CN111530903A - 一种用于土壤原位氧化修复的注射井系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于土壤原位氧化修复的注射井系统，涉及环境修复技术领域，解决了注射修复系统无法对场地中构筑物下方的修复盲区进行修复的技术问题。该注射井系统包括中空结构且底部封口的第一注入井、第二注入井和第三注入井，第一注入井竖直设置在构筑物以外的土壤内，第二注入井倾斜设置在构筑物下方的土壤内；第三注入井水平设置在构筑物下方的土壤内；第一注入井、第二注入井和第三注入井的至少部分区段为筛管段，筛管段内设置有能使氧化药剂从内部流出的多个过药口；还包括与各注入井均连通的加压装置。本发明通过在构筑物下方的土壤内设置倾斜的注入井和水平的注入井以及加压装置，能对修复盲区进行土壤修复。

Description

一种用于土壤原位氧化修复的注射井系统

技术领域

本发明涉及环境修复技术领域，尤其是涉及一种用于土壤原位氧化修复的注射井系统。

背景技术

土壤及地下水的修复已成为当前国内外环保研究的热点。土壤位于自然环境的中心位置，是人类赖以生存的物质基础，是联结自然环境中无机界和有机界、生物界和非生物界的中心环节。它作为农业生产的基础和环境要素的重要组成部分，承担着环境中大约90％的来自各方面的污染物。

近年来，现代工业社会日益发达的同时，进入土壤中的污染物亦日益增多。而且，土壤和地下水相互作用，相互影响。土壤一旦受到污染，会直接影响农作物，污染物还会对地表水和地下水形成二次污染，并通过饮用水或土壤-植物系统，经由食物链进入人体，直接危及人体健康，对社会、经济发展和生态环境有着无法估量的影响。因此，土壤及地下水的污染问题受到了越来越多的关注。

异位修复需要挖掘土壤，使得工程设施较多、费用较高，且易破坏土壤的结构性质，一般只适用于污染区受污面积较小时或实验室模拟实验中。而原位修复不需挖掘和输送土壤，可节约处理成本，对环境的破坏较小。

针对土壤和地下水污染的现状，人们已经对原位修复开发了多种修复技术，其中原位注入技术是稳定、去除土壤及地下水中污染物有效的技术之一，其原理是利用注入井向土壤或地下水中注入药剂从而达到稳定或去除污染物目的。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

在实际修复过程中，待修复的土壤表面常存在多种障碍物或构筑物，而注入井内流出的药剂的影响范围小，位于障碍物或构筑物下方的土壤无法被原位修复，存在修复盲区。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于土壤原位氧化修复的注射井系统，以解决现有技术中存在的注射修复系统无法对场地中构筑物下方的修复盲区进行修复的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种用于土壤原位氧化修复的注射井系统，包括中空结构且底部封口的第一注入井和第二注入井，所述第一注入井竖直设置在构筑物以外的土壤内，所述第二注入井倾斜设置在构筑物下方的土壤内；所述第一注入井和所述第二注入井的至少部分区段为筛管段，所述筛管段内设置有能使氧化药剂从内部流出的多个过药口。

作为本发明的进一步改进，所述注射井修复系统还包括中空结构且底部封口的第三注入井，所述第三注入井水平设置在构筑物下方的土壤内；所述第三注入井的至少部分区段为筛管段，所述筛管段内设置有能使氧化药剂从内部流出的多个过药口。

作为本发明的进一步改进，所述注射井系统还包括加压装置，所述加压装置与所述第一注入井、所述第二注入井和/或所述第三注入井连通以对进入的药液加压。

作为本发明的进一步改进，所有的所述过药口沿所述筛管段长度方向分层设置，每层所述过药口以所述筛管段轴线为圆心呈圆形设置。

作为本发明的进一步改进，相邻两层所述过药口之间的距离相同或不同；同层的所有所述过药口中朝向污染源方向的所述过药口之间的距离小于远离污染源方向的所述过药口之间的距离。

