CN219112497U - 一种在产工业用地的移动式原位修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种在产工业用地的移动式原位修复装置，包括移动配药单元，贮存有修复药剂和驱动介质，所述移动配药单元用于输出高压介质，高压介质包括修复药剂和驱动介质中的一种或两种混合；原位注入单元可移动设置，用于接收所述移动配药单元输出的所述高压介质，并将所述高压介质注入污染区域。本申请采用可移动的移动配药单元以及可移动的原位注入单元，灵活性强、施工方便，无需现场组装、拆卸，减少作业时间，节约成本；钻孔、注药一体化，提高修复效率；举升器可改变钻杆方向实现药剂垂直、倾斜、水平不同方向注入，减少钻井数量并增大了单钻井的药剂影响半径，对原有地层环境扰动较小，适用于在产工业用地的原位精准、低扰动修复。

Description

一种在产工业用地的移动式原位修复装置

技术领域

本实用新型涉及污染场地治理技术领域，具体涉及一种在产工业用地的移动式原位修复装置。

背景技术

近年来，随着我国社会经济的快速发展和城市化进程的加速，产业结构也随之调整，大批工业企业被迫停产、改造或从主城区搬迁。然而，由于早期工业企业发展过程中并未足够重视环境保护，导致部分搬迁遗留厂区出现严重的土壤和地下水污染，对城市及周边地区人体健康产生威胁。原位修复技术是一种修复效率高、成本较低且环境扰动较小的污染场地修复方法，近年来被广泛用于污染土壤和地下水的修复中，其主要通过向地下注入适量的修复药剂与污染物发生反应，使污染物转化成无害物质。其中，修复药剂的注入方式是原位修复技术的关键，常见的原位注入技术包括注入井、直推式注入和高压旋喷等。

注入井技术主要通过利用聚氯乙烯或惰性金属材料在污染区域建立注射井，然后将修复药剂投加到注射井中，并在压差或浓度的作用下扩散到污染区域与污染物充分反应，从而达到修复的目的。该技术具有适用性强、操作简单等优点，但影响半径较小、地层扰动性大、且修复药剂与污染物混合效果一般，因此造成修复成本高，并容易产生二次污染。直推式注入采用加压泵将修复药剂泵入加药系统中，然后利用带有喷射节的钻头将加压的修复药剂喷射到污染区域，从而达到修复效果。该技术影响半径大、灵活方便、地层扰动性小、且修复效率高，但不适用于地下岩石较多或管路复杂的区域。高压旋喷技术是指在利用高速、高压的射流切割土壤的同时将修复药剂注入，从而使土壤中的污染物充分与修复药剂反应，达到污染修复效果。该技术适用地层广、施工简便灵活、且修复成本较低，但只适用于浅层污染区域修复，修复药剂有时也对设备具有一定腐蚀性。

目前，国内外研究大都局限于搬迁遗留工业企业所造成的土壤和地下水污染治理技术，而对在产工业用地中土壤和地下水污染的研究还鲜有报道。而调查研究表明，在产工业用地的土壤和地下水中大多存在污染情况，污染风险不容小觑。相比于搬迁遗留工业企业所造成的污染土壤和地下水治理，在产工业用地中污染土壤和地下水的修复需避免产生强破坏性和扰动性，因此在产工业用地中污染土壤和地下水的治理对修复药剂的注入方式要求更高。而现有原位注入技术无法同时满足地层低扰动与影响半径大，且不能实现修复药剂原位定向、精准注入。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种在产工业用地的移动式原位修复装置，以克服现有技术中存在的原位注入技术无法同时满足地层低扰动与影响半径大，且不能实现修复药剂原位定向、精准注入的技术问题。

