CN106111685A - 一种用于修复土壤和地下水的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于修复土壤和地下水的方法及系统。该方法包括以下步骤:向污染区域中注入蒸汽,以去除所述污染区域中污染物;在流经所述污染区域的地下水下游方向设立反应墙,用于去除地下水中污染物。该方法向污染区域中注入蒸汽,以去除土壤中附着的易挥发性污染物,同时可以起到加热地下水的目的;被加热后的地下水流到反应墙时,使得反应墙中反应药剂的活性提高,从而提高了反应墙对于地下水中污染物的处理效果。也就是说,蒸汽气提用于治理污染源,反应墙用于控制污染羽。

Description

一种用于修复土壤和地下水的方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及土壤修复技术领域,具体涉及一种用于修复土壤和地下水的方法及系统。背景技术
[0002] 土壤环境是构成生态系统的基本要素之一,是人类和生物赖以生存和发展的基础,土壤环境状况不仅直接影响到国民经济发展和国土资源环境安全,而且关系到农产品安全和人体健康。有机砷是导致土壤污染的重要成分,近年来,由砷污染导致的地方性砷中毒已经遍及全球,砷污染的来源除了化工及农业生产之外,另外源于二战以后日本侵华战争遗弃化学武器所造成的污染。
[0003] 对污染的土壤修复技术一般分为三类,分别是物理修复技术、化学修复技术,以及生物修复技术。其中,物理修复技术是指通过各种物理过程将污染物(特别是有机污染物) 从土壤中去除或分离的技术,其主要包括热脱附技术、微波加热技术、以及蒸汽浸提技术, 已经应用于苯系物、多环芳烃、多氯联苯和二噁英等污染土壤的修复。化学技术主要有土壤固化/稳定化技术、淋洗技术、氧化还原技术、光催化降解技术以及近几年新兴的电动力修复技术。生物技术则主要包括植物修复、微生物修复、生物联合修复等技术。
[0004] 而对地下水修复技术是现在环境领域研究的一个热点问题。世界各国尤其是欧美国家对地下水污染的修复进行了大量的研究,抽出处理是应用最普遍的技术,该方法能有效地将污染区限制在抽出井上游,但是其作为一种长期的地下水处理方法则存在许缺陷, 如只能限制污染的进一步扩散,不能够现场就地修复,且处理费用昂贵,同时也可能造成地下水资源的浪费,破坏当地原有的生态环境,不能从根本上解决地下水的污染修复问题。 [〇〇〇5] 可渗透反应墙(permeablereactivebarrier,PRB)是目前在欧美等许多发达国家新兴起来的用于原位去除地下水及土壤中污染组分的方法。根据美国环保署USEPA1998年发行的《污染物修复PRB的技术》手册中指出PRB是在地下安置活性材料墙体以便拦截污染羽状体,使污染羽状体通过反应介质后,其污染物能转化为环境接受的另一种形式,从而实现使污染物浓度达到环境标准的目标。重金属及石油烃的污染都可用PRB进行控制和处理, 当污染物沿地下水水流方向进人PRB处理系统,在具有较低渗透性的化学活性物质的作用下,发生沉淀反应、吸附反应、催化还原反应或催化氧化反应,使污染物转化为低活性的物质或降解为无毒的成分。相对于传统方法,PRB法具有能持续原位处理污染物(5〜10a)、处理多种污染物(如重金属、有机物等)、处理效果好、安装施工方便、性价比相对较高等优点。发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种利用蒸汽气提和可渗透反应墙的混合修复技术。
[0007] 本发明提供了一种用于修复土壤和地下水的方法,包括以下步骤:向污染区域中注入蒸汽,以去除所述污染区域中污染物;在流经所述污染区域的地下水下游方向设立反应墙,用于去除地下水中污染物。
[0008] 作为优选,对污染区域进行蒸汽注入的步骤包括:在所述污染区域中形成注入井和气提井;向所述注入井中注入蒸汽以对所述污染区域中污染物进行脱附,得到脱附后气体;通过气提井回收所述脱附后气体。
[0009] 作为优选,向所述污染区域中注入蒸汽的步骤中,所述蒸汽的温度为100-200°C。
[0010] 作为优选,所述反应墙中填充有吸附填料和/或反应填料,所述反应填料用于反应去除所述地下水中污染物。
[0011] 作为优选,所述污染区域中污染物为有机污染物和/或重金属污染物。
