CN117960770A - 一种基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备 - Google Patents

一种基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备 Download PDF

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Abstract

本申请属于土壤中气液分离及污染处理技术领域,涉及一种基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,本设备使用加压设备为筒体内注入气体产生足够大的压力,可以实现深井抽提,且抽气机构抽取腔室内的气体同时实现了修复井内的气体和筒体内的气体的抽取,通过腔室作为中间媒介来进行气体的抽取,实现了对井内液体和气体的分离。并进而能够方便后续对液体和气体进行分别处理,也即本申请的设备同时兼具了液体抽提和气体、液体分离功能。而且本申请的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备中不使用电机、叶轮等常见水泵结构,可适用于小口径的修复井,且位于修复井内的部分无电路连接、设备安装方便,安全系数高。

Description

一种基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备
技术领域
本申请属于土壤中分离气液及污染处理技术领域,尤其是涉及一种基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备。
背景技术
多相抽提技术是通过真空提取手段,抽取地下污染区域的土壤气体、地下水和浮油层到地面进行相分离及处理,以控制和修复土壤与地下水中的有机污染物,达到场地修复的目的。多相抽提系统通常由多相抽提设备、多相分离设备、污染物处理三个主要部分构成。其中多相抽提和分离设备要实现的修复井内被污染液体和气体的分离是多相抽提系统的核心部分。
对污染场地的治理时,需要在污染场地布设一定数量的修复井,通过深井泵将污染地下水抽取至地面进行处理。深井泵的工作原理是通过电动机带动叶轮旋转,利用离心力将水从井中提升到地面,如中国专利文献CN104874592B一种污染土壤原位多相抽提系统使用水气两用泵抽取水和气体。而使用深井泵必然需要使用电机和叶轮,导致泵体尺寸一般在85MM以上,对于小口径的修复井,深井泵无法放入,进而无法实现液体的泵出,同时,直接使用深井泵也无法同时实现修复井中的污染气体的处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为解决现有技术中在小型修复井内无法安装泵及无法同时处理气体的不足,从而提供一种对修复井能同时进行液体抽提和气体、液体分离功能基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,包括:
抽气装置,用于与修复井的井壁连接以将修复井内的气体抽出,所述抽气装置包括与修复井的井壁连通的腔室,与腔室连接的抽气机构,抽气机构用于抽取腔室内的气体;
抽液装置,所述抽液装置包括:内部中空的且具有开口的筒体,位于筒体内的能够活动的封堵件,伸入筒体内的排水管,所述筒体顶部通过气体管道的第一支管与加压设备连接,所述气体管道还包括第二支管,所述第二支管将所述筒体与所述腔室连接;
所述加压设备向筒体内注入气体时,所述封堵件能够封堵筒体的开口,并使筒体内的液体经排水管排出;
抽气机构抽取腔室内的气体时,能够将修复井内的气体抽走,并同时抽取筒体内的气体。
优选地,本发明的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,所述筒体的开口位于底部,并具有内径逐渐减小的锥形部,所述封堵件落入锥形部时,能够封堵住开口。
优选地,本发明的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,所述封堵件为球体。
优选地,本发明的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,第一支管和第二支管上分别具有阀门以控制第一支管和第二支管的通断。
优选地,本发明的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,第一支管上的阀门为第一电磁阀,第二支管上的阀门为第二电磁阀。
优选地,本发明的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,所述第一电磁阀和第二电磁阀均与控制装置连接,控制装置通过控制第一电磁阀和第二电磁阀的开启或者关闭时长,从而控制地下水抽提量。
优选地,本发明的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,所述排水管上设置有止回阀。
优选地,本发明的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,井壁顶面有第一法兰盘,腔室底部也具有第二法兰盘,第一法兰盘与第二法兰盘密封连接。
优选地,本发明的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,所述抽气机构前端的管道上设置有气动排水阀,以过滤掉抽出气体中的水分。
