CN114577532B - 一种多相抽提监测取样多功能修复井系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，其技术方案要点是包括井体和设置于井体上的多功能井头，多功能井头上设置有多相修复系统；多相修复系统包括多功能管路、注药管路、抽气管路以及抽水管路，多功能管路和抽水管路分别与多功能井头连接，并分别延伸至井体内，多功能井头上还设置有用于取样的监测取样口，抽水管路延伸至井体内的一端还设置有深井泵，多功能修复井还包括匹配系统和云端系统。本发明一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，具有多种修复模式，使得实现多相抽提实现多种技术的组合互补，提高对不同环境下进行修复的效果。

Description

一种多相抽提监测取样多功能修复井系统

技术领域

本发明涉及修复井技术领域，更具体的说是涉及一种多相抽提监测取样多功能修复井系统。

背景技术

随着我国对自然资源的重复利用，可处理资源的环保化处理的重视，以及污染土壤及地下水环境风险的高度重视，污染场地治理修复项目日益增多，使得对于有效修复与治理地下水污染的技术也更加的重视，其中对于地下水修复技术也有很多的种类。

地下水抽出处理是一种异位修复技术，短期内产生水力截获带，具备处理量大、早期处理高浓度污染地下水见效快、处理效率高、设备简单、施工方便等优点，但同时还具有修复周期较长；停止抽水，可能出现拖尾和反弹现象；难以抽出处理因毛细张力而滞留的非水相溶液等局现性。

原位化学氧化还原是一种原位修复技术，具有反应速度快，修复周期短、可氧化降解等优点，但需要投加大量氧化药剂，成本较高。

多相抽提是一种原位修复技术，通过抽水降低地下水位，增加了包气带的厚度，同时进行抽气，利用真空负压抽取挥发性有机物，然后再进行后续处理。该技术可处理易挥发、易流动的非水溶性液体，缺点是效果受地块水文地质条件和污染物分布影响较大，通常要求土壤质地均一、渗透性好，对此具有一定的局限性。

使得在对污染场地的应用具有局限性，并且由于每一种处理方式都存在应对单一环境使用的限制，不能够实现应对复杂的工况环境进行快速匹配不同的处理方式，从而能够进行简单方便并应用于不同环境下的修复方式非常重要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，具有多种修复模式，使得实现多相抽提实现多种技术的组合互补，提高对不同环境下进行修复的效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，包括井体和设置于井体上的多功能井头，所述多功能井头上设置有多相修复系统；

所述多相修复系统包括多功能管路、注药管路、抽气管路以及抽水管路，所述多功能管路和抽水管路分别与多功能井头连接，并分别延伸至井体内，所述多功能管路露出与井体外的一端通过活接与注药管路连接，所述抽气管路与注药管路之间通过三通连接，所述抽水管路用于抽取井体内的地下水，所述多功能管路用于向井体内注射修复药剂或抽取井体内气体，所述抽水管路上设置有用于开合抽水管路的抽水阀门，所述抽气管路上设置有用于开合抽气管路的抽气管路，所述注药管路上设置有用于开合注药管路的注药阀门，所述多功能井头上还设置有用于取样的监测取样口，所述抽水管路延伸至井体内的一端还设置有深井泵；

多功能修复井还包括匹配系统和云端系统，所述匹配系统包括取样监测模块、样品分析模块、药剂匹配模块以及供药分配模块，所述取样监测模块与抽水管路连接，所述取样监测模块内配置有首样检测策略，所述首样检测策略包括根据首次通过抽水管抽取的首样样品进行提取，并对首样样品进行检测分析形成污染物数据，所述污染物数据包括污染物成分、污染物含量以及污染物等级，所述样品分析模块内配置有分析策略，所述分析策略包括调取取样监测模块生成的污染物数据，并根据所述污染物数据生成修复表，所述药剂匹配模块内配置有匹配策略，所述匹配策略包括调取修复表，并根据修复表配置用于修复污染物的药剂数据，所述供药分配模块内配置有分配策略，所述分配策略包括根据药剂数据和修复表形成分配数据，所述分配数据用于控制所述注药管路对不同的井体注入修复药剂；