[0012] 作为优选,在向所述污染区域中注入蒸汽之前,所述修复方法还包括:确定所述污染区域的位置及面积,并检测所述污染区域中污染物含量及种类。
[0013] 本发明还提供了一种用于修复土壤和地下水的系统,包括:蒸汽抽提装置,用于向污染区域中注入蒸汽;反应墙装置,设置于流经所述污染区域的地下水下游方向,用于去除地下水中污染物。
[0014] 作为优选,所述污染区域中设置有注入井和气提井,所述蒸汽抽提装置包括设置于所述注入井上方的蒸汽炉,以及设置于所述气提井上方的气提装置。
[0015] 作为优选,所述反应墙中填充有吸附填料和/或反应填料,所述反应填料用于反应去除所述地下水中污染物。
[0016] 作为优选,所述系统还包括检测装置,用于检测所述污染区域中污染物含量及种类。[〇〇17]本发明技术方案,具有如下优点:
[0018] 本发明提供的用于修复土壤和地下水的方法,向污染区域中注入蒸汽,以去除土壤中附着的易挥发性污染物,同时可以起到加热地下水的目的;被加热后的地下水流到反应墙时,使得反应墙中反应药剂的活性提高,从而提高了反应墙对于地下水中污染物的处理效果。也就是说,蒸汽气提用于治理污染源,反应墙用于控制污染羽。
[0019] 本发明提供的土壤修复装置,首先利用蒸汽抽提装置向污染区域中注入蒸汽,以去除所述污染区域中污染物,而且蒸汽能够加热地下水,被加热后的地下水流到反应墙装置,使得反应强的反应效果提高。也就是说,蒸汽气提用于治理污染源,反应墙用于控制污染羽,而蒸汽气提降低了反应墙的处理压力,也提高了其处理效率。附图说明
[0020] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述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发明的一些实施方式,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。
[0021] 图1为本发明实施方式中提供的用于修复土壤和地下水的方法的流程图。具体实施方式
[0022] 下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
[0023]在本发明的描述中,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发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。[〇〇24] 实施例1
[0025] 本实施例提供了一种用于修复土壤和地下水的方法,如图1所示,包括以下步骤: 向污染区域中注入蒸汽,以去除所述污染区域中污染物;在流经所述污染区域的地下水下游方向设立反应墙,用于去除地下水中污染物。
[0026] 本实施例提供的用于修复土壤和地下水的方法,将蒸汽注入到污染区域(一般在地下水面以上注入,加热区域主要为包气带,但其热量可以扩散到饱和带,故地下水温度会有适当提升),并结合气相抽提过程,将一部分的污染物从抽提系统中去除;同时蒸汽将地下水温度适当提高,增加了PRB中反应药剂的活性,提高PRB效果。
[0027] 作为优选的实施方式,对污染区域进行蒸汽注入的步骤包括:在所述污染区域中形成注入井和气提井;向所述注入井中注入蒸汽以对所述污染区域中污染物进行脱附,得到脱附后气体;通过气提井回收所述脱附后气体。
[0028] 注入井和气提井的形成方法可以参照现有技术,而注入蒸汽的流量等参数也可以参照现有技术。另外,蒸汽注入的方式可以为现有任何方法,并不仅限于上述优选例。
[0029] 作为优选的实施方式,向所述污染区域中注入蒸汽的步骤中,所述蒸汽的温度为 100-200。。。
[0030] 上述温度有利于更好地去除污染区域中污染物,同时将地下水温度提高至合适温度,有利于进一步增加PRB中反应药剂的活性,提高PRB效果,并处理地下水。[〇〇31]作为优选的实施方式,所述反应墙中填充有吸附填料和/或反应填料,所述反应填料用于反应去除所述地下水中污染物。
[0032] 吸附填料和/或反应填料的具体种类可以参照现有技术,在此不再赘述。
