【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及地下水污染控制與修復，尤其是涉及基于地下水空氣擾動的一體化修復系統。
技術介紹
1、揮發性有機污染物(vocs)作為石油污染場地的特征污染物，往往具有“三致”效應，進入地下環境能留存數年、數十年甚至更長時間，嚴重危害公眾健康與生態安全，已成為制約社會經濟高速發展的重要問題。因此，對于相關地下水和土壤污染問題亟待解決。
2、目前常用的地下水污染修復技術包含有原位反應帶修復技術、原位化學氧化技術、原位微生物修復技術、原位空氣擾動技術(as)等。這些技術均通過向地下注入氧化劑、還原劑、微生物或空氣等，實現污染物的去除。上述技術均需建立注射井，且藥劑注入井常常采用高壓注射，注入后的藥劑在橫向和縱向的擴散作用下逐漸覆蓋整個污染區域，實現與污染物接觸反應后達到修復效果。由于注入井位置固定，且注入后的藥劑通常以自由擴散的方式進行橫向以及縱向遷移，因此，實際場地修復中往往需要設計很多注入井，導致修復成本的增加及可能的地層破壞。
3、原位空氣擾動技術(as技術)通過向地下環境注入空氣，氣流環由于浮力作用向上運移，利用氣液傳質作用將污染物攜帶至地表進行后續處理。因此，as技術被認為是去除土壤和地下水中揮發性有機污染物(vocs)最有效的方法之一。as技術優點包括設備簡單、安裝及操作容易、對場地擾動小、處理費用低等。但該技術，存在僅能通過物理揮發作用去除vocs，對于svocs、重金屬、新污染物等物質難以有效的降解。
4、綜上所述，如何盡可能的減少藥劑注入井、增大藥劑傳輸距離與擴大as技術修復污染物范
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是：為了解決上述技術問題，現提供了一種基于地下水空氣擾動的一體化修復系統。
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，包括曝氣井管，還包括注入單元和尾氣收集單元，所述注入單元用于向曝氣井管內注入氣體或注入藥劑，所述尾氣收集單元用于將含有污染物的氣體抽取并收集至地面處理，所述注入單元包括曝氣注入機構和藥劑注入機構，所述藥劑注入機構用于曝氣井管內注入所需藥劑；
3、所述曝氣井管具有由上而下依次連接的第一不透水段、第一透水段、第二不透水段和第二透水段，所述第二透水段的其中一部分位于水位上方且另一部分位于水位下方，所述第二不透水段和第二透水段之間設置有透水不透氣膜，所述透水不透氣膜將第二不透水段和第二透水段之間相互隔開，所述曝氣注入機構包括空壓機和氣體注入管，所述氣體注入管的一端與空壓機的輸出端連通，所述氣體注入管的另一端設置有穿孔曝氣頭，所述穿孔曝氣頭穿過透水不透氣膜并位于其下方，所述透水不透氣膜用于在注入單元注入氣體時，使第二透水段內的水通過透水不透氣膜并將曝氣井管內水位抬高，氣體由第二透水段排入至外部的地下水內并對其擾動，實現兩者配合形成水力環流。相比于現有技術，本方案通過曝氣井管和注入單元配合，抬高曝氣井管內的水位，強化水力環流效果，使氣流區與水力環流共同攜帶修復藥劑均勻分散在含水層中，增加藥劑與污染物的接觸概率，進而提高污染物去除效果，實現強化修復。
4、為了實現藥劑注入機構，優選地一些實施方式，所述藥劑注入機構包括藥劑調配箱、注入泵和藥劑注入管，所述注入泵的輸入端與藥劑調配箱連通，所述注入泵的輸出端與藥劑注入管的一端連通，所述藥劑注入管的另一端設置在曝氣井管內，所述藥劑注入管的另一端設置在水位下并位于透水不透氣膜上方。通過注入泵將藥劑調配箱內的藥劑由藥劑注入管輸送至曝氣井管內，實現將藥劑輸送至地下水內。
5、為了更好的抬升曝氣井管內的水位，優選地一些實施方式，所述曝氣井管內設置有用于抬高曝氣井管內水位并強化水力環流的隔板。通過在曝氣井管內設置隔板，由于隔板的一部分位于水位下占據了一部分空間，抬高曝氣井管內水位并強化水力環流。
