CN109650512A - 一种地下水原位化学氧化修复方法及修复装置 - Google Patents

一种地下水原位化学氧化修复方法及修复装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地下水原位化学氧化修复方法及修复装置，该方法包括如下步骤：(1)将固体氧化药剂和催化药剂分别送入氧化药剂配药罐和催化药剂配药罐中；(2)向氧化药剂配药罐和催化药剂配药罐中加水并搅拌；(3)将配制好的氧化药剂溶液和催化药剂溶液同时注入地下水井中的污染处，直至完成地下水的原位修复操作。本发明修复装置包括药剂配制系统和药剂注入系统，所述药剂配制系统由氧化药剂配制装置和催化药剂配制装置组成，所述药剂注入系统包括注入管路和地下水井，注入管路伸入地下水井中。本发明可以实现可控注入药剂量及精准定位修复污染物，操作方法简便，适用性广，采用的装置结构简单，施工成本低，安全性大，具有良好的工程应用前景。

Description

一种地下水原位化学氧化修复方法及修复装置
技术领域
本发明涉及地下水修复技术领域，尤其涉及一种地下水原位化学氧化修复方法及修复装置。
背景技术
地下水作为重要的供水资源，在我国的经济社会中都发挥着重要的意义。目前我国地下水质量恶化趋势显著，污染形式十分严峻，部分城市工业企业周边的地下水污染状况严重威胁着饮用水源的安全。
随着中国城市化进程步伐的加快，大量石油、化工、焦化等企业已经从城区搬迁转移，形成了大量工业遗留遗弃污染场地。这些污染场地严重威胁着周围居民的身体健康、环境状况以及土地的再利用，迫切需要采取快速高效的措施加以治理。
修复处理工程可分为原位修复和异位修复。原位修复是指对场地污染物进行就地处理处置；异位修复则是将地下水抽出地面进行处理的技术。污染场地修复技术的最终目的是场地的再开发利用，因此受城市土地经济价值的驱动，污染场地修复技术应具有修复周期短、二次风险小，稳定性高等特点。
与其他修复技术相比，化学氧化技术处置速度快，效果好，可以用于多种有机物污染的地下水。但由于化学药剂的配制通常采用混合配制以及混合注入的方式，容易引发危险，而且药剂量也不易于控制，影响处理效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种地下水原位化学氧化修复方法及修复装置，该修复方法简单可靠、修复效果好，通过采用该修复装置，不易发生危险，而且添加的药剂量易于控制。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明一种地下水原位化学氧化修复方法，包括以下操作步骤：
(1)将固体氧化药剂和催化药剂分别送入氧化药剂配药罐和催化药剂配药罐中；
(2)向氧化药剂的配药罐和催化药剂的配药罐中加水并搅拌，使氧化药剂配制为质量浓度为1.00-5.00％的氧化药剂溶液，使催化药剂配制为质量浓度为0.5％的催化药剂溶液；
(3)将配制好的氧化药剂溶液和催化药剂溶液同时注入地下水井中的污染处，直至完成地下水的原位修复操作。
步骤(1)中，所述氧化药剂包括但不限于过硫酸盐；所述催化药剂包括但不限于为氢氧化钠。
步骤(2)中，所述搅拌的转速为40～50r/min。
本发明地下水原位化学氧化修复装置，包括药剂配制系统和药剂注入系统，所述药剂配制系统由氧化药剂配制装置和催化药剂配制装置组成，氧化药剂配制装置和催化药剂配制装置均由支杆、配药罐和加药斜槽构成，支杆垂直固定于地面上，支杆与加药斜槽之间形成活动连接，使加药斜槽可作水平或倾斜转动，配药罐置于地面上，加药斜槽的出口与配药罐的进口相接，配药灌内设置有药剂搅拌装置；所述药剂注入系统包括注入管路和地下水井，注入管路伸入地下水井中，注入管路上设有压力泵和电磁流量计，注入管路的进口与氧化药剂配制装置的配药罐和催化药剂配制装置的配药罐的出口相连通。