优选地,本发明的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,抽气装置具有外壳,所述外壳分为两层,底部为腔室,排水管和气体管道穿过腔室。
本发明的有益效果是:
本申请基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,使用加压设备为筒体内注入气体产生足够大的压力,可以实现深井抽提,且抽气机构抽取腔室内的气体同时实现了修复井内的气体和筒体内的气体的抽取,通过腔室作为中间媒介来进行气体的抽取,实现了对井内液体和气体的分离,并进而能够方便后续对液体和气体进行分别处理,也即本申请的设备同时兼具了液体抽提和气体、液体分离功能。而且本申请的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备中不使用电机、叶轮等常见水泵结构(具有电机、叶轮等结构的水泵体积较大),可适用于小口径的修复井,且位于修复井内的部分无电路连接、设备安装方便,安全系数高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备的原理图;
图2是本申请实施例抽气机构工作时,气体流动的方向示意图;
图3是本申请实施例加压设备工作时,气体和液体流动的方向示意图;
图4是本申请实施例的抽气装置的立体图;
图5是本申请实施例的抽气装置中隐藏了外壳的顶部结构示意图;
图6是本申请实施例的抽气装置中隐藏了全部外壳的结构示意图。
需要说明,图4和图5和图6中抽气装置的一些连接管道未画出,其中连接关系由图1释明。
图中的附图标记为:
3 外壳;
8 修复井;
11 腔室;
12 抽气机构;
21 筒体;
22 封堵件;
23 排水管;
24 气体管道;
25 加压设备;
26 控制装置;
27 第二法兰盘;
81 井壁;
82 第一法兰盘;
91 石英砂滤层;
92 膨润土密封层;
93 水泥密封层;
110 加强隔板;
121 气动排水阀;
231 止回阀;
241 第一支管;
242 第二支管;
243 第一电磁阀;
244 第二电磁阀。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述,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申请保护范围的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,如图1所示,包括:
抽气装置,用于与修复井8的井壁81连接以将修复井8内的气体抽出,所述抽气装置包括与修复井8的井壁81连通的腔室11,与腔室11连接的抽气机构12(可以是真空泵),抽气机构12用于抽取腔室11内的气体;
抽液装置,所述抽液装置包括:内部中空的且底部具有开口的筒体21,位于筒体21内的能够活动的封堵件22,伸入筒体21内的排水管23,所述筒体21顶部通过气体管道24的第一支管241与加压设备25连接,所述气体管道24还包括第二支管242,所述第二支管242将所述筒体21与所述腔室11连接(腔室11在抽气机构12工作时,抽气机构12抽取腔室11内气体的同时,也抽取了筒体21内的气体);
所述加压设备25向筒体21内注入气体时,如图3所示,所述封堵件22能够封堵筒体21的开口,并使筒体21内的液体经排水管23排出(筒体21内的液体受气体压力影响从排水管23中排出,排出的液体需要进行废水处理);
抽气机构12抽取腔室11内的气体时,如图2所示,能够将修复井8内的气体抽走,并同时抽取筒体21内的气体。(此时,第一电磁阀243关闭,第二电磁阀244打开)抽取的气体会直接通入废气处理单元处置。(当然,如果抽取筒体21内的气体时,顺带把筒体21内的液体也抽出得话,由于是通过腔室11作为中间的媒介来抽取气体,因此,从筒体21内抽出的液体会进入腔室11并流回修复井8内,无需再设置额外的气液分离装置来分离抽取气体中的液体)。
本实施例的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,包括位于井外的抽气装置和放入井内的筒体21,井内和井外部件相分离,便于设备的安装,使用加压设备25为筒体21内注入气体以产生足够大的压力,可以实现深井抽提,且抽气机构12抽取腔室11内的气体同时实现了修复井8内的气体和筒体21内的气体的抽取,使得整体结构更加简单,同时方便进行修复井8内的和筒体21内的污染气体的统一处理,通过腔室11作为中间媒介来进行气体的抽取,实现了对井内液体和气体的分离。而且本实施例的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备中不使用电机、叶轮等常见水泵结构(具有电机、叶轮等结构的水泵体积较大),可适用于小口径的修复井,且位于修复井内的部分无电路连接、设备安装方便,安全系数高。
进一步地,第一支管241和第二支管242上分别具有阀门以控制第一支管241和第二支管242的通断。
进一步地,第一支管241上的阀门为第一电磁阀243,第二支管242上的阀门为第二电磁阀244。所述第一电磁阀243和第二电磁阀244上均与控制装置26连接,控制装置 26可以通过控制第一电磁阀243和第二电磁阀244的开启或者关闭时长,从而控制地下水抽提量。控制装置 26为可编程时间继电器、PLC、延时继电器或者单片机等。
进一步地,所述排水管23上设置有止回阀231,以防止所述排水管23内的液体回流。
