一种类芬顿药剂体系的污染场地原位注入修复系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种类芬顿药剂体系的污染场地原位注入修复系统，包括注入井系统、催化剂罐、氧化剂罐、催化剂导流回流管路、氧化剂导流回流管路、注入动力装置、自动控制系统和监测井系统；注入井系统包括注入井钻孔、空心止水套管和注入井井管，注入井钻孔由上段钻孔和下端钻孔构成，注入井井管由外管和二内管构成；空心止水套管内置于上段钻孔，外管内置于空心止水套管和下段钻孔；一内管通过催化剂导流回流管路与催化剂罐相连通，另一内管通过氧化剂导流回流管路与氧化剂罐相连通。本实用新型专利技术适用于各种有机污染物污染场地修复，药剂氧化性能较稳定，注入量自动调节，注入效率高、药剂返流少，设备简单，注入动力装置及管路可重复使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及污染场地的注入修复
，具体涉及一种类芬顿药剂体系的污染场地原位注入修复系统，该修复系统采用新型的类芬顿药剂体系，适用于复杂水文地质条件和污染物特征的有机物污染场地。
技术介绍
原位注入修复技术应用于污染场地土壤与地下水修复已有近20年时间，在美国、欧洲、日本等发达国家及地区已有较为成熟的应用案例。原位注入技术采用化学药剂，在动力设备、管路系统及注入井系统的协同作用下注入至污染场地地下污染区域，通过化学药剂与污染物的一系列地球化学反应，产生污染物降解、削减、固化、生物分解的作用，减少污染物的地下浓度负荷，降低污染物通过蒸散、挥发、地下水流动传导带来的人体健康风险及生态环境风险。原位注入修复技术目前在我国仍处于新兴阶段，其中针对众多土壤与地下水受到有机物污染（如总石油烃、氯代烃、苯系物等）的场地，注入氧化剂的方式由于具有较强的氧化效果及显著的降解能力而成为注入技术的首选；虽然目前注入的氧化剂种类繁多，但是具有广谱适用的氧化剂仍未能诞生，其原因是由于污染场地的水文地质条件复杂程度及污染物特征的特异性造成，而在众多应用的氧化剂中，芬顿体系应用较为广泛，但由于芬顿体系在反应过程生成自由基，反应剧烈，稳定性差，注入过程中双氧水损耗极大，尤其是双氧水与催化剂在导流管路中混合后的自身快速分解、催化剂受到氧化以及场地地化环境对双氧水的损耗（如铁锰化合物对双氧水的分解）等，因此芬顿体系在原位注入系统中造价高昂；此外，由于目前众多原位注入系统未能全面对场地土壤渗透系数等地质特征进行评估，场地粘性土壤（如粘土、粉质粘土等）受到注入压力作用时往往在注入井孔壁或地层之间形变、生成优先通道，造成注入药剂垂向返流或地层间串流，造成注入失败。同时，在面对污染范围较大，污染区域地质环境渗透系数较低或区域地质条件差异较大的污染场地，简单的药剂导流管路拼接造成注入实地实施的操作难度加大，现场实施人员无法确切根据每口注入井实际情况进行细微调节，造成这个注入系统压力分配不均匀，最终造成地下水优先通道生成而注入失败。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺点与不足，本技术要解决的技术问题是提供一种类芬顿药剂体系的污染场地原位注入修复系统，该修复系统采用新型的类芬顿药剂体系，通过分流注入的导流方式输送催化剂和氧化剂以延长氧化剂的寿命，同时配合采用止水工艺建设的注入井以防止药剂垂向串流，适用于复杂水文地质条件及污染物特征的污染场地的注入修复。