用上述技術，以達到最佳的修復效果。

原位化學氧化技術是通過原位注入適用的化學氧化劑，促使污染物進行降解反應，從而達到修復污染的目的，可以處理石油烴、BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、酚類、MTBE(甲基叔丁基醚)、含氯有機溶劑、多環芳烴、農藥等大部分有機物，已在地下水修復中得到了廣泛的應用。原位化學氧化技術中常用的氧化劑主要有二氧化氯、雙氧水及Fenton試劑、高錳酸鉀和臭氧等。在技術應用中，通過控制氧化劑的釋放形式，可以提高藥劑利用率及修復效率，同時可使氧化劑對直接處理區以外的物化性質以及地球生物性質降低到最小。

應用原位注入方式進行化學氧化修復時，由于注入井數量有限以及水力傳導系數分布的問題，通過水相注入系統控制氧化劑的用量非常困難。無論是采用滲透格柵還是水相注入，都要對含水層的性質、地球化學變化的可逆性(如溶解作用、解析作用、pH值變化)、污染物的分布和通量等進行詳細的評價，以設計出有效的原位處理系統。

我國南方地區淺部地層一般以粘性土-夾砂粉土為主，地層結構中常存在水平夾薄層，含水層非均質特征明顯，垂向滲透條件相對較差，藥劑的擴散時間較長，常影響施工進度。同時，由于地下水含水層具有孔隙空腔、“優勢通道”、水位變幅帶的毛細作用等原因，導致地下水原位修復普遍存在修復效果“回彈”、“拖尾”現象。

在工程應用中，可以采用一些強化措施增進修復效果，提高修復效率，這些強化措施主要有以下兩種：

(1)通過在污染羽的上下游建設抽水-注水井來實現對地下水水力梯度的提高，從而增大藥劑擴散速度。

(2)應用地下水循環井，改變地下水流動速度和地下水流動方向，從而帶動修復藥劑的流動，提高修復效率。

然而，上述兩種強化措施在應用中仍然存在一些不可克服的缺陷，主要有以下幾點：

(1)含水層可能包含較多優勢通道，使得某一方向上的地下水優先得到修復，而其他位置的地下水修復效果滯后或難以達標。

(2)單一方向抽出-回灌系統會導致部分含水層在抽水系統工作時出現“藥劑真空區”。

(3)應用循環井，僅能夠在井周邊產生微循環系統，而對整個含水層影響較小，若提高循環效果，必須提供較大的曝氣壓力，且其結構復雜，造價高，綜合效益較差。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于地下水原位修復的三維循環擾動強化裝置及方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：