一种同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统

技术领域

本申请涉及土壤原位淋洗技术领域，尤其是涉及一种同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统。

背景技术

土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施，是利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，可以分为原位修复和异位修复两种。异位修复涉及挖土和运土，破坏了原土壤结构，很难治理污染较深的区域，并且操作成本高。在修复资金紧缺的背景下，我国土壤修复必然将从异位修复向原位修复过渡，并成为土壤修复的主力军。

土壤原位淋洗技术是指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂，通过水力压头推动清洗液，将其注入到被污染的土层中，然后把包含有污染物的液体从地下水中抽提出来，进行处理和分离的技术。清洗液可以是清水，也可以是含有化学助剂的溶液，它可以循环再生或多次注入地下水来去除剩余的污染物，有效地治理土壤污染。

现有的原位淋洗修复的方法在使用时存在一定的弊端，目前原位淋洗技术多针对包气带污染土壤，淋洗剂进入包气带后，进入含水层前利用抽提井抽出；或者仅针对含水层污染土壤，淋洗剂仅进入含水层，修复含水层污染土壤和污染地下水。事实上，污染物进入土壤后会向下层的含水土壤层入渗，污染地下水和含水层土壤，并随着地下水的迁移，污染进一步扩散，且含水层污染土壤是地下水的污染释放源，会持续污染地下水，因此，需同步修复包气带污染土壤和含水层污染土壤。

发明内容

为了能够实现对包气带和含水层污染土壤同步修复，以提高修复效果和修复效率，本申请提供一种同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统。

本申请提供的一种同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统采用如下的技术方案：

一种同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统，包括配药组件、注药组件、抽提组件和水处理组件；所述配药组件用于根据工作需要配制淋洗剂；包气带污染土壤中建设有包气带注入井，含水层污染土壤中建设有含水层注入井，所述包气带注入井和所述含水层注入井均设置有筛管，所述包气带注入井的所述筛管的开筛范围为包气带污染土壤深度，所述含水层注入井的所述筛管的开筛范围为含水层污染土壤深度，包气带污染土壤和含水层污染土壤重合区域建设有组井，所述组井包括所述包气带注入井和所述含水层注入井，筛管的开筛范围分别为包气带污染土壤和含水层污染土壤，所述组井能够同时向包气带污染土壤和含水层污染土壤注入淋洗剂；所述水处理组件用于将抽提的地下水进行处理；所述注药组件用于将淋洗剂注入至所述包气带注入井和所述含水层注入井；所述抽提组件用于将受污染的地下水从含水层污染土壤中抽提至所述水处理组件，所述抽提组件位于地下水下游位置。

通过采用上述技术方案，配药组件根据工作需要配制淋洗剂，通过注药组件加压向包气带注入井注入淋洗剂，使淋洗剂透过筛管进入包气带，淋洗剂将包气带土壤中的污染物溶解，受压力和重力作用，向周边扩散后进入地下水；通过加压向含水层注入井注入淋洗剂，使淋洗剂透过筛管进入含水层，受压力、重力和水流作用，向含水层注入井周边的含水层扩散，淋洗剂将含水层土壤中的污染物溶解并进入地下水中，抽提组件将地下水抽提至水处理组件中进行处理。这样，利用包气带注入井、含水层注入井和组井，实现了同步修复包气带和含水层污染土壤的目的，从而提高了土壤的修复效率和修复效果。

可选的，所述配药组件包括药剂存储罐和药剂罐，所述药剂存储罐和所述药剂罐之间连通有输药管，所述输药管上设置有加药泵，所述药剂罐连通有加水管，所述药剂罐上设置有搅拌组件。

通过采用上述技术方案，加药泵通过输药管将药剂存储罐里的药剂抽至药剂罐，然后通过加水管按设定的比例添加相应量的水至药剂罐，然后利用搅拌组件使药剂与水充分混合，药剂配制完毕。

可选的，所述搅拌组件包括固定在所述药剂罐上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固接有转轴，所述转轴远离所述驱动电机的一端固接有搅拌轮。

通过采用上述技术方案，驱动电机带动转轴转动，进而使得搅拌轮转动，以实现药剂罐内的液体充分混匀，以保证配制的淋洗剂浓度的均匀性。

可选的，所述注药组件包括注药泵和与所述药剂罐连通的注药管，所述注药管连通至所述包气带注入井或者所述含水层注入井内。

通过采用上述技术方案，首先注药泵通过输药管将药剂输送至包气带注入井、含水层注入井中，淋洗剂透过筛管进入包气带和含水层，受压力、重力和水流作用，向包气带注入井周边的包气带和含水层注入井周边的含水层扩散，使药剂与污染土壤或者地下水充分混合。