所述云端系统内配置有对应所述修复表配置对应药剂数据的参照表，所述云端系统还包括在线分析模块，所述在线分析模块用于对污染物数据进行在线匹配药剂。

作为本发明的进一步改进，所述注药管路上还设置有用于监测井体内部气压的压力表，所述多功能井头上设置有用于监测井体内负压的负压表，所述注药管路上还设置有用于泄压的泄压阀门。

作为本发明的进一步改进，所述监测取样口与多功能井头之间通过第一法兰连接，所述多功能井头与井体之间通过第二法兰连接。

作为本发明的进一步改进，所述取样监测模块内还配置有预设的剔除液量和取样间隔，所述取样间隔包括取样时间和剔除时间，所述取样时间表征进行抽样取样的时间段，所述剔除时间表征停止抽样的时间段，所述首样检测策略还包括当抽水管路抽取的液量达到预设的剔除液量时开始取样，取样时根据所述取样间隔进行取样，当达到取样时间时停止取样，并与达到剔除时间时开始取样。

作为本发明的进一步改进，所述污染物数据根据污染物含量划分污染物等级，所述污染物等级包括重度污染、中度污染、轻度污染和自修复污染，所述重度污染表征所述污染物含量占取样比例的70％-85％，所述中度污染表征所述污染物含量占取样比例的50％-70％，所述轻度污染表征所述污染物含量占取样比例的40％-50％，所述自修复污染表征污染物含量占取样比例小于40％。

作为本发明的进一步改进，所述污染物成分包括金属污染、非金属污染和有机物污染。

作为本发明的进一步改进，所述金属污染包括溶解性重金属污染和离子金属污染，所述非金属污染包括氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐污染，所述有机物污染包括多氯联苯、稠环芳香烃、4-苯并芘、乙苯胺以及联苯胺。

作为本发明的进一步改进，所述修复表包括对应污染物成分的污染物含量、对应污染物含量的污染物等级以及对对应污染物含量标记井体并形成的表格，所述匹配策略具体为：

调取所述参照表，根据所述修复表中的污染物数据遍历参照表，并根据所述参照表配置对应药剂数据，所述药剂数据包括用于修复时的使用的药剂名称和药剂计量；

若所述参照表中未遍历到对应修复表内的污染物数据时，对未遍历到的污染物数据进行标记形成待配标记，并生成警示标记，生成所述待配标记和警示标记时，所述在线分析模块调取被标记的污染物数据，并根据污染物数据在线配置药剂数据，并将配置后的药剂数据发送至匹配系统。

作为本发明的进一步改进，所述分配策略具体为：

包括当药剂数据生成时，所述供药分配模块控制所述抽水管路和/或抽气管路关闭，控制所述注药管路打开，所述供药分配模块通过注药管路朝井体内注射修复药剂；

还包括根据修复表中对应污染物标记的井体进行匹配，并通过供药分配模块朝对应标记的井体内注射修复药剂。

作为本发明的进一步改进，所述在线分析模块通过无线通讯模式与外部终端连接。

本发明的有益效果：通过在井体上设置多功能井头，在多功能井头上连接有多相修复系统，达到能够一井多用的效果，可以通过减少建井的数量，达到对井体内进行抽水、抽气以及污染物抽提并修复的功能，多相修复系统中的各个管路之间通过活接的连接方式连接，是的的能够方便进行拆卸和检修，并且通过匹配系统和云端系统，能够方便准确的对井体内污染物数据进行获取，并形成修复表，根据修复表和云端系统对应匹配药剂数据，并在供药分配模块的作用下通过控制注药管路朝对应的井体注入对应的修复药剂，实现了具有多种修复模式，使得达到多相抽提实现多种技术的组合互补，提高对不同环境下进行修复的效果。