作为本发明的进一步改进，所述第一注入井、所述第二注入井和/或所述第三注入井的数量均为至少一根，分为多组，不同组的所述第一注入井、不同组的所述第二注入井和/或不同组的所述第三注入井上所述筛管段设置位置不同，同组中的每根所述第一注入井、同组中的每根所述第二注入井和/或同组中的每根所述第三注入井上设置的所述筛管段位置相同。

作为本发明的进一步改进，所述第二注入井沿构筑物宽度方向分成多排设置；

每排所述第二注入井的数量为一根，该所述第二注入井从构筑物一侧倾斜插入，末端延伸到构筑物另一侧的污染源下方，相邻两排的所述第二注入井倾斜方向相反呈十字交叉设置；

或者是，

每排所述第二注入井的数量为两根，两根所述第二注入井分别从构筑物两侧倾斜插入，二者末端均延伸到位于构筑物中心位置的污染源下方。

作为本发明的进一步改进，所述第三注入井布置在相邻两排所述第二注入井之间，所述第三注入井从构筑物一侧水平插入，末端延伸到构筑物另一侧。

作为本发明的进一步改进，所述第二注入井和所述第三注入井之间的距离不大于药液扩散距离。

作为本发明的进一步改进，所述第一注入井、所述第二注入井和所述第三注入井的直径相同或不同。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明提供的用于土壤原位氧化修复的注射井系统，通过在构筑物下方的土壤内设置倾斜的注入井，能够将氧化药剂注入到构筑物下方的土壤内，以消除修复盲区，解决场地中因构筑物所造成修复盲区的问题，能够更加高效的对场地内的所有污染土壤进行原位氧化修复；本发明的进一步可选方案中，通过设置水平的注入井，能够解决倾斜设置注入井顶部距离构筑物底部之间间隔大而药剂扩散距离有限，导致构筑物底部无法被修复的问题，进一步提高注射井系统的修复效果和效率；本发明的进一步可选方案中，通过采用加压装置，能够进一步增大氧化药剂的扩散范围，提高系统修复的处理能力；本发明的注射井系统具有结构简单、操作方便的特点，适于大范围推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1是本发明用于土壤原位氧化修复的注射井系统第一种实施例的主视图；

图2是本发明用于土壤原位氧化修复的注射井系统第一种实施例的俯视图；

图3是本发明用于土壤原位氧化修复的注射井系统第一种实施例的扩散效果图；

图4是本发明用于土壤原位氧化修复的注射井系统第二种实施例的主视图；

图5是本发明用于土壤原位氧化修复的注射井系统第二种实施例的俯视图。

图中1、第一注入井；2、第二注入井；3、第三注入井；100、构筑物；200、筛管段。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本发明提供了一种用于土壤原位氧化修复的注射井系统，包括中空结构且底部封口的第一注入井1和第二注入井2，第一注入井1竖直设置在构筑物100以外的土壤内，第二注入井2倾斜设置在构筑物100下方的土壤内；第一注入井1和第二注入井2的至少部分区段为筛管段200，筛管段200内设置有能使氧化药剂从内部流出的多个过药口。如图1所示，过药口为长条形缝状结构。

第一注入井1末端和第二注入井2末端均延伸到污染源土壤下方。筛管段200可以沿注入管的整个长度区域设置，也可以只设置在部分区域内，根据实际需要修复的土壤深度选择使用；使用时，注射器将氧化药剂注入到第一注入井1和第二注入井2内腔中，由于注入井底部均为封口结构，当药液高度抵达过药口时，会流入到土壤中，并在土壤中扩散。当设置的筛管段200为多段时，为了能保证药液能够抵达位于上方的筛管段200中的过药口，药液注入速度要大于过药口流出速度，以能使注入管内不同高度的过药口均能有药液流出。

通过在构筑物100下方的土壤内设置倾斜的注入井，能够将氧化药剂注入到构筑物下方的土壤内，以消除修复盲区，解决场地中因构筑物所造成修复盲区的问题，能够更加高效的对场地内的所有污染土壤进行原位氧化修复。氧化剂扩散范围根据中试确定，根据确定的扩散范围以确定相邻的注入管之间的布置距离。

