CN204999675U - 土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置 - Google Patents

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王宇峰
刘磊
包科科
叶旭威
卓未龙
田平
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Abstract

本实用新型涉及土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置。目的是提供的修复装置具有成本较低、投资较小的特点。技术方案是：一种土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置，其特征在于该装置包括通过相应管路连接的抽提系统、废水处理系统、药剂配置系统、注入系统和配套的地下水监测系统。

Description

土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置
技术领域
本实用新型涉及环境修复领域，具体是一种土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置。
背景技术
改革开放以来，我国经济高速发展，但环境污染问题随之发生，部分行业还威胁到地下水环境安全；据统计，2009年全国2亿多吨工业固体废物未得到有效综合利用或处置，铬渣和锰渣堆放场渗漏污染地下水事件时有发生；石油化工行业勘探、开采及生产等活动显著影响地下水水质，加油站渗漏污染地下水问题日益显现；部分工业企业通过渗井、渗坑和裂隙排放、倾倒工业废水，造成地下水污染；部分地下水工程设施及活动止水措施不完善，导致地表污水直接污染含水层，以及不同含水层之间交叉污染。
尤其是在污染场地治理过程中，不可避免碰到各类污染地下水的修复问题，不能修复好地下水则意味着场地治理的失败。
目前针对污染地下水的修复方法很多，大致分为两大类：异位修复和原位修复，其中异位修复主要是指抽提-处理修复，原位修复则包括原位化学(氧化/还原)修复、原位生物修复、原位物理修复等原位注入修复技术，其中以原位化学(氧化/还原)修复工程应用最为广泛。
抽提-处理修复工艺是指将污染地下水抽提出来进入废水处理系统处理后回灌或纳管排放，从而达到降低地下水中污染物浓度的目标，操作较为简便，适用于高浓度污染地下水的修复，对于低浓度污染地下水修复，则存在修复时间长，地质适应性差等缺点，如中国专利CN201310281890.3公布了一种基于周期性原位抽灌一体化修复地下水污染的装置及方法。该装置包括受污染地下水抽吸系统、原位修复系统、以及回灌系统三个部分。抽吸系统由抽吸井和抽吸管路两部分组成，抽吸系统与原位修复系统相连，原位修复系统与回灌系统相连，回灌系统包括回灌管路和回灌井两个部分。但是该专利仅通过地面废水处理系统去除地下水中污染物，不能实现污染物的原位削减，且其修复效果受到地层渗透性影响，修复时间往往较长(6个月以上)，难以满足污染地下水的快速修复目标。虽然如实用新型专利CN201220019866.3一种应用于场地污染地下水修复工程的抽提-回灌井进行了井的优化设计，但仍未解决抽提-处理工艺的技术不足。
原位注入修复工艺是指通过向地下土壤地下水污染区域注入化学修复药剂或生物修复药剂等，通过氧化、还原、生物降解等作用实现土壤地下水的原位修复工艺，具有适用性强、修复时间较短，修复效果好等优点，但也存在注入施工难度大、地下水流场控制难、药剂利用率低等不足，在应用中存在药剂二次污染甚至修复失败的风险。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置，所提供的修复装置具有成本较低、投资较小的特点。
本实用新型提供的技术方案是：
一种土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置，其特征在于该装置包括通过相应管路连接的抽提系统、废水处理系统、药剂配置系统、注入系统和配套的地下水监测系统；
所述抽提系统由设置在地下的至少一口抽提井以及设置在抽提井中的抽提泵组成；抽提泵的安装深度控制在地下水位以下，抽提泵出口通过第三水管与废水处理系统进水口连通；抽提井数量和设置深度依据地下水污染状况确定，主要设置在地下水高污染区域；
所述废水处理系统出水口分别通过管路与药剂配置系统和市政污水管网连通；
所述药剂配置系统的出水端通过第一管路连通注入系统；
所述注入系统包括注入泵和设置在地下的至少一口注入井，注入泵出水端通过第二管路与注入井连通；
所述地下水监测系统由至少三口监测井以及设置在监测井中的监测装置组成。监测井数量和设置深度依据地下水污染状况确定，主要设置在地下水需修复区域及其上下游。
所述注入井为管状结构，上部为实管，下部为筛管(管壁有0.3～0.5mm宽的透水缝)，筛管设置在含水层中，注入井顶部设置实时监测装置。
所述监测装置包括水位仪、pH计、OPR仪等在线监测设备和PID仪、气相色谱、液相色谱等实验室监测设备。
所述抽提井直径在150mm以上。
所述实时监测装置包括压力表、温度计等。
所述废水处理系统为钢结构一体化设备。
所述管路材质为PVC、钢管或钢丝软管等。
所述注入泵优选隔膜泵等。
所述抽提泵优选潜水泵。
本实用新型的有益效果为：
1、实现了地下水的原位-异位联合修复，特别适用于污染源、污染羽的修复，极大提升了地下水修复效率(修复时间减少1/3以上，污染物去除率在95％以上)；
2、系统设计安装方便，适用于各类型污染土壤地下水修复；
3、通过流场控制，实现药剂的定向扩散，提升药剂使用效率，降低药剂用量；
4、抽提处理后地下水作为药剂配置用水回用，降低了用水成本，安全环保；
5、具有在线监测系统，可实现地下水修复的全程监测，适时调整工艺参数，极大提升修复效率，降低了环境安全风险。
6、所述修复装置中配置的均为常规设备，因而技术成熟、成本较低，投资也不大。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的装置结构示意图
图2为本实用新型实施例1的井点布置图。
图中：注入泵2-1、实管2-2-1、筛管2-2-2、实时监测装置2-2-3、抽提泵3-1、第一管路5-1、第二管路5-2、第三管路5-3、第四管路5-4。
具体实施方式
一种土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复方法，依照如下步骤进行：
(1)将污染地下水抽提出地面并输入废水处理系统；
(2)废水处理系统将污染地下水处理至达到纳管排放要求；
(3)在部分处理达标废水中添加化学氧化剂、还原剂或生物营养剂等药剂配置成相应的修复剂；多余达标废水纳管排放；
(4)将修复剂注入土壤地下水污染区域；
(5)对地下水进行监测，监测地下水水位、pH、OPR、PID以及污染物浓度等参数，适时调整地下水抽提工况和修复剂注入工况；
(6)监测数据表明地下水达到修复目标值后，停止修复剂注入作业，土壤地下水修复完成。
所述修复剂的种类和配置浓度，依据土壤地下水的污染物类型选择确定。
以下结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例中的注入井为管状结构，上部为实管(管壁没有透水缝)，下部为筛管(管壁开有多个透水缝；透水缝通常采用激光割制，通常宽度为0.3～0.5mm，长度以及长度伸展方向根据需要确定)。
所述抽提井直径在150mm以上，采用常规降水井建设方式建设。
所述废水处理系统为钢结构一体化设备(钢板焊接而成的整体结构水池)。
实施例1
某退役场地地下水受到等苯、萘等有机污染，污染范围约为500m2，最大污染深度为10m，采用原位注入化学氧化和循环抽提联合修复方法进行地下水的修复施工，共设置地下水注入井21座，地下水抽提井3座(抽提井直径在160mm)，地下水监测井7座(图2中可见：修复区域内注入井均匀分布，抽提井分散在注入井之间，监测井同时分布在修复区域的四周以及修复区域内)。抽提地下水进入废水处理系统处理，废水处理能力为20m3/h，废水采用化学氧化+活性炭吸附处理工艺，处理后部分废水作为配置修复剂的药剂配置用水，多余废水排入市政污水管网；药剂配置系统配置的氧化药剂为过硫酸钠和氢氧化钠；配置后的修复剂中过硫酸钠的浓度为5～30％(过硫酸钠在修复剂中的重量比例为5～30％)，氢氧化钠的浓度为10％～20％(氢氧化钠在修复剂中的重量比例为10～20％)，配置能力为10t/h，通过注入泵和注入井将修复剂注入地下水污染区；定期监测地下水中pH、OPR、PID和污染物浓度的参数，适时调整抽提水量和修复剂注入量；监测结果表明地下水水质达到修复目标值后，停止装置运行。经90天的修复施工，地下水中特征污染物去除率在96％以上。

