CN111003792A - 一种有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地下水污染修复领域。目的是提供一种有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统及修复方法，该系统及方法应能够实现有机污染地下水原位氧化修复效果的实时监测与评估，有效地指导药剂投加频次，在降低二次污染风险的同时，节约药剂成本且缩短工期。技术方案是：一种有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统，其特征在于：该系统包括原位氧化系统、循环抽提系统以及监测系统；所述循环抽提系统包括设置在有机污染区域的抽提井、布置在抽提井周围的注入井、设置在抽提井中的至少一个抽提泵、伸入抽提井中连通所述抽提泵的至少一条抽提管、伸入注入井中并且连通抽提管的循环注入管。

Description

一种有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统及修复 方法

技术领域

本发明属于地下水污染修复领域，具体涉及一种有机污染地下水的原位氧 化循环抽提修复系统以及利用该系统对有机污染地下水进行修复的方法。

背景技术

目前，国内外关于污染地下水的修复方法有很多，包括抽出处理、原位化 学氧化、原位曝气、可渗透反应墙、原位生物修复等方法。相比较其他修复技 术而言，抽出处理修复技术与原位化学氧化修复技术由于具备修复周期短、修 复效果显著、运行以及维护成本低等优点，被广泛应用于地下水修复治理中。

如公开号为CN106277386B的专利，涉及一种循环可控式地下水污染多阶段 强化修复系统，由抽水单元、注水井群、污染多阶段强化处置单元及自动化控 制装置组成，其中，污染地下水抽出后经地面上的污染多阶段强化处理单元处 理达标后排放至注入井群中，但往往难以克服地下水中污染物的“拖尾现象” 和“反弹现象”，导致地下水中污染物难以彻底清除。

如公开号为CN104438315A的专利，涉及一种地下水原位氧化修复系统，一 般包含药剂配置系统、药剂注入系统、监测系统，但存在以下问题：一方面， 监测系统中仅针对地下水水位、常规水质指标(pH、氧化还原电位、电导率、 溶解氧、浊度等)进行监控，缺乏对地下水原位氧化反应状况的在线监测与评 估，可能因药剂投加过量而增加地下水二次污染风险，或药剂投加不足而导致 工期延误；另一方面，一般场地水文地质条件复杂，氧化药剂投至注入井后， 由于缺少人为因素干扰，仅凭借地下水自身的水力梯度进行扩散，药剂扩散的 影响半径有限，导致药剂与污染物不能充分接触反应，污染物难以彻底清除。

如公开号为CN101021520A的专利，涉及一种土壤现场试验及原位修复装置 及其系统，该发明包括土壤气相抽提监测系统装置、抽提井、监测井及测压点， 该发明中用气相色谱法测定井内CO2的微生物呼吸量的变化趋势，但气相色谱 仪器的投资与运维成本较高且使用条件苛刻。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种有机污染地下水的 原位氧化循环抽提修复系统及修复方法，该系统及方法应能够实现有机污染地 下水原位氧化修复效果的实时监测与评估，有效地指导药剂投加频次，在降低 二次污染风险的同时，节约药剂成本且缩短工期。

本发明的技术方案是：

一种有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统，其特征在于：该系统 包括原位氧化系统、循环抽提系统以及监测系统；

所述循环抽提系统包括设置在有机污染区域的抽提井、布置在抽提井周围 的注入井、设置在抽提井中的至少一个抽提泵、伸入抽提井中连通所述抽提泵 的至少一条抽提管、伸入注入井中并且连通抽提管的循环注入管；

所述原位氧化系统包括药剂配置桶、连通药剂配置桶出料口的药剂输出管、 连通药剂输出管并且分别伸入各注入井中的药剂注入管、设置在药剂输出管上 的总阀门与药剂泵、设置在药剂注入管上的注入阀门与水表；

所述监测系统包括控制器以及分别设置在抽提井与注入井中并连接控制器 的二氧化碳传感器、水位传感器与pH传感器。

所述二氧化碳传感器设置在注入井与抽提井的井口位置；所述水位传感器 与pH传感器设置在注入井或抽提井的水面以下位置。

所述药剂配置桶包括桶体、设置在桶体内部的搅拌桨、设置在桶体顶部驱 动搅拌桨的搅拌电机、设置在桶体壳体上的给料口、给水口与出料口。

所述药剂泵为无堵塞排污泵；所述抽提泵为不锈钢深井泵。

所述总阀门与注入阀门为球阀。

一种利用有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统对地下水污染进行 修复的方法，包括以下步骤：

1)配置氧化药剂，将氧化药剂从给料口加入药剂配置桶，将自来水从给水 口加入药剂配置桶，启动搅拌电机将氧化药剂与自来水混合均匀；

2)打开总阀门、药剂泵、注入阀门，向注入井加注药剂，通过水表计量药 剂注入量；当一批次的药剂投加完成后，关闭总阀门、药剂泵、注入阀门，停 止加注，在药剂配置桶桶体中继续配置药剂备用；