附图说明

图1为体现本发明的整体结构示意图；

图2为体现本发明中多相修复系统的结构示意图。

附图标记：1、压力表；2、三通；3、泄压阀门；4、第一法兰；5、监测取样口；6、第二法兰；7、负压表；8、弯头；9、活接；10、抽水阀门；11、注药阀门；12、抽气阀门；13、井体；14、深井泵；15、抽水管路；16、多功能管路；17、注药管路；18、抽气管路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参考图1和图2所示，为本发明一种多相抽提监测取样多功能修复井系统的具体实施方式，包括井体13和设置于井体13上的多功能井头，多功能井头上设置有多相修复系统；多相修复系统包括多功能管路16、注药管路17、抽气管路18以及抽水管路15，多功能管路16和抽水管路15分别与多功能井头连接，并分别延伸至井体13内，多功能管路16露出与井体13外的一端通过活接9与注药管路17连接，抽气管路18与注药管路17之间通过三通2连接，抽水管路15用于抽取井体13内的地下水，多功能管路16用于向井体13内注射修复药剂或抽取井体13内气体，抽水管路15上设置有用于开合抽水管路15的抽水阀门10，抽气管路18上设置有用于开合抽气管路18的抽气管路18，注药管路17上设置有用于开合注药管路17的注药阀门11，多功能井头上还设置有用于取样的监测取样口5，抽水管路15延伸至井体13内的一端还设置有深井泵14。

注药管路17上还设置有用于监测井体13内部气压的压力表1，多功能井头上设置有用于监测井体13内负压的负压表7，注药管路17上还设置有用于泄压的泄压阀门3，监测取样口5与多功能井头之间通过第一法兰4连接，多功能井头与井体13之间通过第二法兰6连接，通过第一法兰4方便将监测取样口5与多功能井头连接固定，还可以根据不同尺寸的井体13方便更换监测取样口5，多功能井头与井体13之间通过第二法兰6连接，使得能够方便在不同井体13上安装多功能井头。

在进行实地井体13使用时，当需要进行抽水时，通过关闭抽气阀门12和注药阀门11，打开抽水阀门10，切换至抽水模式，从而能够方便进行抽水，在需要进行注药时，通过关闭抽水阀门10和抽气阀门12，打开注药阀门11从而进行注药，切换至注药模式，当需要进行多相抽取时，通过打开抽水阀门10和抽气阀门12，关闭注药阀门11，从而实现多相抽提，实现了一井多用，在同一井体13中实现地下水异位抽出、原位化学氧化、多相抽提等功能，从而能够应对复杂的修复场景，多功能井头能够在有限的井头空间内，设置抽水管路15、抽气管路18和注药管路17，根据修复阶段不同的特点，选用不同的管路，满足不同修复模式的需求。

多功能修复井还包括匹配系统和云端系统，匹配系统包括取样监测模块、样品分析模块、药剂匹配模块以及供药分配模块，取样监测模块与抽水管路15连接，取样监测模块内配置有首样检测策略，首样检测策略包括根据首次通过抽水管抽取的首样样品进行提取，并对首样样品进行检测分析形成污染物数据，污染物数据包括污染物成分、污染物含量以及污染物等级，污染物成分包括金属污染、非金属污染和有机物污染，金属污染包括溶解性重金属污染和离子金属污染，非金属污染包括氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐污染，有机物污染包括多氯联苯、稠环芳香烃、4-苯并芘、乙苯胺以及联苯胺，本实施例中的污染物为主要的污染物。

样品分析模块内配置有分析策略，分析策略包括调取取样监测模块生成的污染物数据，并根据污染物数据生成修复表，药剂匹配模块内配置有匹配策略，所述匹配策略包括调取修复表，并根据修复表配置用于修复污染物的药剂数据，供药分配模块内配置有分配策略，分配策略包括根据药剂数据和修复表形成分配数据，分配数据用于控制所述注药管路17对不同的井体13注入修复药剂，使得在经过分析策略的作用，对取样后的污染物数据进行分析，形成记录污染物数据的修复表，因为不同井体13内污染物情况不通过，对此需要分别形成不同的修复表，通过修复表能够准确的反映不同井体13中的污染物数据，根据分配策略形成分配数据，从而能够准确的对不同污染物数据注入不同计量和修复的药剂，从而能够提高药剂的针对性，使得注入的药剂能够快速准确的进行修复处理。

云端系统内配置有对应所述修复表配置对应药剂数据的参照表，通过参照表能够快速的对修复表中的污染物数据匹配对应的修复药剂和需要使用的计量，云端系统还包括在线分析模块，在线分析模块用于对污染物数据进行在线匹配药剂，在线分析模块通过无线通讯模式与外部终端连接，使得在参照表中未匹配到对应修复表中的污染物数据所需的修复药剂和计量时，通过在线分析的方式快速匹配对应的修复药剂和计量，为后续注入药剂提供便利。