为解决上述技术问题，本技术具有如下构成：一种类芬顿药剂体系的污染场地原位注入修复系统，包括至少一个注入井系统、装有催化剂溶液的催化剂罐、装有催化剂溶液的氧化剂罐、催化剂导流回流管路、氧化剂导流回流管路和注入动力装置；所述注入井系统包括注入井钻孔、空心止水套管和注入井井管，空心止水套管管壁的下端设有穿孔；所述注入井钻孔由上段钻孔和下段钻孔构成，下段钻孔位于污染水层处，上段钻孔的底端位于污染水层的上方；空心止水套管内置于上段钻孔，空心止水套管的直径略小于上段钻孔的直径、且略大于下段钻孔的直径；所述注入井井管由外管和内置于外管的二内管构成，外管管壁的下端设有滤缝，内管的下端设有注入喷头；外管内置于空心止水套管和下段钻孔；所述催化剂导流回流管路和氧化剂导流回流管路均包括导流管、回流管和导流支管；所述导流管的一端与催化剂罐的出液管或者氧化剂罐的出液管相连通，另一端与回流管相连通；所述回流管的另一端与催化剂罐的回液管或者氧化剂罐的回液管相连通；所述导流支管的一端与连通于导流管，另一端与注入井井管的内管（14）的上端相连通。所述空心止水套管与上段钻孔壁之间的空腔内填充有混凝土；外管与下段钻孔壁之间的空腔内填充有石英砂滤料，外管与上段钻孔壁之间的空腔内由下向上依次填充有混凝土和膨润土。所述注入动力装置包括气动隔膜泵，催化剂导流回流管路的导流管和氧化剂导流回流管路的导流管上各安装有一气动隔膜泵；所述气动隔膜泵通过气管依次与储气罐压力表、储气罐、干燥机和空压机相连通。所述注入动力装置为电动隔膜泵，催化剂导流回流管路的导流管和氧化剂导流回流管路的导流管上各安装有一电动隔膜泵。所述原位注入修复系统还包括一自动控制系统，所述自动控制系统包括压力表、电动调节阀、电磁流量计和PLC控制模块；催化剂导流回流管路的导流支管和氧化剂导流回流管路的导流支管上，均依次安装有压力表、电动调节阀和电磁流量计；所述压力表、电动调节阀和电磁流量计均通过数据线接入PLC控制模块。所述原位注入修复系统还包括一监测井系统，所述监测井系统包括监测井钻孔、监测井井管、自动监测仪、温度探头和地化参数探头，监测井井管管壁的下端设有透水滤孔；监测井井管内置于监测井钻孔，自动监测仪安装于监测井井管的顶部；温度探头和地化参数探头内置于透水滤孔621处的监测井井管，并通过数据线与自动监测仪相连通。所述监测井井管与监测井钻孔壁之间的空腔内填充有石英砂滤料。所述监测井井管由PVC材料制成。所述空心止水套管由钢材制成，所述外管、内管和注入喷头均由PVC材料制成；所述出液管、回液管、导流管、回流管和导流支管为PPR或者U-PVC材质的管材。所述催化剂为没食子酸或者与没食子酸分子结构相似的有机酸或植物酸和氯化铁的水溶液，没食子酸或者与没食子酸分子结构相似的有机酸或植物酸与氯化铁的摩尔浓度配比为0.5:1至1:1；所述氧化剂为双氧水稀释溶液，其浓度为3%至27.5%。与现有注入技术相比，本技术通过分流注入的导流方式输送催化剂和氧化，能够延长氧化剂的寿命，增强其在地下环境的稳定性，同时配合采用止水工艺建设的注入井，增强氧化剂在地下环境的传输传导，防止药剂垂向串流，以及采用自动控制系统对每口注入井的注入进行细微调节，达到减少注入药剂消耗、降低药剂成本、强化注入现场实时监控与管理、增强注入效率，最终达到经济适用合理的修复系统。附图说明图1：本技术污染场地原位注入修复系统第一种实施例的结构示意图。图2：本技术污染场地原位注入修复系统第二种实施例的结构示意图。图3：本技术中注入井系统的结构示意图。图4：本技术中监测井系统的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本技术的目的、特征和效果。如图1和图2所示，一种类芬顿药剂体系的污染场地原位注入修复系统，包括至少一个注入井系统10、装有催化剂溶液的催化剂罐21、装有氧化剂溶液的氧化剂罐22、催化剂导流回流管路31、氧化剂导流回流管路32、注入动力装置、自控控制系统50和监测井系统60。本技术采用由催化剂和氧化剂构成的新型类芬顿药剂体系；其中，催化剂为没食子酸或者与没食子酸分子结构相似的有机酸或植物酸和氯化铁的水溶液，没食子酸或者与没食子酸分子结构相似的有机酸或植物酸与氯化铁的摩尔浓度配比为0.5:1至1:1；氧化剂为双氧水稀释溶液（106），其浓度为3%至27.5%。施工时，可根据如场地污染物浓度过高、调试期间氧化剂氧化效率较低等现场实际情况，适当调节催化剂组分的浓度配比和双氧水稀释溶液的浓度。