CN112934938A - 原位淋洗修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种原位淋洗修复方法，涉及土壤修复技术领域，包括以下步骤：安装围堰；布设若干个的注水井和抽水井；布设药剂注入井；在药剂注入井的外周设置若干个排水桩，排水桩的上端连接有真空设备；重复多次淋洗；药剂反应；拆除围堰，完成修复。本发明提供的原位淋洗修复方法，利用注水井向土壤中注入洁净的水，并通过抽水井将水抽出，水对土壤进行淋洗，将土壤中的杂质带出，实现对淋洗净化的效果，淋洗多次后利用药剂注入井向待处理土壤中注入用于固化并稳定土壤的药剂，并借助真空设备和排水桩的抽提作用使药剂在土壤中均匀扩散，实现对各个位置土壤的稳定固化，提高了对土壤修复的效果，降低了成本消耗，具有良好的经济性。

Description

原位淋洗修复方法

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，更具体地说，是涉及一种原位淋洗修复方法。

背景技术

随着人们对于环境的逐渐重视，对于以前受到过污染的土壤，多采用一些方法进行土壤修复。这就包括原位修复和异位修复，原位修复不需要将土壤挖走，直接向污染土壤中投加氮、磷等营养物质并供氧，该方法不仅操作简单成本低，而且不破坏植物生长所需要的土壤环境，是一种高效、经济和生态可承受的清洁技术。而在土壤污染严重的情况下，则需要把污染土壤挖出并集中生物降解，向土壤中投入一些填充剂，如木片、树皮等，以改善土壤结构，使之疏松通气又可保持一定的温度，使其有利于降解污染物的微生物，处理后的土壤要运回原处。

土壤的原位淋洗技术是目前清除土壤中可溶性污染物的一种非常经济有效的方法，该方法通过注入井向土壤中注入水或助溶剂将有害物质带出，然后对淋洗污水进行处理，反复重复此过程直到淋洗到目标值。现有的土壤原位淋洗修复的方法在使用时存在一定的弊端，目前原位淋洗技术多采用竖井的方式注入淋洗液，但淋洗液的辐射范围有限，不能与污染物充分接触，淋洗修复的效果较差，难以实现良好的淋洗效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原位淋洗修复方法，以解决现有技术中存在的原位淋洗辐射范围有限、淋洗不充分的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种原位淋洗修复方法，，包括以下步骤：

安装围堰，在待处理土壤的外周布设止水围堰，并覆盖密封层；

布设若干个的注水井和若干个抽水井至待处理土壤上；

布设药剂注入井，在待处理土壤中部设置一个药剂注入井；

布设排水桩，在药剂注入井的外周设置若干个排水桩，排水桩的上端连接有真空设备；

淋洗，向注入井内注水，并通过抽水井排水，重复多次；

药剂反应，向药剂注入井注入药剂，开启真空设备进行药剂抽提；

拆除围堰、注水井和抽水井，完成修复。

作为本申请另一实施例，在淋洗步骤中，连接抽水井的出水口至沉淀池内，沉淀池上设有溢流口，且沉淀池的外侧还设有过渡池，过渡池还连接有电化学处理装置。

作为本申请另一实施例，在淋洗步骤中，注水井的进口管上设有水泵，水泵与太阳能供电系统相连，太阳能供电系统包括太阳能板以及蓄电池，太阳能板设置于围堰的外部；蓄电池与太阳能板电连接，用于接收太阳能板收集的电能，并供送电能至水泵，蓄电池还与真空设备电连接。

作为本申请另一实施例，在淋洗步骤中，利用排水桩对排水桩进行真空抽提，以配合抽水井提高淋洗速度。

作为本申请另一实施例，在布设若干个注水井和若干个抽水井至待处理土壤上步骤中，注水井和抽水井间隔排布，且注水井和抽水井程矩阵排布的形式。

作为本申请另一实施例，注水井的下端封闭，且注水井的外周设有向外延伸的倾斜管，倾斜管的外周布设有若干个出水孔。

作为本申请另一实施例，在布设排水桩步骤中，利用插板机将上述排水桩竖直插入土壤内。

作为本申请另一实施例，在安装围堰步骤中，在待处理土壤与围堰相邻的位置挖设沟槽，埋设密封层的边沿至沟槽内，并覆土至密封层的边缘上。

作为本申请另一实施例，在安装围堰步骤中，铺设密封层前，在土壤的上方铺设20-30厘米的土层，且密封层设有两层。

作为本申请另一实施例，在药剂反应步骤中，分多次向待处理土壤中注入药剂，相邻两次药剂注入之间间隔3-5小时，每次药剂注入完成后，分别进行持续抽提，每次抽提时间2-3小时。