进一步地,所述筒体21的开口位于底部,并具有内径逐渐减小的锥形部,所述封堵件22落入锥形部时,能够封堵住开口,同时锥形部导致的内径缩小也能够防止所述封堵件22脱出。需要说明的是,封堵件22的密度大于筒体21内的液体,以保证封堵件能够在液体中沉下。
进一步地,所述封堵件22为球体。球体具有更强的适应性,不用考虑封堵件22在筒体21内的状态。当然需要指出的是封堵件22也可以是其他形状。
进一步地,抽气装置底部和筒体21顶部具有接口,排水管23和气体管道24连接抽气装置与筒体21的部分为软管。筒体21外的软管部分可以方便筒体21放入井内时发生一定的形变(将软管进行一定的弯折以放入井内)。
进一步地,井壁81顶面有第一法兰盘82,腔室11底部也具有第二法兰盘27,第一法兰盘82与第二法兰盘27密封连接。如此设置后,可以非常方便井壁81与顶部抽气装置的连接,还实现了井壁81与顶部抽气装置的分离安装,有效利用安装空间。
进一步地,所述抽气机构12前端的管道上设置有气动排水阀121,以过滤掉抽出气体中的水分,该水分也可以收集起来,以进行废水处理。
如图4和图5和图6所示,抽气装置具有外壳3,外壳3分为两层,底部为腔室11,顶部用于容纳抽气机构12、第一电磁阀243、第二电磁阀244、控制装置26及气动排水阀121以及连接各部件的管道,排水管23和气体管道24穿过腔室11。进一步地,腔室11内还设置有加强隔板110,加强隔板110上设有通孔,供气体通过,促进液体和气体的分离。
需要说明的是,修复井8为在需要进行污染自理的现场开挖形成,如图1所示,修复井8四周从下往上依次为石英砂滤层91、膨润土密封层92、水泥密封层93,修复井8的井壁81具有筛管,筛管与石英砂滤层对应的区域具有通孔。土壤四周的污染液体经过石英砂滤层91和筛管进入井内。
以上述依据本申请的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,其特征在于,包括:
抽气装置,用于与修复井(8)的井壁(81)连接以将修复井(8)内的气体抽出,所述抽气装置包括与修复井(8)的井壁(81)连通的腔室(11),与腔室(11)连接的抽气机构(12),抽气机构(12)用于抽取腔室(11)内的气体;
抽液装置,所述抽液装置包括:内部中空的且具有开口的筒体(21),位于筒体(21)内的能够活动的封堵件(22),伸入筒体(21)内的排水管(23),所述筒体(21)顶部通过气体管道(24)的第一支管(241)与加压设备(25)连接,所述气体管道(24)还包括第二支管(242),所述第二支管(242)将所述筒体(21)与所述腔室(11)连接;
所述加压设备(25)向筒体(21)内注入气体时,所述封堵件(22)能够封堵筒体(21)的开口,并使筒体(21)内的液体经排水管(23)排出;
抽气机构(12)抽取腔室(11)内的气体时,能够将修复井(8)内的气体抽走,并同时抽取筒体(21)内的气体。
2.根据权利要求1所述的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,其特征在于,所述筒体(21)的开口位于底部,并具有内径逐渐减小的锥形部,所述封堵件(22)落入锥形部时,能够封堵住开口。
3.根据权利要求2所述的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,其特征在于,所述封堵件(22)为球体。
4.根据权利要求1所述的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,其特征在于,第一支管(241)和第二支管(242)上分别具有阀门以控制第一支管(241)和第二支管(242)的通断。
5.根据权利要求4所述的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,其特征在于,第一支管(241)上的阀门为第一电磁阀(243),第二支管(242)上的阀门为第二电磁阀(244)。
6.根据权利要求5所述的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,其特征在于,所述第一电磁阀(243)和第二电磁阀(244)均与控制装置(26)连接,控制装置 (26)通过控制第一电磁阀(243)和第二电磁阀(244)的开启或者关闭时长,从而控制地下水抽提量。
7.根据权利要求1所述的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,其特征在于,所述排水管(23)上设置有止回阀(231)。
8.根据权利要求1所述的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,其特征在于,井壁(81)顶面有第一法兰盘(82),腔室(11)底部也具有第二法兰盘(27),第一法兰盘(82)与第二法兰盘(27)密封连接。
9.根据权利要求1所述的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,其特征在于,所述抽气机构(12)前端的管道上设置有气动排水阀(121),以过滤掉抽出气体中的水分。
10.根据权利要求1所述的基于原位循环透析技术的单井多相抽提设备,其特征在于,抽气装置具有外壳(3),所述外壳(3)分为两层,底部为腔室(11),排水管(23)和气体管道(24)穿过腔室(11)。
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