为了实现上述目的，本申请的技术方案是：

一种在产工业用地的移动式原位修复装置，包括：

移动配药单元，贮存有修复药剂和驱动介质，所述移动配药单元用于输出高压介质，所述高压介质包括修复药剂和驱动介质中的一种或两种混合；

原位注入单元，可移动设置，所述原位注入单元用于接收所述移动配药单元输出的所述高压介质，并将所述高压介质注入污染区域。

在一个或多个实施方式中，所述移动配药单元包括：

移动式集装箱；

自动配药单元，设置在所述移动式集装箱内，所述自动配药单元用于配置修复药剂；

贮存单元，设置在所述移动式集装箱内，所述贮存单元用于存储驱动介质；

加压单元，与所述自动配药单元和贮存单元连接，所述加压单元用于加压所述修复药剂和/或所述驱动介质，并输出高压介质。

在一个或多个实施方式中，所述自动配药装置包括：

若干个修复药剂罐，并联设置，所述修复药剂罐内部设有搅拌机构；

修复药剂流量泵，与所述修复药剂罐的出口连接以将修复药剂罐内部的修复药剂泵出；

管道混合器，与所述若干个修复药剂罐连接。

在一个或多个实施方式中，所述贮存单元包括贮存罐以及设在所述贮存罐出口的贮存罐流量泵，所述贮存罐与所述自动配药单元并联设置。

在一个或多个实施方式中，所述加压单元包括：

加压罐，与所述自动配药单元和贮存单元连接；

空气压缩机，与所述加压罐连接以加压加压罐内部介质。

在一个或多个实施方式中，所述加压单元还包括：

电磁阀，设在空气压缩机和加压罐之间；

压力表，与所述加压罐连接。

在一个或多个实施方式中，所述原位注入单元包括依次连接的注入头、钻杆和钻头，所述注入头用于驱动所述钻杆沿轴向运动，以实现钻杆上下移动，且注入头与所述移动配药单元连接以将所述高压介质经所述钻杆和钻头喷出。

在一个或多个实施方式中，所述原位注入单元还包括履带车，所述注入头安装在所述履带车上。

在一个或多个实施方式中，所述注入头铰接安装在所述履带车上，且履带车与所述注入头之间设有举升器，所述举升器用于改变所述钻杆前进方向。

在一个或多个实施方式中，所述原位注入单元与所述移动配药单元之间通过输药软管连接。

区别于现有技术，本申请的有益效果是：

1.本实用新型采用可移动的移动配药单元以及可移动的原位注入单元，灵活性强、施工方便，无需现场组装、拆卸，减少作业时间，节约成本。

2.本实用新型在移动配药单元包括若干个并联设置的修复药剂罐，可满足不同原位修复技术的修复药剂配制，如原位化学氧化技术可实现氧化剂、催化剂分开配制，避免药剂的浪费，还可实现不同原位修复技术联合使用。

3.本申请加压单元除通过空气压缩机为修复药剂和驱动介质提供高压外，加压罐还可作为臭氧等气态修复药剂的贮存罐，用于适用于气体修复药剂修复的污染场地原位治理。

4.本申请原位注入单元采用高压的驱动介质射流驱动钻头，且钻井过程中可以不断注入修复药剂，实现钻孔、注药一体化，提高修复效率；此外，举升器可改变钻杆方向，实现药剂垂直、倾斜、水平不同方向注入，减少钻井数量并增大了单钻井的药剂影响半径，达3～5m，进而对原有地层环境扰动较小，适用于在产工业用地的原位精准、低扰动修复。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本申请在产工业用地的移动式原位修复装置一实施方式的结构示意图；

图2是本申请自动配药单元1一实施方式的结构示意图；

图3是本申请原位注入系统一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，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所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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。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实用新型中的具体含义。

在本申请中，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。

请参阅图1，图1是本申请在产工业用地的移动式原位修复装置一实施方式的结构示意图。

该移动式原位修复装置包括移动配药单元和原位注入单元。

其中，移动配药单元贮存有修复药剂和驱动介质，移动配药单元用于输出高压介质，高压介质包括修复药剂和驱动介质中的一种或两种混合。

原位注入单元可移动设置，原位注入单元用于接收移动配药单元输出的高压介质，并将高压介质注入污染区域。

具体地，移动配药单元包括移动式集装箱5，自动配药单元1，贮存单元2和加压单元4。

请参阅图2，图2是本申请自动配药单元1一实施方式的结构示意图。自动配药单元1设置在移动式集装箱5内用于配置修复药剂。自动配药单元1具体包括搅拌器11、修复药剂罐14和15以及管道混合器16，搅拌器11用于修复药剂罐14和15中修复药剂的充分搅拌；修复药剂罐14和15体积为1m³，出口处均设置修复药剂单向阀12和修复药剂流量泵13，其中修复药剂流量泵13优选为化工泵，并拥有实时流量显示及控制系统；此外，修复药剂罐14和15采用并联方式连接，连接处设置三通阀门3，后接管道混合器16，用于修复药剂罐14和15中修复药剂的充分搅拌；管道混合器16优选UPVC管，且耐压强度至少达到2MPa，防止修复药剂的腐蚀作用及意外爆管等危险情况的发生。

贮存单元2设置在移动式集装箱5内，用于存储驱动介质。驱动介质为清水或泥浆。

贮存单元2包括贮存罐21，其主要用于提供清水或泥浆为原位注入单元钻井过程中提供驱动力并清洗钻头，保证钻头正常钻进；贮存罐21体积为2m³，出口处设贮存罐单向阀22和贮存罐流量泵23，其中贮存罐流量泵23优选为化工泵，并拥有实时流量显示及控制系统；贮水单元2与自动配药系统1采用并联方式连接，连接处设置三通阀门3。