本发明提供的原位淋洗修复方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明提供的原位淋洗修复方法，利用注水井向土壤中注入洁净的水，并通过抽水井将水抽出，水对土壤进行淋洗，将土壤中的杂质带出，实现对淋洗净化的效果，淋洗多次后利用药剂注入井向待处理土壤中注入用于固化并稳定土壤的药剂，并借助真空设备和排水桩的抽提作用使药剂在土壤中均匀扩散，实现对各个位置土壤的稳定固化，最后再进行一次淋洗，完成土壤的最终修复，上述修复过程充分利用了淋洗和药剂修复手段，提高了对土壤修复的效果，降低了成本消耗，具有良好的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的原位淋洗修复方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的原位淋洗修复方法的布置示意图；

图3为本发明实施例提供的沉淀池和电化学处理装置的连接示意图。

其中，图中各附图标记：

1、注水井；

2、抽水井；

3、药剂注入井；

31、排水桩；

41、沉淀池；

42、过渡池；

43、电化学处理装置。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“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。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一个或者更若干个该特征。在本发明的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的原位淋洗修复方法进行说明。原位淋洗修复方法，包括以下步骤：

安装围堰，在待处理土壤的外周布设止水围堰，并覆盖密封层；

布设若干个的注水井1和若干个抽水井2至待处理土壤上；

布设药剂注入井3，在待处理土壤中部设置一个药剂注入井3；

布设排水桩31，在药剂注入井3的外周设置若干个排水桩31，排水桩31的上端连接有真空设备；

淋洗，向注入井内注水，并通过抽水井2排水，重复多次；

药剂反应，向药剂注入井3注入药剂，开启真空设备进行药剂抽提；

拆除围堰、注水井1和抽水井2，完成修复。

本发明提供的一种原位淋洗修复方法，与现有技术相比，本发明提供的原位淋洗修复方法，利用注水井1向土壤中注入洁净的水，并通过抽水井2将水抽出，水对土壤进行淋洗，将土壤中的杂质带出，实现对淋洗净化的效果，淋洗多次后利用药剂注入井3向待处理土壤中注入用于固化并稳定土壤的药剂，并借助真空设备和排水桩31的抽提作用使药剂在土壤中均匀扩散，实现对各个位置土壤的稳定固化，上述修复和稳定过程的结合，提高了对土壤修复的效果，保证了修复后土壤的稳定性，便于降低土壤的再次污染的几率，具有良好的经济性。

本实施例中，在待处理土壤的外周设置了用于隔绝该部分土壤与外部土壤的围堰，避免淋洗水造成对外部土壤的不良影响，避免污染的扩散，同时，在土壤的上方设置了密封层，便于提升抽水井2的抽水效率，最重要的可以配和真空设备对排水桩31进行真空抽提，实现药剂的有效扩散，便于针对具有不同污染物的土壤进行对应药剂的使用，有效的提高土壤的修复效率，提高修复质量。

在进行土壤的处理中，先利用洁净的水对土壤进行多次淋洗。通过注水井1向土壤内注入洁净的水，然后利用抽水井2将带有污染物的水从土壤中抽出，利用水将土壤中的有害物质携带至土壤外部，重复多次淋洗操作，可以有效的降低污染物在土壤中的分布浓度。

接着，利用药剂注入井3向土壤中注入所需用量的药剂，借助真空设备对排水桩31的抽提作用实现药剂的均匀扩散，避免了传统药剂施用过程中药剂施用量大，各部分施用不均的问题，有效的降低了药剂的使用量，提高了药剂分布的均匀性，提高了药剂反应效率。