3)打开抽提泵，将抽提井内的地下水从抽提管、循环注入管输送至注入井 中进行内循环，在水力梯度的作用下，地下水中污染物与药剂进行充分接触反 应；

4)根据二氧化碳传感器、pH传感器的监测数据，并且采用人工定深取样分 析水质；若药剂反应完成，返回步骤2)继续加投下一批次的药剂，若地下水中 污染物稳定达标为止，则说明完成修复。

本发明的有益效果是：

1、本发明将地下水原位氧化工艺(原位氧化系统)与循环抽提工艺(循环 抽提系统)相结合，在地下水循环抽提和注入的过程中，强化地下水循环，加 速污染物与药剂充分接触氧化，可有效解决地下水修复过程中出现的“拖尾现 象”和“反弹现象”，降低地下水污染风险，提高修复效果；

2、本发明的监测系统通过多种传感器进行在线监测，能够实现有机污染地 下水原位氧化修复效果的实时监测与评估，有效地指导注入井与监测井点位布 设以及药剂投加频次，降低二次污染风险的同时，节约药剂成本且缩短工期；

3、本发明采用原位氧化系统、循环抽提系统、监测系统联合工作进行地下 水原位修复治理，具有设计科学、设备简单、操作方便、易于维护的优点，应 用前景广阔。

附图说明

图1是本发明的原位氧化系统的示意图。

图2是本发明的原位氧化系统与循环抽提系统的示意图。

图3是本发明的循环抽提系统的示意图。

图4是本发明的监测系统的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步的详细说明。

本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于以下实施例。

如图1所示，一种有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统，包括三 个子系统：原位氧化系统、循环抽提系统以及监测系统。

所述原位氧化系统用于氧化药剂的配置以及向注入井加注药剂，包括药剂 配置桶11、药剂输出管19、药剂注入管6、总阀门10、药剂泵9、阀门8与水 表7。所述药剂搅拌桶11包括桶体、设置桶体内部的搅拌桨21、设置在桶体顶 部驱动搅拌桨的搅拌电机12、设置在桶体壳体上的给料口13、给水口14与出 料口21。所述药剂输出管连通药剂配置桶的出料口，若干药剂注入管同时连通 药剂输出管并且分别伸入各个注入井中，总阀门与药剂泵设置在药剂输出管上， 注入阀门与水表设置在药剂注入管上。所述总阀门与注入阀门为球阀。所述药 剂泵为无堵塞排污泵。所述药剂输出管道与药剂注入管为PE材质的管道。

所述循环抽提系统包括抽提井1、注入井4、抽提泵2、抽提管3、循环注 入管6。所述抽提井布置在地下水污染羽中心位置，若干注入井布置在抽提井周 围，若干循环注入管分别伸入各注入井中(每个注入井中配有一条循环注入管)； 抽提井中设置至少一个抽提泵，不同抽提泵安装在抽提井不同深度的位置，每 个抽提泵与一条抽提管配合，抽提管的一端伸入抽提井中连通抽提泵，抽提管 的另一端连通至少一条循环注入管。

当抽提井中设置一个抽提泵时，一条抽提管同时连通所有循环注入管；当 抽提井中设置多个抽提泵时，各条抽提管分别连通一条或多条循环注入管，确 保抽提井与所有的注入井之间通过抽提管与循环注入管连通。所述抽提泵为不 锈钢深井泵，抽提流量可根据实际需求进行选择。所述抽提管上还可设置止回 阀(图中省略)。所述抽提管与循环注入管道为PE材质的管道。所述抽提泵开 启后，可将地下水通过抽提管、循环注入管输送至注入井中，在循环抽提的过 程中，强化地下水扰动，有利于污染物与药剂充分接触反应。

所述监测系统中，抽提井与注入井中均设有二氧化碳传感器15、水位传感 器16与pH传感器17，控制器连通所有井中的二氧化碳传感器、水位传感器与 pH传感器。所述二氧化碳传感器设置在注入井与抽提井的井口位置，水位传感 器与pH传感器设置在注入井或抽提井的水面以下位置，这些传感器不仅可以布 置在抽提井、注入井中，也可以布置在其他种类的井中，可根据现场情况进行 调控。所述控制器为PLC控制器。

所述二氧化碳传感器用于监测井内气体中二氧化碳含量的动态监测，以评 估地下水原位氧化反应状况，便于指导药剂投加。所述pH传感器用于监测井内 水质pH的动态监控，以评估地下水原位氧化的修复效果。所述水位传感器用于 抽提井、注入井以及其他井内水位的在线监控，评估抽提影响半径，以优化抽 提泵的安装数量及循环注入井的布设。