取样监测模块内还配置有预设的剔除液量和取样间隔，取样间隔包括取样时间和剔除时间，取样时间表征进行抽样取样的时间段，剔除时间表征停止抽样的时间段，首样检测策略还包括当抽水管路15抽取的液量达到预设的剔除液量时开始取样，取样时根据所述取样间隔进行取样，当达到取样时间时停止取样，并与达到剔除时间时开始取样，从而能够取出多份井体13内样本，达到提高对样本分析的准确性。

污染物数据根据污染物含量划分污染物等级，污染物等级包括重度污染、中度污染、轻度污染和自修复污染，重度污染表征所述污染物含量占取样比例的70％-85％，中度污染表征所述污染物含量占取样比例的50％-70％，轻度污染表征所述污染物含量占取样比例的40％-50％，自修复污染表征污染物含量占取样比例小于40％，使得对于重度污染、中度污染和轻度污染进行注入药剂修复，对于自修复污染等级不需要注入药剂，随着井体13的工作会出现地下水自我修复的情况，药剂的注入可能会引入新的污染源，从而提高对污染物的针对性，减小人为添加污染源的可能。

修复表包括对应污染物成分的污染物含量、对应污染物含量的污染物等级以及对对应污染物含量标记井体13并形成的表格，匹配策略具体为：

调取所述参照表，根据修复表中的污染物数据遍历参照表，并根据参照表配置对应药剂数据，药剂数据包括用于修复时的使用的药剂名称和药剂计量；

若参照表中未遍历到对应修复表内的污染物数据时，对未遍历到的污染物数据进行标记形成待配标记，并生成警示标记，生成待配标记和警示标记时，在线分析模块调取被标记的污染物数据，并根据污染物数据在线配置药剂数据，并将配置后的药剂数据发送至匹配系统，实现了在能够通过参照表获取对应药剂数据时，进行快速的匹配药剂数据，提高注入修复药剂的效率，在未找到污染物数据参考时，快速的通过在线分析模块进行在线匹配。

分配策略具体为：

包括当药剂数据生成时，供药分配模块控制所述抽水管路15和/或抽气管路18关闭，控制所述注药管路17打开，供药分配模块通过注药管路17朝井体13内注射修复药剂；

还包括根据修复表中对应污染物标记的井体13进行匹配，并通过供药分配模块朝对应标记的井体13内注射修复药剂。

工作原理及其效果：

通过在井体13上设置多功能井头，在多功能井头上连接有多相修复系统，达到能够一井多用的效果，可以通过减少建井的数量，达到对井体13内进行抽水、抽气以及污染物抽提并修复的功能，多相修复系统中的各个管路之间通过活接9的连接方式连接，是的的能够方便进行拆卸和检修，并且通过匹配系统和云端系统，能够方便准确的对井体13内污染物数据进行获取，并形成修复表，根据修复表和云端系统对应匹配药剂数据，并在供药分配模块的作用下通过控制注药管路17朝对应的井体13注入对应的修复药剂，实现了具有多种修复模式，使得达到多相抽提实现多种技术的组合互补，提高对不同环境下进行修复的效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，其特征在于：包括井体(13)和设置于井体(13)上的多功能井头，所述多功能井头上设置有多相修复系统；

所述多相修复系统包括多功能管路(16)、注药管路(17)、抽气管路(18)以及抽水管路(15)，所述多功能管路(16)和抽水管路(15)分别与多功能井头连接，并分别延伸至井体(13)内，所述多功能管路(16)露出与井体(13)外的一端通过活接(9)与注药管路(17)连接，所述抽气管路(18)与注药管路(17)之间通过三通(2)连接，所述抽水管路(15)用于抽取井体(13)内的地下水，所述多功能管路(16)用于向井体(13)内注射修复药剂或抽取井体(13)内气体，所述抽水管路(15)上设置有用于开合抽水管路(15)的抽水阀门(10)，所述抽气管路(18)上设置有用于开合抽气管路(18)的抽气阀门(12)，所述注药管路(17)上设置有用于开合注药管路(17)的注药阀门(11)，所述多功能井头上还设置有用于取样的监测取样口(5)，所述抽水管路(15)延伸至井体(13)内的一端还设置有深井泵(14)；