6、為了實現隔板，優選地一些實施方式，所述隔板包括板體，所述板體上方設置有用于確保抬升水位穿過并與能夠與曝氣井管內地下水形成環流的篩孔。在板體上設置篩孔，抬高后的水位在篩孔處能夠穿過，不影響地下水形成環流。
7、為了更好的抬升曝氣井管內的水位，優選地一些實施方式，所述曝氣井管內設置有若干隔板。
8、為了熟悉曝氣井管，優選地一些實施方式，所述曝氣井管包括鋼管，所述鋼管的外側位于第一不透水段和第二不透水段填充粒徑細小的粘土或/和混凝土介質，所述鋼管的外側位于第一透水段和第二透水段填充粒徑級配合適的礫石河砂和/或石英砂介質，所述鋼管位于第一透水段和第二透水段填充開設有透水孔。通過在鋼管的外側位于第一不透水段和第二不透水段填充粒徑細小的粘土或/和混凝土介質，在鋼管的外側位于第一透水段和第二透水段填充粒徑級配合適的礫石河砂和/或石英砂介質，形成所需結構的曝氣井管。
9、為了便于操作和遠程監測，優選地一些實施方式，還包括監測單元和遠程中控單元，所述監測單元用于曝氣井管內地下水動態要素進行觀測、記錄和資料整理工作，所述注入單元、尾氣收集單元和監測單元分別與遠程中控單元信號連接。通過設置遠程控制單元和監測單元，實現對注入單元、尾氣收集單元的遠程控制和監測。
10、為了實現監測單元，優選地一些實施方式，所述監測單元包括監測探頭和監測井管，所述監測探頭設置在監測井管內，所述監測井管的一端穿過透水不透氣膜并位于其下方，所述監測探頭位于水位下方。
11、為了實現遠程控制單元，優選地一些實施方式，所述遠程中控單元包括單片機，所述單片機上設置有gps模塊，所述單片機分別與注入單元、尾氣收集單元和監測單元信號連接。
12、為了實現尾氣收集單元，優選地一些實施方式，所述尾氣收集單元包括抽氣泵、污染氣體藥劑反應箱、活性炭吸附柱和尾氣回收管，所述尾氣回收管的一端設置在地下并位于水位上方，所述尾氣回收管的另一端與抽氣泵的輸入端連通，所述抽氣泵的輸出端與污染氣體藥劑反應箱輸入端連通，所述污染氣體藥劑反應箱的輸出端與活性炭吸附柱連通。
13、本專利技術的有益效果是：本專利技術一種基于地下水空氣擾動的一體化修復系統在使用時，通過曝氣井管和注入單元配合，抬高曝氣井管內的水位，強化水力環流效果，使氣流區與水力環流共同攜帶修復藥劑均勻分散在含水層中，增加藥劑與污染物的接觸概率，進而提高污染物去除效果，實現強化修復，避免了現有修復的過量藥劑注入增加修復成本，藥劑擴散范圍受限，增加對地層的破壞的問題。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，包括曝氣井管，其特征在于：還包括注入單元和尾氣收集單元，所述注入單元用于向曝氣井管內注入氣體或注入藥劑，所述尾氣收集單元用于將含有污染物的氣體抽取并收集至地面處理，所述注入單元包括曝氣注入機構和藥劑注入機構，所述藥劑注入機構用于曝氣井管內注入所需藥劑；
2.根據權利要求1所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述藥劑注入機構包括藥劑調配箱(9)、注入泵(10)和藥劑注入管(13)，所述注入泵(10)的輸入端與藥劑調配箱(9)連通，所述注入泵(10)的輸出端與藥劑注入管(13)的一端連通，所述藥劑注入管(13)的另一端設置在曝氣井管內，所述藥劑注入管(13)的另一端設置在水位下并位于透水不透氣膜(8)上方。
3.根據權利要求1所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述曝氣井管內設置有用于抬高曝氣井管內水位并強化水力環流(30)的隔板(14)。
4.根據權利要求3所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述隔板(14)包括板體，所述板體上方設置有用于確保抬升水
5.根據權利要求4所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述曝氣井管內設置有若干隔板(14)。