药剂采用污泥处理中的固化稳定剂，能够有效的改良污泥污染，去除污泥恶臭，固化重金属，降低COD，可有效提高污泥的无侧限抗压强度，增加其硬度和防水效果。

在土壤中使用污泥固化剂，污泥和药剂之间会发生物理化学反应，土壤中的胶体性质被破坏，增加了药剂的扩散作用。结合真空设备的抽提作用，进一步提高药剂的扩散作用。药剂可以使土壤内部大量的水份向外扩散，利于土壤的迅速干化；另一方面，固化剂与土壤中的游离态水分进行水解和水化反应，产生大量胶凝物质和链状结晶物质，使土壤整体形成一个密实又略有空隙的整体微观蜂窝状的结构，将多种原来含水量高、污染物含量大的土壤变成可以回用的种植用土或其他土。

最后，拆除围堰、注水井1、抽水井2、药剂注入井3、排水桩31以及密封层，完成土壤的整个修复过程。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，在淋洗步骤中，连接抽水井2的出水口至沉淀池41内，沉淀池41上设有溢流口，且沉淀池41的外侧还设有过渡池42，过渡池42还连接有电化学处理装置43。

本实施例中，将抽水井2中抽出的淋洗后的废水先排放至沉淀池41中。因为废水中含有一定量的土壤颗粒，需要利用沉淀池41进行一定时间的沉淀，将上述土壤颗粒进行初步滤除，然后利用沉淀池41上方的溢流口将废水排送至电化学处理装置43，进行进一步的电化学处理，废水通过电解以及曝气处理，去除其内部的重金属等污染物，进而实现对废水的有效进行，便于后续的循环利用。

电化学处理装置43中排出的水可以再回送至注水井1内，实现对废水的再次利用，有效地降低了淋洗工步的耗水量，实现了水资源的资源化利用，达到了良好的经济效益，便于降低土壤的修复成本。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，注水井1的进口管上设有水泵，水泵与太阳能供电系统相连，太阳能供电系统包括太阳能板以及蓄电池，太阳能板设置于围堰的外部；蓄电池与太阳能板电连接，用于接收太阳能板收集的电能，并供送电能至水泵，蓄电池还与真空设备电连接。

本实施例中，由于土壤修复的区域一般距离城市较远，电能使用十分不便，利用太阳能进行电能的供应。太阳能板对太阳能进行有效收集，并将其转化成电能，然后输送至蓄电池进行储存。通过蓄电池带动真空设备以及水泵，实现设备的正常运转，一方面避免了线路的临时布设，另一方面也有效地减少了能源耗用。

蓄电池需要具有一定的电容量，以实现真空设备以及水泵的正常运转，避免中途电量不足产生的停顿的问题。另外，还可以另行设置备用蓄电池，利用备用电池进行电量的临时供应，保证土壤修复操作的顺利进行。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，在淋洗步骤中，利用排水桩31进行真空抽提，以配合抽水井2提高淋洗速度。

淋洗时，注水井1以一定的水压注入土壤中，抽水井2将土壤中的水抽吸至外部，为了提高上述水流在土壤中的流动速度，增大淋洗效率，同时开启真空设备对排水桩31进行真空抽提，利用排水桩31的抽提作用，增大水流在土壤中的流动速度，便于进一步的将土壤中的有害物质携带至土壤外部，以便后续进行沉淀和电化学处理。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，在布设若干个注水井1和若干个抽水井2至待处理土壤上步骤中，注水井1和抽水井2间隔排布，且注水井1和抽水井2程矩阵排布的形式。

注水井1和抽水井2采用间隔排布的形式，注水井1注水过程中，与其相邻的抽水井2能够将土壤内的淋洗水排出。该布设形式，实现了注水井1与抽水井2的合理排布，使淋洗水能够在土壤中流畅的淋洗流动。

注水井1和抽水井2采用矩形排布且间隔布设的形式，相邻两个注水井1或相邻两个抽水井2之间的间距相等，能够实现对土壤的有效覆盖，提高布设的合理性，有助于减少布设数量，降低修复成本。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，注水井1的下端封闭，且注水井1的外周设有向外延伸的倾斜管，倾斜管的外周布设有若干个出水孔。

注水井1的下端为封闭端，避免水直接通过注水井1的下端向深层的土壤中流入，注水井1外部设置了倾斜管，能够通过倾斜管将水体向四周扩散。倾斜管能够有效的增大与土壤的接触面积，同时倾斜管上的出水孔的出水方向是垂直于倾斜管的轴向的，所以水可以穿透土壤的多个层次，实现横向和纵向的同步渗透。