所述氧化药剂配制装置的配药罐和催化药剂配制装置的配药罐的出口分别安装有流量控制阀，通过流量控制阀控制药剂流量，可在药罐泄漏或药剂注入管发生堵塞的情况下，发挥应急作用，保证人员安全。
所述压力泵安装在配药罐出口之后、电磁流量计之前。
所述药剂搅拌装置包括电动马达和搅拌棒，搅拌棒与电动马达的输出端相连接，搅拌棒设置有锯齿，搅拌棒采用聚四氟塑料制成。
所述压力泵的泵体采用氟塑料材质制成，压力泵的运行压力为0.1～0.5Mpa，该泵体耐强酸、强碱和强氧化，确保药剂正常注入。
所加药斜槽采用聚四氟塑料制成，且设有盖子。
本发明在压力泵之后设置的电磁流量计，用于实时观测药剂注入流量，以便控制注入所加药剂的速度。
本发明具有如下有益效果：
1)本发明通过分开配制催化药剂与氧化药剂，可避免催化药剂与氧化药剂在同一罐内发生剧烈反应产生安全隐患的问题。
2)本发明在药剂配制装置中引入搅拌装置和加药斜槽，可使药剂高效溶解，操作更安全，且缩短配药时间，可加快药剂配制与注入的进程。
3)本发明装置的结构设计合理，且耐久实用、操作方便可行，将药剂按要求注入污染含水层(即注入地下水井中)，实现可控注入药剂量，同时避免施工中的安全问题。
附图说明
图1为本发明方法采用的地下水原位化学氧化修复装置的结构示意图。
图中：1-支杆，2-合叶，3-加药斜槽，4-氧化药剂配药罐，5-流量控制阀，6-药剂搅拌装置，7-压力泵，8-电磁流量计，9-催化药剂配药罐，10-地下水井，11-注入管路，12-配电箱，13-电线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明：
如图1所示，本发明地下水原位化学氧化修复装置，包括药剂配制系统和药剂注入系统，药剂配制系统由氧化药剂配制装置和催化药剂配制装置组成，氧化药剂配制装置由支杆1、氧化药剂配药罐4和加药斜槽3构成，支杆1垂直固定于地面上，支杆1的上部与加药斜槽3之间通过合页2形成活动连接，使加药斜槽3可作水平或倾斜转动，氧化药剂配药罐4置于地面上，加药斜槽3的出口与氧化药剂配药罐4的进口相接；催化药剂配制装置的结构与氧化药剂配制装置的结构基本相同，只是将氧化药剂配药罐4替换为催化药剂配药罐9，催化药剂配药罐9和氧化药剂配药罐4内均设置有药剂搅拌装置6，药剂搅拌装置6包括电动马达和搅拌棒，搅拌棒与电动马达的输出端相连接，搅拌棒设置有锯齿，搅拌棒采用聚四氟塑料制成，电动马达的电源输入端经电线13与配电箱12相接。
本发明所述药剂注入系统包括两组注入管路11、地下水井10，两组注入管路11伸入地下水井10中，注入管路11上设有压力泵7和电磁流量计8，两组注入管路11的进口分别与氧化药剂配药罐4和催化药剂配药罐9的出口相连通。
氧化药剂配药罐4和催化药剂配药罐9的出口端分别安装有流量控制阀8，通过流量控制阀8控制药剂流量，可在药罐泄漏或药剂注入管发生堵塞的情况下，发挥应急作用，保证人员安全。
本发明所述压力泵7安装在配药罐出口之后、电磁流量计8之前；压力泵的泵体采用氟塑料材质制成，压力泵的运行压力为0.1～0.5Mpa，该泵体耐强酸、强碱和强氧化，确保药剂正常注入；设置的电磁流量计，用于实时观测药剂注入流量，以便控制注入所加药剂的速度。
本发明所述加药斜槽3采用聚四氟塑料制成，且设有盖子。
本发明一种地下水原位化学氧化修复方法，包括以下操作步骤：
(1)将固体氧化药剂和催化药剂分别送入氧化药剂配药罐和催化药剂配药罐中；所述氧化药剂包括但不限于过硫酸盐；所述催化药剂包括但不限于氢氧化钠；
(2)向氧化药剂的配药罐和催化药剂的配药罐中加水并搅拌(搅拌的转速为40～50r/min)，使氧化药剂配制为过硫酸盐的质量浓度为1.00-5.00％的氧化药剂溶液，使催化药剂配制为氢氧化钠，其质量浓度为0.5％的催化药剂溶液；