Claims (8)

1.一种土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置，其特征在于该装置包括通过相应管路连接的抽提系统、废水处理系统、药剂配置系统、注入系统和配套的地下水监测系统；
所述抽提系统由设置在地下的至少一口抽提井以及设置在抽提井中的抽提泵组成；抽提泵的安装深度控制在地下水位以下，抽提泵出口通过第三水管(5-3)与废水处理系统进水口连通；
所述废水处理系统出水口分别通过管路与药剂配置系统和市政污水管网连通；
所述药剂配置系统的出水端通过第一管路(5-1)连通注入系统；
所述注入系统包括注入泵和设置在地下的至少一口注入井，注入泵出水端通过第二管路(5-2)与注入井连通；
所述地下水监测系统由至少三口监测井以及设置在监测井中的监测装置组成。
2.根据权利要求1所述的土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置，其特征在于：所述注入井为管状结构，上部为实管(2-2-1)，下部为筛管(2-2-1)，筛管设置在含水层中，注入井顶部设置实时监测装置(2-2-3)。
3.根据权利要求1所述的土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置，其特征在于：所述筛管的管壁制有0.3～0.5mm宽的透水缝。
4.根据权利要求1所述的土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置，其特征在于：所述监测装置包括水位仪、pH计、OPR仪等在线监测设备和PID仪、气相色谱、液相色谱等实验室监测设备。
5.根据权利要求1所述的土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置，其特征在于：所述抽提井直径在150mm以上。
6.根据权利要求1所述的土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置，其特征在于：所述实时监测装置包括压力表、温度计。
7.根据权利要求2或3或4或5或6所述的土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置，其特征在于：所述废水处理系统为钢结构一体化设备。
8.根据权利要求7所述的土壤地下水原位注入和循环抽提联合修复装置，其特征在于：所述管路材质为PVC、钢管或钢丝软管。
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