另外，同一个注水井1外周的多个倾斜管可以提高注水面积，有效地将土壤中各个位置的污染物带出，达到良好的淋洗作用。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，在布设排水桩31步骤中，利用插板机将上述排水桩31竖直插入土壤内。在进行排水桩31的布设时，利用插板机将具有一定强度的塑料材质的排水桩31插入土壤内部，插入深度与待处理土壤的土层厚度一致。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，在安装围堰步骤中，在待处理土壤与围堰相邻的位置挖设沟槽，埋设密封层的边沿至沟槽内，并覆土至密封层的边缘上。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，在安装围堰步骤中，铺设密封层前，在土壤的上方铺设20-30厘米的土层，且密封层设有两层。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，在药剂反应步骤中，分多次向待处理土壤中注入药剂，相邻两次药剂注入之间间隔3-5小时，每次药剂注入完成后，分别进行持续抽提，每次抽提时间2-3小时。

在利用药剂对土壤进行修复和固化时，为了保证可靠的修复效果和固化质量，使土壤内部物质的含量能够降低至标准含量以下，需要分两次或三次向土壤中注入药剂，通过多次反应实现对土壤的有效修复。

本实施例中，相邻两次药剂的注入需要间隔五到六小时，便于保证药剂在排水桩31的抽提作用下，能够具有充足的时间向其外周扩散，然后利用两到三小时的抽屉时间实现药剂的扩散，两次药剂注入间隔三到五小时，可以使药剂的作用力得到有效的延续，进一步的提高对土壤的修复作用，能够有效地去除污染物。

本实施例中，药剂注入井3为硬质塑料制作而成且下端封闭的管状构件，其直径为50-60mm，注入压力为30-50MPa，在上述压力的作用下药剂能够向药剂注入井3的外周渗透一定距离，该距离值一般为3-5米，加之排水桩31的真空抽提作用，可以将药剂的渗透范围进一步增大，可以增大至5-8米，可见每个药剂注入经的覆盖范围可达200平方米左右。

药剂注入井3的外周设有出液孔，且出液孔位于药剂注入井3的轴向中下部，实现向外周均匀的扩散作用。

实施例一:

待处理土壤在面积500平方米，为长250米、宽20米的长方形地块。

在待处理土壤上竖直设置四个药剂注入井3，每个药剂注入井3的平均覆盖面积为100平方米。药剂注入井3的直径为60mm。

在土壤的表层铺设一层素土，实现对密封层的保护，密封层可以铺设两层，以提高密封质量。注水井1与抽水井2的之间的间距为5米。

利用插板机向土壤内打设排水桩31，排水桩31在药剂注入井3的外周排布有四个，与药剂注入井3的间距为5米，土壤的处理深度为6.5米，排水桩31的打设深度为6米，上端露出0.5米，用于与真空设备连接。

在钢板桩的内侧的边缘处开挖沟槽，将密封层的边缘压入沟槽后，用土壤填埋沟槽并压实。

利用注水井1和抽水井2对土壤淋洗，淋洗次数为四次。

间断性向药剂注入井3注入药剂时，相邻两次药剂注入操作之间间隔5小时，每次药剂注入完成后，分别进行持续抽提，每次抽提时间3小时，上述注入和抽提操作完成三次后，进行抽提降水作业。

通过上述方法进行污泥的处理的过程中，药剂注入后，土壤的浸出浓度均低于标准值，说明多次药剂注入可以有效的提高药剂扩散和稳定化效果，上述步骤完成后可以有效的降低土壤的含水率，使土壤原位固化处理得到很好的控制。

可见，采用上述方法对污泥进行处理具有良好的效果，使得污泥得到了充分的固化，使得污泥具有良好的承载力，彻底的改善了土壤性质，具有良好的土壤修复效果。

实施例二:

待处理土壤在面积200平方米，为长200米、宽20米的长方形地块。

在待处理土壤上竖直设置两个药剂注入井3，每个药剂注入井3的平均覆盖面积为100平方米。药剂注入井3的直径为50mm。

在土壤的表层铺设一层素土，实现对密封层的保护，密封层可以铺设两层，以提高密封质量。注水井1与抽水井2的之间的间距为4米。

利用插板机向土壤内打设排水桩31，排水桩31在药剂注入井3的外周排布有四个，与药剂注入井3的间距为6米，土壤的处理深度为7米，排水桩31的打设深度为6.4米，上端露出0.6米，用于与真空设备连接。