可选的，所述抽提组件包括抽提井，所述抽提井建设至含水层污染土壤中，所述抽提井设置有同样的筛管，所述抽提井的筛管开筛范围为含水层土壤，所述抽提井内设置有抽提管，所述抽提管上设置有抽水泵，所述抽提管的另一端连通至所述水处理组件。

通过采用上述技术方案，抽水泵通过抽提管将地下水抽提至水处理组件中进行处理。

可选的，所述水处理组件包括与所述抽提管连通的调节池，所述调节池连通有絮凝沉淀池，所述絮凝沉淀池连通有用于污水和尾气分离的气液分离罐，所述气液分离罐分别连通有用于尾气处理的活性炭吸附箱和污水处理的吹脱装置。

通过采用上述技术方案，高浓度污染地下水利用抽水泵从地下抽出后，先集中汇入调节池，再经过絮凝沉淀池絮凝沉淀后，进入气液分离罐中，气液分离罐将污水和尾气分离，污水输送至吹脱系统处理达标后排放，尾气经活性炭吸附后达标排放。

可选的，所述吹脱装置与所述加水管连通。

通过采用上述技术方案，经过吹脱装置处理的污水达标后直接输送至药剂罐中以供淋洗剂配制，从而实现水资源的循环利用，能够实现节省水资源、环保的目的。

可选的，所述活性炭吸附箱的出气口连通有气体检测装置。

通过采用上述技术方案，气体检测装置对处理的尾气进行检测，以判断尾气处理是否达到标准，以免造成二次空气污染。

可选的，所述抽提井内设置有水位传感器，所述水位传感器耦接有控制器，所述抽水泵与所述控制器耦接，所述控制器内设置有目标水位阈值，当所述抽提井内的液位高度达到目标水位阈值时，所述控制器控制所述抽水泵启动。

通过采用上述技术方案，抽提井内设置的水位传感器，设置目标水位阈值低于地下水静止水位，当达到指定水位即启动抽水泵抽出地下水至地面进行处理，在抽提井区域形成地下水漏斗，利用地下水自流进入抽提井，延长淋洗剂停留时间，提高淋洗效率。

可选的，所述含水层注入井呈梅花桩布设，所述组井和所述包气带注入井呈梅花桩布设。

通过采用上述技术方案，注入井布设采用梅花桩，井间距根据抽水试验计算渗透系数和影响半径设计，这样，使得包气带注入井和含水层注入井布设间距均匀，使得包气带注入井和含水层注入井的工作范围能够覆盖所有污染土壤区域，保证土壤修复效果最佳。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请提供了一种同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统，借助包气带注入井和含水层注入井注入能促进土壤污染物溶解或迁移的淋洗剂，将包气带和含水层土壤中污染物溶解入地下水，修复包气带和含水层污染土壤，然后把含有污染物的地下水抽提至地面，进行处理和分离的技术，这样便实现同步修复包气带和含水层污染土壤，提高了修复效率和修复效果。

2.本申请中在土壤污染范围内布设包气带注入井，在地下水污染范围内布设含水层注入井，土壤和地下水污染重合区域，含水层注入井可扩大井间距，在地下水下游布设抽提井，包气带注入井开筛范围为包气带污染土壤深度，下接沉淀管，不进入含水层，含水层注入井开筛范围为含水层深度，下接沉淀管，直至隔水层，抽提井开筛范围为含水层深度，下接沉淀管，直至隔水层，注入井布设采用梅花桩，井间距根据抽水试验计算渗透系数和影响半径设计，这样，使得包气带注入井和含水层注入井布设间距均匀，使得包气带注入井和含水层注入井的工作范围能够覆盖所有污染土壤区域，保证土壤修复效果最佳。

3.本申请中抽提井内设置水位传感器，设置目标水位阈值低于地下水静止水位，达到指定水位即启动抽水泵抽出地下水至地面进行处理，在抽提井内形成地下水漏斗，利用地下水自流进入抽提井，延长淋洗剂停留时间，提高淋洗效率。

附图说明

图1是本申请中的同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统的结构示意图；

图2是本申请中的同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统的包气带注入井、含水层注入井、组井、抽提井的安装结构示意图和地下水流向图；

图3是本申请中的同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统的包气带注入井、含水层注入井、组井、抽提井的布设方式示意图；