实施例2：

本实施例2与实施例1的区别在于，在本实施例中，注射井修复系统还包括中空结构且底部封口的第三注入井3，第三注入井3水平设置在构筑物100下方的土壤内；第三注入井3的至少部分区段为筛管段200，筛管段200内设置有能使氧化药剂从内部流出的多个过药口。当构筑物100下方的土壤深度较深，超过氧化药剂扩散距离时，为了防止在构筑物100下方形成修复盲区，设置第三注入井3。

通过设置水平的注入井，能够解决倾斜设置注入井顶部距离构筑物底部之间间隔大而药剂扩散距离有限，导致构筑物底部无法被修复的问题，进一步提高注射井系统的修复效果和效率。

实施例3：

为了增大注射井系统的氧化药剂的扩散范围，提高系统修复的处理能力，在实施例1或实施例2的基础上，本实施例中，注射井系统还包括加压装置，加压装置与第一注入井1、第二注入井2和/或第三注入井3连通以对进入的药液加压。

具体的，加压装置可以为增压泵。

通过采用增压泵对注射器注入到注入井内的氧化药剂进行加压，带压氧化药剂通过过药口后喷出距离增大，能够提高药液扩散范围，提升系统修复的处理能力。

实施例4：

在实施例1、2或3的基础上，本实施例中，如图1所示，所有的过药口沿筛管段200长度方向分层设置，每层过药口以筛管段200轴线为圆心呈圆形设置。

进一步的，相邻两层过药口之间的距离相同或不同；可根据实际情况选择使用；

进一步的，同层的所有过药口中朝向污染源方向的过药口之间的距离小于远离污染源方向的过药口之间的距离。

通过以上结构设计，能够有针对性的使氧化药剂向污染源方向扩散更多，从而能够有针对性的修复不同污染情况的土壤，避免药液浪费，提高修复效率。

实施例5：

在实施例2、实施例3或实施例4的基础上，本实施例中，第一注入井1、第二注入井2和/或第三注入井3的数量均为至少一根，分为多组，不同组的第一注入井1、不同组的第二注入井2和不/或同组的第三注入井3上筛管段200设置位置不同，也就是说，可以根据实际情况，需处理的土壤深度和范围，选择使用不同组的第一注入井1、不同组的第二注入井2或不同组的第三注入井3；

具体的，不同组的注入井上的筛管段200可以某一组设置的是一半注入井长度上有筛管段200，也可以为某一组设置的是全部注入管长度上有筛管段200，也可以为某一组设置的注入井长度的不足1/2区域设置筛管段200，当然还可以采用，多段筛管段200间隔设置的方式等；

具体的，同组中的每根第一注入井1、同组中的每根第二注入井2、同组中的每根第三注入井3上设置的筛管段200位置相同。

实施例6：

在实施例1、2、3、4或5的基础上，本实施例中，第二注入井2沿构筑物100宽度方向分成多排设置；

如图2和图3所示，每排第二注入井2的数量为一根，该第二注入井2从构筑物100一侧倾斜插入，末端延伸到构筑物100另一侧的污染源下方，相邻两排的第二注入井2倾斜方向相反呈十字交叉设置；

实施例7：

在实施例1、2、3、4或5的基础上，本实施例中，如图4和图5所示，每排第二注入井2的数量为两根，两根第二注入井2分别从构筑物100两侧倾斜插入，二者末端均延伸到位于构筑物100中心位置的污染源下方。

实施例8：

在实施例7或实施例8的基础上，第三注入井3布置在相邻两排第二注入井2之间，第三注入井3从构筑物100一侧水平插入，末端延伸到构筑物100另一侧，为了方便注入氧化药剂，第三注入井3的末端通过弯头或弯管转向90度后伸出地面以上。

第二注入井2和第三注入井3之间的距离不大于药液扩散距离。

进一步的，第一注入井1、第二注入井2和第三注入井3的直径相同或不同，可根据实际需要选择使用，作为一种可选的实施方式，第一注入井1、第二注入井2和第三注入井3的直径均小于100mm。