加压单元4包括加压罐41和空气压缩机42。加压罐41与自动配药单元1和贮存单元2连接；空气压缩机42与加压罐41连接以加压加压罐41内部介质。

加压罐41优选不锈钢防腐蚀罐，体积2m³，罐内设有压力表44用于实时监测罐内压力；空气压缩机42用于为自动配药系统1或贮水装置2输送的清水、泥浆或修复药剂加压，从而达到高压喷射的目的；加压罐41与空气压缩机42之间设有电磁阀43，用于控制罐内压力；加压罐41出口处设置单向阀45、流量泵46和压力表44，其中压力表44用于监测经加压系统加压后输出的清水、泥浆或修复药剂的实时压力，确保达到后续原位注入系统所需压力。

请参阅图3，图3是本申请原位注入系统一实施方式的结构示意图。原位注入系统7包括注入头71、举升器72、履带车73、钻杆74和高压喷射钻头75。注入头71安装于履带车73上，且注入头71与加压单元4的出口连接用于驱动钻杆74上下移动。

具体地，注入头71与加压单元4之间通过输液软管6连接，输药软管6用于传输可移动式集装箱输出的清水、泥浆或修复药剂至原位注入系统7，以避免限制相对距离。输液软管6优选高压橡胶软管。

举升器72设置在注入头71和履带车73之间用于改变注入头倾斜角度，进而改变钻杆74前进方向。履带车73用于实现原位注入系统可移动化操作，当单井钻井、注药完成后，可通过操纵履带车快速进入下一井位进行修复药剂的原位注入，提高施工的灵活性和便捷性；钻杆74内部充满加压的清水、泥浆或修复药剂，用于连接高压喷射钻头。考虑到在产工业用地的地层中可能存在原有混凝土建筑物，且不能产生强破坏性强和扰动性，因此本实施例可通过举升器72改变钻杆74的前进方向，实现垂直、倾斜、水平不同方向注入，从而实现修复药剂的原位精准、定向注入；高压喷射钻头75可将钻杆74中的高压清水、泥浆或修复药剂以高速射流喷出，一方面可以直接切割土壤，增大土壤孔隙度并降低土壤强度，另一方面可以驱动钻头转动，并结合注入头71牵引钻杆74向下运动，到达待修复区域。

下面以本申请的具体应用示例对本申请的技术方案进行详细的描述。

实施例1：

针对某一多环芳烃污染的在产工业用地，使用Fe(II)活化过硫酸盐技术修复污染土壤和地下水。首先在修复药剂罐14、15中分别加入一定量的FeSO₄·7H₂O和过硫酸钠，利用搅拌器11充分搅拌均匀待用；然后向贮存单元2中注入足量的清水或泥浆，打开贮存罐21出口处的贮存罐单向阀22、贮存罐流量泵23和三通阀门3，将清水或泥浆输送至加压单元4；经空气压缩机42加压后将清水或泥浆以1～2MPa，流量为50～150L/min通过输药软管6输送至原位注入单元7。

接着，高压清水或泥浆经钻杆74从钻头75以高速射流喷出，同时直接切割土壤和驱动钻头转动；经过注入头71牵引钻杆74向下运动，待钻头75到达待修复区域边缘，打开修复药剂罐14和15出口处的修复药剂单向阀12、修复药剂流量泵13，及其并联处三通阀门3，通过调节修复药剂流量泵13使FeSO₄·7H₂O和过硫酸钠按1:10～1:100比例输送至管道混合器16充分混合，切换自动配药单元1和贮存单元2并联处的三通阀门3，利用修复药剂代替清水或泥浆，实现污染区域钻孔、注药一体化；最后，根据待修复区域污染分布特征，利用注入头71和举升器72改变钻杆74的深度及前进方向，实现修复药剂的原位精准、低扰动注入。