图4是本申请中的同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统的搅拌组件的结构示意图。

附图标记说明：1、包气带污染土壤；2、含水层污染土壤；3、配药组件；301、药剂存储罐；302、药剂罐；303、输药管；304、加药泵；305、加水管；306、搅拌组件；3061、驱动电机；3062、转轴；3063、搅拌轮；4、注药组件；401、注药管；404、注药泵；5、注入井组件；501、组井；5011、包气带注入井；5012、含水层注入井；504、筛管；6、抽提组件；601、抽提井；602、抽提管；603、抽水泵；7、水处理组件；701、调节池；702、絮凝沉淀池；703、气液分离罐；704、活性炭吸附箱；705、吹脱装置；8、水位传感器；9、气体检测装置。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请做进一步详细说明。

本申请实施例公开一种同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统，参照图1和图2，同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统包括配药组件3、注药组件4、注入井组件5、抽提组件6和水处理组件7，配药组件3用于根据工作需要配制淋洗剂，注药组件4用于将淋洗剂注入至包气带污染土壤1和含水层污染土壤2中，注入井组件5用于将地面与包气带污染土壤1或者含水层污染土壤2连通，抽提组件6用于将受污染的地下水从含水层污染土壤2中抽提至水处理组件7，水处理组件7用于将抽提的地下水进行处理。

配药组件3能够根据工作需要配制相应的淋洗剂，利用注药组件4和注入井组件5，淋洗剂能够分别进入包气带污染土壤1或者含水层污染土壤2中，淋洗剂将包气带污染土壤1中的污染物溶解并扩散至地下水中，淋洗剂将含水层污染土壤2中的污染物溶解并同样扩散至地下水中，抽提组件6能够将地下水抽提至水处理组件7中以进行后续处理，这样便实现了同步修复包气带和含水层污染土壤的目的，从而提高了土壤的修复效率和修复效果。

具体的，参照图1和图2，注入井组件5包括建设在包气带污染土壤1中的包气带注入井5011和建设在含水层污染土壤2中的含水层注入井5012，包气带注入井5011和含水层注入井5012均设置有筛管504，包气带注入井5011的筛管504的开筛范围为包气带污染土壤1深度，含水层注入井5012的筛管504的开筛范围为含水层污染土壤2深度，包气带污染土壤1和含水层污染土壤2重合区域建设有组井501，组井501包括包气带注入井5011和含水层注入井5012，筛管504的开筛范围分别为包气带污染土壤1和含水层污染土壤2。包气带注入井5011仅能够向包气带污染土壤1注入淋洗剂，含水层注入井5012仅能够向含水层污染土壤2注入淋洗剂，组井503能够同时向包气带污染土壤1和含水层污染土壤2注入淋洗剂，这样，包气带注入井5011、含水层注入井5012和组井501能够根据工作需要完成所需工作，使得资源利用最大化，同时可以提高工作效率。

参照图2和图3，含水层注入井5012呈梅花桩布设，组井501和包气带注入井5011呈梅花桩布设，井间距根据抽水试验计算渗透系数和影响半径设计，这样，使得包气带注入井5011和组井501布设间距均匀，含水层注入井5012布设间距均匀，使得包气带注入井5011、组井501和含水层注入井5012的工作范围能够覆盖所有污染土壤区域，保证土壤修复效果最佳。

参照图1，配药组件3包括药剂存储罐301和药剂罐302，药剂存储罐301和药剂罐302之间连通有输药管303，输药管303上设置有加药泵304，药剂罐302连通有加水管305，药剂罐302上设置有搅拌组件306。加药泵304通过输药管303将药剂存储罐301里的药剂抽至药剂罐302，然后通过加水管305按设定的比例添加相应量的水至药剂罐302，然后利用搅拌组件306使药剂与水充分混合以完成相应浓度的淋洗剂的配制。

参照图1和图4，搅拌组件306包括固定在药剂罐302上的驱动电机3061，驱动电机3061的输出轴上固接有转轴3062，转轴3062远离所述驱动电机3061的一端固接有搅拌轮3063。驱动电机3061带动转轴3062转动，进而使得搅拌轮3063转动，以实现药剂罐302内的液体充分混匀，以保证配制的淋洗剂浓度的均匀性。

参照图1和图2，注药组件4包括与药剂罐302连通的注药管401，注药管上设置有注药泵404，注药管401连通至包气带注入井5011或者含水层注入井5012内。

首先注药泵404通过输药管303将药剂输送至包气带注入井5011、含水层注入井5012中，淋洗剂透过筛管504进入包气带和含水层中，受压力、重力和水流作用，向包气带注入井5011周边的包气带和含水层注入井5012周边的含水层扩散，使药剂与污染土壤或者地下水充分混合。