本发明提供的用于土壤原位氧化修复的注射井系统，通过在构筑物下方的土壤内设置倾斜的注入井，能够将氧化药剂注入到构筑物下方的土壤内，以消除修复盲区，解决场地中因构筑物所造成修复盲区的问题，能够更加高效的对场地内的所有污染土壤进行原位氧化修复；本发明的进一步可选方案中，通过设置水平的注入井，能够解决倾斜设置注入井顶部距离构筑物底部之间间隔大而药剂扩散距离有限，导致构筑物底部无法被修复的问题，进一步提高注射井系统的修复效果和效率；本发明的进一步可选方案中，通过采用加压装置，能够进一步增大氧化药剂的扩散范围，提高系统修复的处理能力；本发明的注射井系统具有结构简单、操作方便的特点，适于大范围推广使用。

这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于土壤原位氧化修复的注射井系统，其特征在于，包括中空结构且底部封口的第一注入井和第二注入井，所述第一注入井竖直设置在构筑物以外的土壤内，所述第二注入井倾斜设置在构筑物下方的土壤内；所述第一注入井和所述第二注入井的至少部分区段为筛管段，所述筛管段内设置有能使氧化药剂从内部流出的多个过药口。

2.根据权利要求1所述的用于土壤原位氧化修复的注射井系统，其特征在于，所述注射井修复系统还包括中空结构且底部封口的第三注入井，所述第三注入井水平设置在构筑物下方的土壤内；所述第三注入井的至少部分区段为筛管段，所述筛管段内设置有能使氧化药剂从内部流出的多个过药口。

3.根据权利要求2所述的用于土壤原位氧化修复的注射井系统，其特征在于，所述注射井系统还包括加压装置，所述加压装置与所述第一注入井、所述第二注入井和/或所述第三注入井连通以对进入的药液加压。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于土壤原位氧化修复的注射井系统，其特征在于，所有的所述过药口沿所述筛管段长度方向分层设置，每层所述过药口以所述筛管段轴线为圆心呈圆形设置。

5.根据权利要求4所述的用于土壤原位氧化修复的注射井系统，其特征在于，相邻两层所述过药口之间的距离相同或不同；同层的所有所述过药口中朝向污染源方向的所述过药口之间的距离小于远离污染源方向的所述过药口之间的距离。

6.根据权利要求2所述的用于土壤原位氧化修复的注射井系统，其特征在于，所述第一注入井、所述第二注入井和/或所述第三注入井的数量为至少一根，分为多组，不同组的所述第一注入井、不同组的所述第二注入井和/或不同组的所述第三注入井上所述筛管段设置位置不同，同组中的每根所述第一注入井、同组中的每根所述第二注入井和/或同组中的每根所述第三注入井上设置的所述筛管段位置相同。

7.根据权利要求6所述的用于土壤原位氧化修复的注射井系统，其特征在于，所述第二注入井沿构筑物宽度方向分成多排设置；

每排所述第二注入井的数量为一根，该所述第二注入井从构筑物一侧倾斜插入，末端延伸到构筑物另一侧的污染源下方，相邻两排的所述第二注入井倾斜方向相反呈十字交叉设置；

或者是，

每排所述第二注入井的数量为两根，两根所述第二注入井分别从构筑物两侧倾斜插入，二者末端均延伸到位于构筑物中心位置的污染源下方。

8.根据权利要求7所述的用于土壤原位氧化修复的注射井系统，其特征在于，所述第三注入井布置在相邻两排所述第二注入井之间，所述第三注入井从构筑物一侧水平插入，末端延伸到构筑物另一侧。

9.根据权利要求8所述的用于土壤原位氧化修复的注射井系统，其特征在于，所述第二注入井和所述第三注入井之间的距离不大于药液扩散距离。

10.根据权利要求2所述的用于土壤原位氧化修复的注射井系统，其特征在于，所述第一注入井、所述第二注入井和所述第三注入井的直径相同或不同。

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