在钢板桩的内侧的边缘处开挖沟槽，将密封层的边缘压入沟槽后，用土壤填埋沟槽并压实。

利用注水井1和抽水井2对土壤淋洗，淋洗次数为三次，淋洗的同时，利用真空设备对排水桩31进行真空抽提，以配合抽水井提高淋洗速度。

间断性向药剂注入井3注入药剂时，相邻两次药剂注入操作之间间隔4小时，每次药剂注入完成后，分别进行持续抽提，每次抽提时间2小时，上述注入和抽提操作完成三次后，进行抽提降水作业。

通过上述方法进行污泥的处理的过程中，药剂注入后，土壤的浸出浓度均低于标准值，说明多次药剂注入可以有效的提高药剂扩散和稳定化效果，上述步骤完成后可以有效的降低土壤的含水率，使土壤原位固化处理得到很好的控制。

可见，采用上述方法对污泥进行处理具有良好的效果，使得污泥得到了充分的固化，使得污泥具有良好的承载力，彻底的改善了土壤性质，具有良好的土壤修复效果。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.原位淋洗修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

安装围堰，在待处理土壤的外周布设止水围堰，并覆盖密封层；

布设若干个的注水井和若干个抽水井至所述待处理土壤上；

布设药剂注入井，在所述待处理土壤中部设置一个药剂注入井；

布设排水桩，在所述药剂注入井的外周设置若干个排水桩，所述排水桩的上端连接有真空设备；

淋洗，向所述注入井内注水，并通过所述抽水井排水，重复多次；

药剂反应，向所述药剂注入井注入药剂，开启真空设备进行药剂抽提；

拆除所述围堰、所述注水井和所述抽水井，完成修复。

2.如权利要求1所述的原位淋洗修复方法，其特征在于，在淋洗步骤中，连接所述抽水井的出水口至沉淀池内，所述沉淀池上设有溢流口，且所述沉淀池的外侧还设有过渡池，所述过渡池还连接有电化学处理装置。

3.如权利要求2所述的原位淋洗修复方法，其特征在于，在淋洗步骤中，所述注水井的进口管上设有水泵，所述水泵与太阳能供电系统相连，所述太阳能供电系统包括：

太阳能板，设置于所述围堰的外部；以及

蓄电池，与所述太阳能板电连接，用于接收所述太阳能板收集的电能，并供送电能至所述水泵，所述蓄电池还与所述真空设备电连接。

4.如权利要求2所述的原位淋洗修复方法，其特征在于，在淋洗步骤中，利用所述排水桩对所述排水桩进行真空抽提，以配合所述抽水井提高淋洗速度。

5.如权利要求1所述的原位淋洗修复方法，其特征在于，在布设若干个所述注水井和所述若干个抽水井至所述待处理土壤上步骤中，所述注水井和所述抽水井间隔排布，且所述注水井和所述抽水井程矩阵排布的形式。

6.如权利要求5所述的原位淋洗修复方法，其特征在于，所述注水井的下端封闭，且所述注水井的外周设有向外延伸的倾斜管，所述倾斜管的外周布设有若干个出水孔。

7.如权利要求1-6任一项所述的原位淋洗修复方法，其特征在于，在布设排水桩步骤中，利用插板机将上述排水桩竖直插入所述土壤内。

8.如权利要求1-6任一项所述的原位淋洗修复方法，其特征在于，在安装围堰步骤中，在所述待处理土壤与所述围堰相邻的位置挖设沟槽，埋设所述密封层的边沿至所述沟槽内，并覆土至所述密封层的边缘上。

9.如权利要求8所述的原位淋洗修复方法，其特征在于，在安装围堰步骤中，铺设所述密封层前，在所述土壤的上方铺设20-30厘米的土层，且所述密封层设有两层。

10.如权利要求1-6任一项所述的原位淋洗修复方法，其特征在于，在药剂反应步骤中，分多次向所述待处理土壤中注入药剂，相邻两次药剂注入之间间隔3-5小时，每次药剂注入完成后，分别进行持续抽提，每次抽提时间2-3小时。

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