(3)将配制好的氧化药剂溶液和催化药剂溶液同时注入地下水井中的污染处，直至完成地下水的原位修复操作。
以下是本发明方法的具体实施例
本实施例中的氧化药剂和催化药剂分别采用过硫酸钠和氢氧化钠。
实施例1
称量适量的过硫酸钠和氢氧化钠固体，分别放入水平加药槽，加药槽设有盖子，调节加药槽，从180°减少至145°，使药剂随倾角的改变而自动投入配药罐，固体药剂投入完毕后，加水将氧化药剂过硫酸钠配制成质量浓度为1.00％的氧化药剂溶液，将催化药剂氢氧化钠配制为质量浓度为0.5％的催化药剂溶液，同时搅拌装置，其运行转速45r/min，搅拌10分钟后药剂完全溶解；调节流量控制阀8使得过硫酸钠药剂输出流量为1.2m3/h，氢氧化钠催化剂输出流量为1m3/h，同时打开氧化药剂注入系统的压力泵和催化药剂注入系统的压力泵，使其运行压力均为0.5MP，实现同步注入至地下水井中污染处，直至一次配制的过硫酸钠与氢氧化钠完全注入地下水井。以上从药剂配制至完全注药结束耗时4小时，借助加药斜槽避免操作员直接接触过强氧化性和强碱性药剂，确保实施过程人员的安全，流量计和压力泵共同作用实现药剂精准及可控量注入。有机污染地下水经过该方法稳定运行处理，1,1-二氯乙烷的去除效果为43.5％，氯乙烯的去除效果为55.6％，三氯甲烷的去除效果为57.7％。
实施例2
称量适量的过硫酸钠和氢氧化钠固体，分别放入水平加药槽，加药槽设有盖子，调节加药槽，从180°减少至145°，使药剂随倾角的改变而自动投入配药罐，固体药剂投入完毕后，加水将氧化药剂过硫酸钠配制成质量浓度为1.5％的氧化药剂溶液，将催化药剂氢氧化钠配制为质量浓度为0.5％的催化药剂溶液，同时搅拌装置，其运行转速45r/min，搅拌10分钟后药剂完全溶解；调节流量控制阀8使得过硫酸钠药剂输出流量为1.2m3/h，氢氧化钠催化剂输出流量为1m3/h，同时打开氧化药剂注入系统的压力泵和催化药剂注入系统的压力泵，使其运行压力均为0.5MP，实现同步注入至地下水井中污染处，直至一次配制的过硫酸钠与氢氧化钠完全注入地下水井。以上从药剂配制至完全注药结束耗时4小时，借助加药斜槽避免操作员直接接触过强氧化性和强碱性药剂，确保实施过程人员的安全，流量计和压力泵共同作用实现药剂精准及可控量注入。有机污染地下水经过该方法稳定运行处理，1,1-二氯乙烷的去除效果为83.7％，三氯甲烷的去除效果为62.3％。
实施例3
称量适量的过硫酸钠和氢氧化钠固体，分别放入水平加药槽，加药槽设有盖子，调节加药槽，从180°减少至145°，使药剂随倾角的改变而自动投入配药罐，固体药剂投入完毕后，加水将氧化药剂过硫酸钠配制成质量浓度为4.00％的氧化药剂溶液，将催化药剂氢氧化钠配制为质量浓度为0.5％的催化药剂溶液，同时搅拌装置，其运行转速45r/min，搅拌10分钟后药剂完全溶解；调节流量控制阀8使得过硫酸钠药剂输出流量为1.2m3/h，氢氧化钠催化剂输出流量为1m3/h，同时打开氧化药剂注入系统的压力泵和催化药剂注入系统的压力泵，使其运行压力均为0.5MP，实现同步注入至地下水井中污染处，直至一次配制的过硫酸钠与氢氧化钠完全注入地下水井。以上从药剂配制至完全注药结束耗时4小时，借助加药斜槽避免操作员直接接触过强氧化性和强碱性药剂，确保实施过程人员的安全，流量计和压力泵共同作用实现药剂精准及可控量注入。有机污染地下水经过该方法稳定运行处理，1,1-二氯乙烷的去除效果为87.1％，三氯甲烷的去除效果为90.3％。
实施例4