当然，本系统还可以设置有气动源装置（图中未示出），通常气动源装置包括空压机（图中未示出），当气动空压机后，在配制淋洗剂时，空压机可以向混合溶液曝气，使药剂与水充分混合；在淋洗剂注入过程中，空压机可以向组井501、包气带注入井5011和含水层注入井5012中曝气，使淋洗剂更好地向周围扩散，增大淋洗剂扩散影响半径。本实施例中，不再做具体说明。

参照图1和图2，抽提组件6位于地下水下游位置，抽提组件6包括抽提井601，抽提井601建设至含水层污染土壤2中，抽提井601设置有同样的筛管504，抽提井601的筛管504开筛范围为含水层土壤，抽提井601内设置有抽提管602，抽提管602上设置有抽水泵603，抽提管602的另一端连通至水处理组件7。地下水能够通过抽提井601上的筛管504进入至抽提井601内部，当抽提井601内部的液位达到一定高度后，抽水泵603便可以将地下水抽提至水处理组件7中进行处理。

参照图2，进一步的，抽提井601内设置有水位传感器8，水位传感器8耦接有控制器（图中未示出），本实施例中，控制器可以采用PLC控制器，抽水泵603与控制器耦接，控制器内设置有目标水位阈值，目标水位阈值低于地下水静止水位，当抽提井601内的液位高度达到目标水位阈值时，控制器控制抽水泵603启动。当达到目标水位即启动抽水泵603抽提地下水至地面进行处理，在抽提井601区域形成地下水漏斗，利用地下水自流进入抽提井601，延长淋洗剂停留时间，提高淋洗效率。

参照图1，水处理组件7包括与抽提管602连通的调节池701，调节池701连通有絮凝沉淀池702，絮凝沉淀池702连通有用于污水和尾气分离的气液分离罐703，气液分离罐703分别连通有用于尾气处理的活性炭吸附箱704和用于污水处理的吹脱装置705。高浓度污染地下水利用抽水泵603从地下抽出后，先集中汇入调节池701，再经过絮凝沉淀池702絮凝沉淀后，进入气液分离罐703中，气液分离罐703将污水和尾气分离，污水输送至吹脱装置705处理达标后排放，尾气经活性炭吸附箱704吸附后达标排放。

当然，可以理解的是，每个区域的污染情况不同，根据不同工况，对水处理组件7进行调整。当所处区域地下水中含有油时，水处理组件7还要包括油水分离装置，即抽提出的地下水进入到油水分离装置，对油水分离装置分离的油进行收集，对油水分离装置分离的水再进行后续处理。本实例针对的污染物是挥发性有机物，水处理组件7采用吹脱装置705，根据污染物不同，应适当调整水处理组件7。

参照图1，为了能够对处理的尾气进行检测，以判断尾气处理是否达到标准，以免造成二次空气污染，活性炭吸附箱704的出气口连通有气体检测装置9。气体检测装置9可以根据每个区域的有害气体不同进行选择，本实施例中，对气体检测装置9的具体种类不做具体说明。当然，也需要对处理的水进行定期检测，以保证处理的水质是达标的。

当然，各个管路、药剂存储罐301、药剂罐302等均可以设置压力表、手动球阀、流量计等，以保证工作时的安全性，本实施例中，不再做具体说明。

参照图1，吹脱装置705与加水管305连通，经过吹脱装置705处理的污水达标后直接输送至药剂罐302中以供淋洗剂配制，从而实现水资源的循环利用，能够实现节省水资源、环保的目的。

本申请实施例一种同步修复包气带和含水层污染土壤的原位淋洗系统的实施原理为：配药组件3根据工作需要配制淋洗剂，注药泵404通过输药管303将药剂输送至包气带注入井5011、含水层注入井5012以及组井501，淋洗剂通过包气带注入井5011、含水层注入井5012以及组井501上的筛管504进入土壤中，淋洗剂溶解包气带污染土壤1中的污染物，受压力和重力作用，污染物扩散后进入地下水中，淋洗剂同时溶解含水层污染土壤2中的污染物，污染物向扩散进行地下水中，地下水能够通过抽提井601上的筛管504进入至抽提井601内部，当抽提井601内部的液位达到一定高度后，抽水泵603利用抽提管602便可以将地下水抽提至水处理组件7中进行处理。这样，利用包气带注入井5011、含水层注入井5012和组井501，实现了同步修复包气带和含水层污染土壤的目的，从而提高了土壤的修复效率和修复效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。