多功能修复井还包括匹配系统和云端系统，所述匹配系统包括取样监测模块、样品分析模块、药剂匹配模块以及供药分配模块，所述取样监测模块与抽水管路(15)连接，所述取样监测模块内配置有首样检测策略，所述首样检测策略包括根据首次通过抽水管抽取的首样样品进行提取，并对首样样品进行检测分析形成污染物数据，所述污染物数据包括污染物成分、污染物含量以及污染物等级，所述样品分析模块内配置有分析策略，所述分析策略包括调取取样监测模块生成的污染物数据，并根据所述污染物数据生成修复表，所述药剂匹配模块内配置有匹配策略，所述匹配策略包括调取修复表，并根据修复表配置用于修复污染物的药剂数据，所述供药分配模块内配置有分配策略，所述分配策略包括根据药剂数据和修复表形成分配数据，所述分配数据用于控制所述注药管路(17)对不同的井体(13)注入修复药剂；

所述云端系统内配置有对应所述修复表配置对应药剂数据的参照表，所述云端系统还包括在线分析模块，所述在线分析模块用于对污染物数据进行在线匹配药剂。

2.根据权利要求1所述的一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，其特征在于：所述注药管路(17)上还设置有用于监测井体(13)内部气压的压力表(1)，所述多功能井头上设置有用于监测井体(13)内负压的负压表(7)，所述注药管路(17)上还设置有用于泄压的泄压阀门(3)。

3.根据权利要求2所述的一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，其特征在于：所述监测取样口(5)与多功能井头之间通过第一法兰(4)连接，所述多功能井头与井体(13)之间通过第二法兰(6)连接。

4.根据权利要求1所述的一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，其特征在于：所述取样监测模块内还配置有预设的剔除液量和取样间隔，所述取样间隔包括取样时间和剔除时间，所述取样时间表征进行抽样取样的时间段，所述剔除时间表征停止抽样的时间段，所述首样检测策略还包括当抽水管路(15)抽取的液量达到预设的剔除液量时开始取样，取样时根据所述取样间隔进行取样，当达到取样时间时停止取样，并与达到剔除时间时开始取样。

5.根据权利要求4所述的一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，其特征在于：所述污染物数据根据污染物含量划分污染物等级，所述污染物等级包括重度污染、中度污染、轻度污染和自修复污染，所述重度污染表征所述污染物含量占取样比例的70％-85％，所述中度污染表征所述污染物含量占取样比例的50％-70％，所述轻度污染表征所述污染物含量占取样比例的40％-50％，所述自修复污染表征污染物含量占取样比例小于40％。

6.根据权利要求5所述的一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，其特征在于：所述污染物成分包括金属污染、非金属污染和有机物污染。

7.根据权利要求6所述的一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，其特征在于：所述金属污染包括溶解性重金属污染和离子金属污染，所述非金属污染包括氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐污染，所述有机物污染包括多氯联苯、稠环芳香烃、4-苯并芘、乙苯胺以及联苯胺。

8.根据权利要求7所述的一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，其特征在于：所述修复表包括对应污染物成分的污染物含量、对应污染物含量的污染物等级以及对对应污染物含量标记井体(13)并形成的表格，所述匹配策略具体为：

调取所述参照表，根据所述修复表中的污染物数据遍历参照表，并根据所述参照表配置对应药剂数据，所述药剂数据包括用于修复时的使用的药剂名称和药剂计量；

若所述参照表中未遍历到对应修复表内的污染物数据时，对未遍历到的污染物数据进行标记形成待配标记，并生成警示标记，生成所述待配标记和警示标记时，所述在线分析模块调取被标记的污染物数据，并根据污染物数据在线配置药剂数据，并将配置后的药剂数据发送至匹配系统。

9.根据权利要求8所述的一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，其特征在于：所述分配策略具体为：

包括当药剂数据生成时，所述供药分配模块控制所述抽水管路(15)和/或抽气管路(18)关闭，控制所述注药管路(17)打开，所述供药分配模块通过注药管路(17)朝井体(13)内注射修复药剂；

还包括根据修复表中对应污染物标记的井体(13)进行匹配，并通过供药分配模块朝对应标记的井体(13)内注射修复药剂。

10.根据权利要求4-9中任意一项所述的一种多相抽提监测取样多功能修复井系统，其特征在于：所述在线分析模块通过无线通讯模式与外部终端连接。