如图3所示，所述注入井系统10包括注入井钻孔、空心止水套管12和注入井井管；所述注入井钻孔由上段钻孔11a和下段钻孔11b构成，下段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种类芬顿药剂体系的污染场地原位注入修复系统，其特征在于：包括至少一个注入井系统（10）、装有催化剂溶液的催化剂罐（21）、装有催化剂溶液的氧化剂罐（22）、催化剂导流回流管路（31）、氧化剂导流回流管路（32）和注入动力装置；所述注入井系统（10）包括注入井钻孔、空心止水套管（12）和注入井井管，空心止水套管（12）管壁的下端设有穿孔（121）；所述注入井钻孔由上段钻孔（11a）和下段钻孔（11b）构成，下段钻孔（11b）位于污染水层处，上段钻孔（11a）的底端位于污染水层的上方；空心止水套管（12）内置于上段钻孔（11a），空心止水套管（12）的直径略小于上段钻孔（11a）的直径、且略大于下段钻孔（11b）的直径；所述注入井井管由外管（13）和内置于外管（13）的二内管（14）构成，外管（13）管壁的下端设有滤缝（131），内管（14）的下端设有注入喷头（141）；外管（13）内置于空心止水套管（12）和下段钻孔（11b）；所述催化剂导流回流管路（31）和氧化剂导流回流管路（32）均包括导流管、回流管和导流支管；所述导流管的一端与催化剂罐（21）的出液管或者氧化剂罐（22）的出液管相连通，另一端与回流管相连通；所述回流管的另一端与催化剂罐（21）的回液管或者氧化剂罐（22）的回液管相连通；所述导流支管的一端与连通于导流管，另一端与注入井井管的内管（14）的上端相连通。...

【技术特征摘要】
1.一种类芬顿药剂体系的污染场地原位注入修复系统，其特征在于：包括至少一个注入井系统（10）、装有催化剂溶液的催化剂罐（21）、装有催化剂溶液的氧化剂罐（22）、催化剂导流回流管路（31）、氧化剂导流回流管路（32）和注入动力装置；所述注入井系统（10）包括注入井钻孔、空心止水套管（12）和注入井井管，空心止水套管（12）管壁的下端设有穿孔（121）；所述注入井钻孔由上段钻孔（11a）和下段钻孔（11b）构成，下段钻孔（11b）位于污染水层处，上段钻孔（11a）的底端位于污染水层的上方；空心止水套管（12）内置于上段钻孔（11a），空心止水套管（12）的直径略小于上段钻孔（11a）的直径、且略大于下段钻孔（11b）的直径；所述注入井井管由外管（13）和内置于外管（13）的二内管（14）构成，外管（13）管壁的下端设有滤缝（131），内管（14）的下端设有注入喷头（141）；外管（13）内置于空心止水套管（12）和下段钻孔（11b）；所述催化剂导流回流管路（31）和氧化剂导流回流管路（32）均包括导流管、回流管和导流支管；所述导流管的一端与催化剂罐（21）的出液管或者氧化剂罐（22）的出液管相连通，另一端与回流管相连通；所述回流管的另一端与催化剂罐（21）的回液管或者氧化剂罐（22）的回液管相连通；所述导流支管的一端与连通于导流管，另一端与注入井井管的内管（14）的上端相连通。2.根据权利要求1所述的污染场地原位注入修复系统，其特征在于：所述空心止水套管（12）与上段钻孔（11a）壁之间的空腔内填充有混凝土；外管（13）与下段钻孔（11b）壁之间的空腔内填充有石英砂滤料，外管（13）与上段钻孔（11a）壁之间的空腔内由下向上依次填充有混凝土和膨润土。3.根据权利要求1或2所述的污染场地原位注入修复系统，其特征在于：所述注入动力装置包括气动隔膜泵（41a），催化剂导流回流管路（31）的导流管和氧化剂导流回流管路（32）的导流管上各安装有一气动隔膜泵（41a）；所述气动隔膜泵（41a）通过气管依次与储气罐压力表（...

【专利技术属性】
技术研发人员：许大伟，张国华，卢芳文，
申请(专利权)人：上格环境科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31