一種用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統的製作方法
2023-04-27 17:50:56
一種用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，其目的在於提供一種適用不同土壤類型的循環井系統，該系統有效地解決了水力傳輸能量損失、土壤滲透性差的問題，避免了由於注入壓力過大造成的氣流短路的現象，同時可以有效地提高影響半徑，修復效果顯著。本實用新型所述系統包括外井、內井、氣體注入系統、氣體抽提系統和藥劑噴淋系統，所述內井置於所述外井中，所述氣體注入系統用於向所述內井井水通入氣體曝氣，曝氣後摻雜有機汙染物的所述氣體一部分被所述氣體抽提系統抽提後經活性炭吸附裝置吸附排出，另一部分進入所述外井，所述藥劑噴淋系統用於向所述外井中噴淋藥液。
【專利說明】一種用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及屬於地下水和土壤的原位修復【技術領域】，特別是涉及一種用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統。
【背景技術】
[0002]隨著城市化進程的發展，許多化工、農藥企業開始搬遷，搬遷後原廠區的土壤和地下水受到了不同程度的汙染，需要修復後才能用於商業用地、住宅或其他建設。土壤和地下水中的汙染物特別是有機汙染物具有含量低、種類多、難治理、危害大等特點。其中許多有機汙染物不僅致畸、致癌、致突變，還能通過揮發作用進入到周圍大氣環境中，嚴重危害著人們的身體健康和正常生活。
[0003]目前對於揮發性有機汙染場地的地下水修復，應用較為廣泛的是AS(原位空氣曝氣)技術。AS技術直接向土壤的飽和帶注入空氣，所需要的注入壓力必須克服注入點地下水的靜態壓力和土壤毛細管的壓力，才能形成氣流通道，且容易導致氣流短路。AS技術的修復效果還與土壤類型有很大的關係，不適用於土壤滲透性較差(如粘土)的場地。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種適用於從砂土到粘土土壤類型的循環井系統直接向地下水中注入氣體，有效地解決了水力傳輸能量損失、土壤滲透性差的問題，避免了由於注入壓力過大造成的氣流短路的現象，同時可以有效地提高影響半徑，修復效果顯著的循環井系統。
[0005]為達上述目的，本實用新型一種用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，所述系統包括外井、內井、氣體注入系統、氣體抽提系統和藥劑噴淋系統，所述內井置於所述外井中，所述氣體注入系統用於向所述內井井水通入氣體曝氣，曝氣後摻雜有機汙染物的所述氣體一部分被所述氣體抽提系統抽提後經活性炭吸附裝置吸附排出，另一部分進入所述外井，所述藥劑噴淋系統用於向所述外井中噴淋藥液。
[0006]其中所述內井井壁上有上層篩管和下層篩管，使得所述內井與所述外井內水體流通，所述上層篩管底端低於井水水面。
[0007]其中所述上層篩管與所述下層篩管附近填充礫石於所述內井與外井之間，所述上層篩管與所述下層篩管之間填充混凝土於所述內井與外井之間。
[0008]其中氣體注入系統包括空氣泵、閥門和曝氣管，所述曝氣管一端經所述閥門連接所述空氣泵，另一端插入內井並置於所述下層篩管處。
[0009]其中所述曝氣管頭部設有曝氣頭，用於均勻曝氣。
[0010]其中所述氣體抽提系統包括抽提泵、閥門和抽氣管，所述抽氣管一端通過所述閥門與所述抽提泵連接後通向所述活性炭吸附裝置，另一端插入內井並置於井水水面之上，所述內井井口封閉設置。
[0011]其中所述藥劑噴淋系統包括注藥泵、閥門和注藥管，所述注藥管一端經所述閥門與所述注藥泵連接，另一端插入所述外井並置於井水水面之上，所述外井井口密封設置。
[0012]其中還包括位於外井內的藥劑噴淋管，所述藥劑噴淋管與所述外井內噴藥管相連並置於井水水面之上。
[0013]其中還包括位於所述循環井附近的氣體抽提井系統，所述氣體抽提井系統包括抽提井、抽提管、抽提泵和活性炭吸附裝置，所述抽提管一端連接所述抽提泵，另一端置於所述抽提井內，所述抽提泵連接所述活性炭吸附裝置。
[0014]其中所述內井為UPVC管或不鏽鋼管。
[0015]本實用新型與現有技術相比取得了如下技術效果:
[0016]本實用新型提供一種適用於從砂土到粘土土壤類型的循環井系統直接向地下水中注入氣體，有效地解決了水力傳輸能量損失、土壤滲透性差的問題，避免了由於注入壓力過大造成的氣流短路的現象，同時可以有效地提高影響半徑，修復效果顯著的循環井系統；增加藥劑噴淋系統，可強化循環井系統的處理效果；結合氣體抽提井系統，同時實現了土壤飽和帶和非飽和帶揮發性有機汙染的去除。