[0033] 作为优选的实施方式,在向所述污染区域中注入蒸汽之前,所述修复方法还包括: 确定所述污染区域的位置及面积,并检测所述污染区域中污染物含量及种类。其中,所述污染区域中污染物为有机污染物和/或重金属污染物。[〇〇34] 实施例2
[0035] 本实施例提供了一种用于修复土壤和地下水的系统,包括:蒸汽抽提装置,用于向污染区域中注入蒸汽;反应墙装置,设置于流经所述污染区域的地下水下游方向,用于去除地下水中污染物。
[0036] 本实施例提供的土壤修复装置,首先利用蒸汽抽提装置向污染区域中注入蒸汽, 以去除所述污染区域中污染物,而且蒸汽能够加热地下水,被加热后的地下水流到反应墙装置,使得反应强的反应效果提高。也就是说,蒸汽气提用于治理污染源,反应墙用于控制污染羽,而蒸汽气提降低了反应墙的处理压力,也提高了其处理效率。
[0037] 作为优选的实施方式,所述污染区域中设置有注入井和气提井,所述蒸汽抽提装置包括设置于所述注入井上方的蒸汽炉,以及设置于所述气提井上方的气提装置。
[0038] 注入井和气提井的形成方法可以参照现有技术,而注入蒸汽的流量等参数也可以参照现有技术。另外,蒸汽注入的方式可以为现有任何方法,并不仅限于上述优选例。
[0039] 作为优选的实施方式,所述反应墙中填充有吸附填料和/或反应填料,所述反应填料用于反应去除所述地下水中污染物。
[0040] 吸附填料和/或反应填料的具体种类可以参照现有技术,在此不再赘述。
[0041] 作为优选的实施方式,所述系统还包括检测装置,用于检测所述污染区域中污染物含量及种类。[〇〇42]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发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用于修复土壤和地下水的方法,其特征在于,包括以下步骤:向污染区域中注入蒸汽,以去除所述污染区域中污染物;在流经所述污染区域的地下水下游方向设立反应墙,用于去除地下水中污染物。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对污染区域进行蒸汽注入的步骤包括:在所述污染区域中形成注入井和气提井;向所述注入井中注入蒸汽以对所述污染区域中污染物进行脱附处理,得到脱附后气 体;通过气提井回收所述脱附后气体。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,向所述污染区域中注入蒸汽的步骤中,所 述蒸汽的温度为100-200 °C。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应墙中填充有吸附填料和/或反应 填料,所述反应填料用于反应去除所述地下水中污染物。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述污染区域中污染物为有机污染物和/ 或重金属污染物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,在向所述污染区域中注入蒸 汽之前,所述修复方法还包括:确定所述污染区域的位置及面积,并检测所述污染区域中污 染物含量及种类。
7.—种用于修复土壤和地下水的系统,其特征在于,包括:蒸汽抽提装置,用于向污染区域中注入蒸汽;反应墙装置,设置于流经所述污染区域的地下水下游方向,用于去除地下水中污染物。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述污染区域中设置有注入井和气提井, 所述蒸汽抽提装置包括设置于所述注入井上方的蒸汽炉,以及设置于所述气提井上方的气 提装置。
9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述反应墙中填充有吸附填料和/或反应 填料,所述反应填料用于反应去除所述地下水中污染物。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的系统,其特征在于,所述系统还包括检测装置, 用于检测所述污染区域中污染物含量及种类。
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