6.根據權利要求1所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述曝氣井管包括鋼管，所述鋼管的外側位于第一不透水段和第二不透水段填充粒徑細小的粘土或/和混凝土介質，所述鋼管的外側位于第一透水段和第二透水段填充粒徑級配合適的礫石河砂和/或石英砂介質，所述鋼管位于第一透水段和第二透水段填充開設有透水孔。
7.根據權利要求1所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：還包括監測單元和遠程中控單元，所述監測單元用于曝氣井管內地下水動態要素進行觀測、記錄和資料整理工作，所述注入單元、尾氣收集單元和監測單元分別與遠程中控單元信號連接。
8.根據權利要求7所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述監測單元包括監測探頭(27)和監測井管(28)，所述監測探頭(27)設置在監測井管(28)內，所述監測井管(28)的一端穿過透水不透氣膜(8)并位于其下方，所述監測探頭(27)位于水位下方。
9.根據權利要求7所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述遠程中控單元包括單片機，所述單片機上設置有GPS模塊，所述單片機分別與注入單元、尾氣收集單元和監測單元信號連接。
10.根據權利要求1所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述尾氣收集單元包括抽氣泵(21)、污染氣體藥劑反應箱(22)、活性炭吸附柱(23)和尾氣回收管(24)，所述尾氣回收管(24)的一端設置在地下并位于水位上方，所述尾氣回收管(24)的另一端與抽氣泵(21)的輸入端連通，所述抽氣泵(21)的輸出端與污染氣體藥劑反應箱(22)輸入端連通，所述污染氣體藥劑反應箱(22)的輸出端與活性炭吸附柱(23)連通。
...【技術特征摘要】
1.一種基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，包括曝氣井管，其特征在于：還包括注入單元和尾氣收集單元，所述注入單元用于向曝氣井管內注入氣體或注入藥劑，所述尾氣收集單元用于將含有污染物的氣體抽取并收集至地面處理，所述注入單元包括曝氣注入機構和藥劑注入機構，所述藥劑注入機構用于曝氣井管內注入所需藥劑；
2.根據權利要求1所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述藥劑注入機構包括藥劑調配箱(9)、注入泵(10)和藥劑注入管(13)，所述注入泵(10)的輸入端與藥劑調配箱(9)連通，所述注入泵(10)的輸出端與藥劑注入管(13)的一端連通，所述藥劑注入管(13)的另一端設置在曝氣井管內，所述藥劑注入管(13)的另一端設置在水位下并位于透水不透氣膜(8)上方。
3.根據權利要求1所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述曝氣井管內設置有用于抬高曝氣井管內水位并強化水力環流(30)的隔板(14)。
4.根據權利要求3所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述隔板(14)包括板體，所述板體上方設置有用于確保抬升水位穿過并與能夠與曝氣井管內地下水形成環流的篩孔。
5.根據權利要求4所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述曝氣井管內設置有若干隔板(14)。
6.根據權利要求1所述的基于地下水空氣擾動的一體化修復系統，其特征在于：所述曝氣井管包括鋼管，所述鋼管的外側位于第一不透水段和第二不透水段填充粒徑細小的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚猛，徐宜濤，王明新，李忠玉，任黎明，郭超，張凱奇，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。