[0017]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1本實用新型循環井裝置結構示意圖；
[0019]圖2藥劑噴淋管的管道布置圖。
[0020]附圖標記說明:1-下層篩管；2_上層篩管；3_地下水流速儀；4_空氣泵；5-曝氣頭；6_活性炭吸附裝置；7_藥劑罐；8_藥劑噴淋管；9_曝氣管；10_抽提泵；11_注藥泵；12-外井；13_內井；14_閥門；15_閥門；16_閥門；17_注藥管；18_混凝土 ；19_石樂石；20_抽氣管；21_氣體抽提井；22_抽提泵；23_活性炭吸附裝置；24_非飽和帶；25_地下水位；26-飽和帶。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖和實施例，對本實用新型上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。
[0022]如圖1所示，打一 口外井12，使得外井12的井底位於待修復的有機物修復飽和帶，之後將不鏽鋼材質的內井13置於外井12中，內井13井底略高於外井12井底，內井13底端封閉，周圍為下層篩管1，上部位於有機物修復非飽和帶處為下層篩管2，下層篩管2底端不低於井水水面，設置上層篩管2和下層篩管I使得內井13與外井12井水流通，上層篩管2和下層篩管I旁邊用礫石19填充於內井13與外井12之間(不用混凝土 18的目的是保持內井13與外井12的井水流通)；上層篩管2和下層篩管I之間用混凝土 18填充於內井13與外井12之間，以實現內井13的固定。氣體注入系統的曝氣管9 一端經閥門14連接空氣泵4，另一端帶有曝氣頭5，曝氣頭5插入內井13並置於所述下層篩管I處；氣體抽提系統的抽氣管20 —端通過閥門15與抽提泵10連接後通向活性炭吸附裝置6，另一端插入內井13並置於井水水面之上，將內井13井口封閉設置，藥劑噴淋系統的注藥管17—端經閥門16與11注藥泵連接，另一端設有藥劑噴淋管8，藥劑噴淋管8插入外井12並置於井水水面之上，外井12井口密封設置，距所述循環井系統3?IOm處設置一 口或多口氣體抽提井系統，所述氣體抽提井系統抽提管一端連接抽提泵22，另一端置於抽提井21內，抽提泵22連接活性炭吸附裝置23。
[0023]使用此系統進行修復時，打開閥門14，通過空氣泵4、內井13內曝氣管9和曝氣頭5向曝氣管9的下層篩管I處注入空氣或臭氧和空氣的混合氣體，在井內產生大量氣泡，導致下層篩管I處井內地下水密度降低和上層篩管2處井內的地下水位升高；下層篩管I處的地下水通過下層篩管I進入井內，富含氣體的地下水通過上層篩管2流出井外，氣泡在內井13內形成上升氣流，並且在上升過程中對地下水中的汙染物進行捕捉或氧化；控制空氣泵4的注入速率在55?105m3/h。
[0024]富含氣體的地下水在上層篩管2處實現氣液分離器，一部分氣體通過抽提泵10並經活性炭吸附裝置6進行收集和處理，另一部分氣體透過上層篩管2和礫石19進入土壤非飽和帶24。
[0025]注入氣體的同時，打開閥門15，用抽提泵10以1.6?2.5m3/h的抽提速率對富含揮發出來的有機物的混合氣體進行收集，氣體經抽氣管20進入活性炭吸附裝置6淨化後排放，定期對活性炭吸附裝置6中的活性炭進行更換。
[0026]系統運行24小時後穩定，通過地下水流速儀3測定流出井體的循環地下水的流速U，根據井中地下水體積V和上層篩管的面積A，估算出本系統的循環周期T=V/Au。
[0027]打開閥門16，在上層篩管2外圍噴淋氧化劑、微生物菌劑或營養物質等，藥劑經注藥管17進入藥劑噴淋管8噴淋後隨著循環地下水流進入井體周圍環境，對殘留汙染物進行有效去除；根據有機物濃度和循環水流速確定噴灑的藥劑量(汙染物濃度X循環水流量X 2循環周期)，藥劑體積為5%?50%的孔隙體積，噴灑壓力O?IMPa ;噴灑頻率為每隔一個循環周期噴灑一次；不噴灑藥劑時關閉閥門16。
[0028]通過氣體注入系統注入的空氣或臭氧與空氣的混合氣體，一部分通過抽提泵10收集，一部分進入非飽和帶24中，促進非飽和帶24中有機物的微生物的好氧降解和氧化分解；可聯合氣體抽提井21，以抽提泵22對非飽和帶24中揮發出來的有機物進行收集，經過活性炭吸附裝置23淨化後排放，控制氣體抽提速率10?100m3/h，同時修復飽和帶26和非飽和帶24的有機汙染。
[0029]採用上述裝置對汙染地下水進行修復，主要包括以下步驟:
[0030]I)在汙染區域打一 口以上循環井，井深至汙染源下方(即下層篩管I置於飽和帶附近，上層篩管2置於非飽和帶附近)；
[0031]2)在同一場地的非飽和帶打一 口以上的氣體抽提井，抽提井與循環井的間距為3 ?IOm ；
[0032]3)啟動曝氣設備，同時啟動氣體收集系統，地下水從下層篩管流入，上層篩管流出，含有有機氣體和空氣/臭氧的混合氣體一部分被收集，另一部分進入到土壤非飽和帶；
[0033]4)循環系統運行穩定後，通過流出井體的地下水流速估算系統的運行周期；
[0034]5)啟動氣體抽提井的抽提設備，以10?IOOmVh的速率對非飽和帶中揮發出來以及通過上層篩管進入非飽和帶的的有機物進行收集和處理，防止有機物揮發到周圍大氣中；
[0035]6)啟動藥劑噴淋系統，向上層篩管外圍噴灑氧化劑、微生物菌劑或營養物質，噴灑的藥劑隨地下水流遷移擴散，對修復半徑內的殘留汙染物進行去除，強化系統的處理效果，噴灑氧化藥劑等還能對從上層篩管流入非飽和帶的混合氣體中的有機物進行氧化去除從而減少進入非飽和帶的有機氣體。
[0036]本實用新型的循環井系統，對於有機汙染的地下環境修復效率可達92%以上。
[0037]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，其特徵在於:所述系統包括外井、內井、氣體注入系統、氣體抽提系統和藥劑噴淋系統，所述內井置於所述外井中，所述氣體注入系統用於向所述內井井水通入氣體曝氣，曝氣後摻雜有機汙染物的所述氣體一部分被所述氣體抽提系統抽提後經活性炭吸附裝置吸附排出，另一部分進入所述外井，所述藥劑噴淋系統用於向所述外井中噴淋藥液。
2.根據權利要求1所述的用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，其特徵在於:所述內井井壁上有上層篩管和下層篩管，使得所述內井與所述外井內水體流通，所述上層篩管底端低於井水水面。
3.根據權利要求2所述的用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，其特徵在於:所述上層篩管與所述下層篩管附近填充礫石於所述內井與外井之間，所述上層篩管與所述下層篩管之間填充混凝土於所述內井與外井之間。
4.根據權利要求3所述的用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，其特徵在於:氣體注入系統包括空氣泵、閥門和曝氣管，所述曝氣管一端經所述閥門連接所述空氣泵，另一端插入內井並置於所述下層篩管處。
5.根據權利要求4所述的用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，其特徵在於:所述曝氣管頭部設有曝氣頭，用於均勻曝氣。
6.根據權利要求3所述的用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，其特徵在於:所述氣體抽提系統包括抽提泵、閥門和抽氣管，所述抽氣管一端通過所述閥門與所述抽提泵連接後通向所述活性炭吸附裝置，另一端插入內井並置於井水水面之上，所述內井井口封閉設置。
7.根據權利要求3所述的用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，其特徵在於:所述藥劑噴淋系統包括注藥泵、閥門和注藥管，所述注藥管一端經所述閥門與所述注藥泵連接，另一端插入所述外井並置於井水水面之上，所述外井井口密封設置。
8.根據權利要求7所述的用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，其特徵在於:還包括位於外井內的藥劑噴淋管，所述藥劑噴淋管與所述外井內噴藥管相連並置於井水水面之上。
9.根據權利要求1所述的用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，其特徵在於:還包括位於所述循環井附近的氣體抽提井系統，所述氣體抽提井系統包括抽提井、抽提管、抽提泵和活性炭吸附裝置，所述抽提管一端連接所述抽提泵，另一端置於所述抽提井內，所述抽提泵連接所述活性炭吸附裝置。
10.根據權利要求1所述的用於去除地下水中揮發性有機物的循環井系統，其特徵在於:所述內井為UPVC管或不鏽鋼管。
【文檔編號】B09C1/00GK203715452SQ201420066584
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年2月14日 優先權日:2014年2月14日
【發明者】楊勇, 殷曉東, 王海東, 黃海, 馬小蘭, 陳美平 申請人:北京鼎實環境工程有限公司