称量适量的过硫酸钠和氢氧化钠固体，分别放入水平加药槽，加药槽设有盖子，调节加药槽，从180°减少至145°，使药剂随倾角的改变而自动投入配药罐，固体药剂投入完毕后，加水将氧化药剂过硫酸钠配制成质量浓度为4.00％的氧化药剂溶液，将催化药剂氢氧化钠配制为质量浓度为0.5％的催化药剂溶液，同时搅拌装置，其运行转速45r/min，搅拌10分钟后药剂完全溶解；调节流量控制阀8使得过硫酸钠药剂输出流量为1.2m3/h，氢氧化钠催化剂输出流量为1m3/h，同时打开氧化药剂注入系统的压力泵和催化药剂注入系统的压力泵，使其运行压力均为0.5MP，实现同步注入至地下水井中污染处，直至一次配制的过硫酸钠与氢氧化钠完全注入地下水井。以上从药剂配制至完全注药结束耗时4小时，借助加药斜槽避免操作员直接接触过强氧化性和强碱性药剂，确保实施过程人员的安全，流量计和压力泵共同作用实现药剂精准及可控量注入。有机污染地下水经过该方法稳定运行处理，1,1-二氯乙烷的去除效果为76.4％，三氯甲烷的去除效果为88.5％。

Claims (10)

1.一种地下水原位化学氧化修复方法，其特征在于，它包括以下操作步骤：
(1)将固体氧化药剂和催化药剂分别送入氧化药剂配药罐和催化药剂配药罐中；
(2)向氧化药剂配药罐和催化药剂配药罐中加水并搅拌，使氧化药剂配制为质量浓度为1.00-5.00％的氧化药剂溶液，使催化药剂配制为质量浓度为0.5％的催化药剂溶液；
(3)将配制好的氧化药剂溶液和催化药剂溶液同时注入地下水井中的污染处，直至完成地下水的原位修复操作。
2.根据权利要求1所述地下水原位化学氧化修复方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化药剂包括但不限于硫酸盐；所述催化药剂包括但不限于氢氧化钠。
3.根据权利要求1所述地下水原位化学氧化修复方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化药剂优选采用过硫酸钠，所述催化药剂优选采用氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述地下水原位化学氧化修复方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌的转速为40～50r/min。
5.根据权利要求1至4任一所述地下水原位化学氧化修复方法采用的修复装置，其特征在于，该修复装置包括药剂配制系统和药剂注入系统，所述药剂配制系统由氧化药剂配制装置和催化药剂配制装置组成，氧化药剂配制装置和催化药剂配制装置均由支杆、配药罐和加药斜槽构成，支杆垂直固定于地面上，支杆与加药斜槽之间形成活动连接，使加药斜槽可作水平或倾斜转动，配药罐置于地面上，加药斜槽的出口与配药罐的进口相接，配药灌内设置有药剂搅拌装置；所述药剂注入系统包括注入管路和地下水井，注入管路伸入地下水井中，注入管路上设有压力泵和电磁流量计，注入管路的进口与氧化药剂配制装置的配药罐和催化药剂配制装置的配药罐的出口相连通。
6.根据权利要求5所述地下水原位化学氧化修复方法采用的修复装置，其特征在于，所述氧化药剂配制装置的配药罐和催化药剂配制装置的配药罐的出口分别安装有流量控制阀。
7.根据权利要求5所述地下水原位化学氧化修复方法采用的修复装置，其特征在于，所述压力泵安装在配药罐出口之后、电磁流量计之前。
8.根据权利要求5所述地下水原位化学氧化修复方法采用的修复装置，其特征在于，所述药剂搅拌装置包括电动马达和搅拌棒，搅拌棒与电动马达的输出端相连接，搅拌棒设置有锯齿，搅拌棒采用聚四氟塑料制成。
9.根据权利要求5所述地下水原位化学氧化修复方法采用的修复装置，其特征在于，所述压力泵的泵体采用氟塑料材质制成，压力泵的运行压力为0.1～0.5MPa。
10.根据权利要求5所述地下水原位化学氧化修复方法采用的修复装置，其特征在于，所加药斜槽采用聚四氟塑料制成，且设有盖子。
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