实施例2：

针对某一氯代烃污染的在产工业用地，使用还原-氧化联合技术修复污染土壤和地下水。首先在修复药剂罐14、15中分别加入一定量的还原和氧化剂，利用搅拌器11充分搅拌均匀待用；然后向贮存单元2中注入足量的清水或泥浆，打开贮存罐21出口处的贮存罐单向阀22、贮存罐流量泵23和三通阀门3，将清水或泥浆输送至加压系统4；经空气压缩机42加压后将清水或泥浆以1～2MPa，流量为50～150L/min通过输药软管6输送至原位注入单元7；接着，高压清水或泥浆经钻杆74从钻头75以高速射流喷出，同时直接切割土壤和驱动钻头转动；经过注入头71牵引钻杆74向下运动，待钻头75到达待修复区域边缘，打开修复药剂罐14的修复药剂单向阀12、修复药剂流量泵13，及其并联处三通阀门3，利用修复药剂流量泵13控制还原剂的注入浓度，切换自动配药单元1和贮存单元2并联处的三通阀门3，利用还原剂代替清水或泥浆，实现污染区域钻孔、注药一体化，并根据待修复区域污染分布特征，利用注入头71和举升器72改变钻杆74的深度及前进方向，实现还原剂的原位精准、低扰动注入；反应一段时间后，重新将钻头75提升至待修复区域边缘，关闭修复药剂罐14的修复药剂单向阀12、修复药剂流量泵13，打开修复药剂罐15的修复药剂单向阀12、修复药剂流量泵13，利用修复药剂流量泵13控制氧化剂的注入浓度，切换修复药剂罐14、15并联处的三通阀门3，使氧化剂被输送至加压系统4，实现氧化剂的原位精准、低扰动注入。

实施例3：

针对某一石油烃污染的在产工业用地，使用气态修复药剂臭氧修复污染土壤和地下水。首先贮存单元2中注入足量的清水或泥浆，打开贮存罐21出口处的贮存罐单向阀22、贮存罐流量泵23和三通阀门3，将清水或泥浆输送至加压系统；经空气压缩机42加压后将清水或泥浆以1～2MPa，流量为50～150L/min通过输药软管6输送至原位注入单元7；接着，高压清水或泥浆经钻杆74从钻头75以高速射流喷出，同时直接切割土壤和驱动钻头转动；经过注入头71牵引钻杆74向下运动，待钻头75到达待修复区域边缘，利用臭氧代替空气，从而实现待修复区域清水或泥浆与臭氧同时注入，并根据待修复区域污染分布特征，利用注入头71和举升器72改变钻杆74的深度及前进方向，实现臭氧的原位精准、低扰动注入。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

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实用新型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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种在产工业用地的移动式原位修复装置，其特征在于，包括：

移动配药单元，贮存有修复药剂和驱动介质，所述移动配药单元用于输出高压介质，所述高压介质包括修复药剂和驱动介质中的一种或两种混合；

原位注入单元，可移动设置，所述原位注入单元用于接收所述移动配药单元输出的所述高压介质，并将所述高压介质注入污染区域。

2.根据权利要求1所述的移动式原位修复装置，其特征在于，所述移动配药单元包括：

移动式集装箱；

自动配药单元，设置在所述移动式集装箱内，所述自动配药单元用于配置修复药剂；

贮存单元，设置在所述移动式集装箱内，所述贮存单元用于存储驱动介质；

加压单元，与所述自动配药单元和贮存单元连接，所述加压单元用于加压所述修复药剂和/或所述驱动介质，并输出高压介质。

3.根据权利要求2所述的移动式原位修复装置，其特征在于，所述自动配药单元包括：

若干个修复药剂罐，并联设置，所述修复药剂罐内部设有搅拌机构；

修复药剂流量泵，与所述修复药剂罐的出口连接以将修复药剂罐内部的修复药剂泵出；

管道混合器，与所述若干个修复药剂罐连接。

4.根据权利要求2所述的移动式原位修复装置，其特征在于，所述贮存单元包括贮存罐以及设在所述贮存罐出口的贮存罐流量泵，所述贮存罐与所述自动配药单元并联设置。

5.根据权利要求2所述的移动式原位修复装置，其特征在于，所述加压单元包括：

加压罐，与所述自动配药单元和贮存单元连接；

空气压缩机，与所述加压罐连接以加压加压罐内部介质。

6.根据权利要求5所述的移动式原位修复装置，其特征在于，所述加压单元还包括：

电磁阀，设在空气压缩机和加压罐之间；

压力表，与所述加压罐连接。

7.根据权利要求1所述的移动式原位修复装置，其特征在于，所述原位注入单元包括依次连接的注入头、钻杆和钻头，所述注入头用于驱动所述钻杆沿轴向运动，且注入头与所述移动配药单元连接以将所述高压介质经所述钻杆和钻头喷出。

8.根据权利要求7所述的移动式原位修复装置，其特征在于，所述原位注入单元还包括履带车，所述注入头安装在所述履带车上。

9.根据权利要求8所述的移动式原位修复装置，其特征在于，所述注入头铰接安装在所述履带车上，用于驱动所述钻杆旋转以实现钻杆上下移动，且履带车与所述注入头之间设有举升器，所述举升器用于改变所述钻杆前进方向。

10.根据权利要求1所述的移动式原位修复装置，其特征在于，所述原位注入单元与所述移动配药单元之间通过输药软管连接。

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