所述监测系统还包括地下水定深取样设备与水质分析仪，以实现通过人工 方式进行地下水采集后进行水质分析。

该系统中：需要根据场地调查与风险评估结论，摸清场地污染状况、污染 羽分布情况、水文地质条件等详细信息，在地下水污染羽中心位置设置抽提井， 通过现场的中小试试验，确定抽提井的影响半径，再设置循环注入井，抽提井 与注入井布设完成后，进行原位氧化系统、循环抽提系统及监测系统的相关设 备的搭建与连接。

一种利用有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统对地下水污染进行 修复的方法，包括以下步骤：

1)配置氧化药剂，将氧化药剂从给料口加入药剂配置桶，将自来水从给水 口加入药剂配置桶，启动搅拌电机将氧化药剂与自来水混合均匀；

2)打开总阀门、药剂泵、注入阀门，向注入井加注药剂，通过水表计量药 剂注入量；当一批次的药剂投加完成后(药剂配置桶中没有剩余药剂)，关闭总 阀门、药剂泵、注入阀门，停止加注，并在药剂配置桶体中继续配置药剂以作 备用；

3)打开抽提泵，将抽提井内的地下水从抽提管、循环注入管输送至注入井 中进行内循环，在水力梯度的作用下，地下水中污染物与药剂进行充分接触反 应；

4)二氧化碳传感器、pH传感器监测数据，水位传感器与pH传感器用于监 控循环抽提系统的运行状况以及地下水水质变化情况，二氧化碳传感器用于监 测井内气体中二氧化碳含量的动态变化，指导药剂投加周期与投加频次，采用 人工方式定深采集井中地下水样品并进行水质分析；

若药剂反应完成(二氧化碳含量先升后降)，则返回步骤2)继续加投下一 批次的药剂，若地下水中污染物稳定达标为止，则说明完成修复。在实现修复 治理效果的前提下，可有效缩短工期且节约施工成本。

Claims (6)

1.一种有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统，其特征在于：该系统包括原位氧化系统、循环抽提系统以及监测系统；

所述循环抽提系统包括设置在有机污染区域的抽提井(1)、布置在抽提井周围的若干注入井(4)、设置在抽提井中的至少一个抽提泵(2)、伸入抽提井中连通所述抽提泵的至少一条抽提管(3)、伸入注入井中并且连通抽提管的循环注入管(6)；

所述原位氧化系统包括药剂配置桶(11)、连通药剂配置桶出料口的药剂输出管(19)、连通药剂输出管并且分别伸入各注入井中的药剂注入管(6)、设置在药剂输出管上的总阀门(10)与药剂泵(9)、设置在药剂注入管上的注入阀门(8)与水表(7)；

所述监测系统包括控制器以及分别设置在抽提井与注入井中并连接控制器的二氧化碳传感器(15)、水位传感器(16)与pH传感器(17)。

2.根据权利要求1所述的一种有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统，其特征在于：所述二氧化碳传感器设置在注入井与抽提井的井口位置；所述水位传感器与pH传感器设置在注入井或抽提井的水面以下位置。

3.根据权利要求2所述的一种有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统，其特征在于：所述药剂配置桶包括桶体、设置在桶体内部的搅拌桨(21)、设置在桶体顶部驱动搅拌桨的搅拌电机(12)、设置在桶体壳体上的给料口(13)、给水口(14)与出料口(21)。

4.根据权利要求3所述的一种有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统，其特征在于：所述药剂泵为无堵塞排污泵；所述抽提泵为不锈钢深井泵。

5.根据权利要求4所述的一种有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统，其特征在于：所述总阀门与注入阀门为球阀。

6.利用权利要求5所述的有机污染地下水的原位氧化循环抽提修复系统对地下水污染进行修复的方法，包括以下步骤：

1)配置氧化药剂，将氧化药剂从给料口加入药剂配置桶，将自来水从给水口加入药剂配置桶，启动搅拌电机将氧化药剂与自来水混合均匀；

2)打开总阀门、药剂泵、注入阀门，向注入井加注药剂，通过水表计量药剂注入量；当一批次的药剂投加完成后，关闭总阀门、药剂泵、注入阀门，停止加注，在药剂配置桶体中继续配置药剂备用；

3)打开抽提泵，将抽提井内的地下水从抽提管、循环注入管输送至注入井中进行内循环，在水力梯度的作用下，地下水中污染物与药剂进行充分接触反应；

4)根据二氧化碳传感器、pH传感器的监测数据，并且采用人工定深取样分析水质；若药剂反应完成，返回步骤2)继续加投下一批次的药剂，若地下水中污染物稳定达标为止，则说明完成修复。

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