一种采用搅拌注射系统原地原位修复重金属污染场地的方法技术方案

本发明专利技术属于重金属污染场地修复技术领域，涉及一种采用搅拌注射系统原地原位修复重金属污染场地的方法。本发明专利技术的方法包括场地平整；布置桩位图；搅拌注射系统就位；向供料系统中加入粉末状重金属修复药剂；开启药剂回收装置；按照桩位布点，预搅拌钻进；开启供料系统；以指定气流量将药剂注入重金属污染场地中，并进行搅拌；钻入指定深度后，提升钻杆，并持续注入药剂搅拌；根据土层以及污染情况，重复钻进搅拌步骤；关闭药剂回收装置；将钻杆移至下一桩位，重复上述开启药剂回收装置至关闭回收装置等步骤。该方法可有效实现重金属污染场地的原地原位修复，尤其适用于坚硬地层、大深度污染，药剂混合效果好，节能环保。

Method for in-situ in-situ remediation of heavy metal contaminated sites by stirring injection system

The invention belongs to the technical field of heavy metal contaminated site remediation, and relates to a method for in-situ remediation of heavy metal contaminated sites by a stirring injection system. The method of the invention includes ground leveling; pile layout map; mixing injection system in place; adding powdered medicament to the remediation of heavy metal in the feed system; open the medicament recovery device; according to the pile layout, pre mixing drilling; open feeding system; with the specified gas flow will agent into heavy metal contaminated sites, and stirring; lifting drill the specified depth, drill pipe, and continuous injection medicament stirring; and according to the soil pollution, repeated drilling mixing steps; closed agent recovery device; the pipe to the next pile, repeat the open agent recovery device to the closed recovery steps. The method can effectively carry out in situ remediation of heavy metal contaminated sites, and is especially suitable for hard and deep pollution.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境岩土工程
，特别涉及一种采用搅拌注射系统修复重金属污染场地的方法。
技术介绍
我国土壤的重金属污染情况十分严峻，根据《2014年全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤总的超标率为16.1％，污染类型以重金属为主。我国场地污染具有污染范围大、污染浓度高、污染物复杂等特点，因此对重金属污染场地的修复势在必行。目前针对重金属污染场地的修复多采用固化稳定化的方式，使用固化剂将污染土壤中的重金属进行固化，防止其扩散带来危害。在施工方面，多采用原地异位修复，即将污染土壤开挖，运至专业修复设备中，添加固化剂并搅拌，固化后回填至原位置。该种施工方法成本高，效率低，不适用于面积大、污染深度深、地层坚硬的场地，且在不排水的污染场地需要事先降水，施工复杂。针对原地异位修复的上述缺点，亟需开发一种重金属污染场地的原地原位修复方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种采用搅拌注射系统原地原位修复重金属污染场地的方法，该专利技术所解决的技术问题是：如何有效地将粉末状重金属修复药剂按照设计要求掺入到污染场地并搅拌均匀，实现操作智能化，避免施工过程的堵塞、漏气、药剂浪费以及粉末状药剂的扬尘污染等问题。本专利技术的采用搅拌注射系统原地原位修复重金属污染场地的方法，包括以下步骤：步骤1)场地平整；步骤2)布置桩位图：成桩直径为acm，在同一排桩位中，相邻两个桩的中心距为(a-b)cm，其中b＝10-30；在相邻两排桩位中，两排桩位采用梅花桩布置，且相邻两排桩的中心距为(a-b)cm；步骤3)搅拌注射系统就位；步骤4)向供料系统中加入粉末状重金属修复药剂：通过铲车将成袋的药剂置于供料系统入口平台，供料系统可自动刺破药剂袋1底部，随后药剂通过振动筛网进入供料系统2，药剂进入供料系统后，通过传送装置3进入喷射装置4，喷射装置4通过管路6与钻杆7内部的空心管相连，通过钻杆底部钻头8处的喷射孔注入到土壤中；步骤5)开启药剂回收装置9：药剂回收装置9安装于钻机上，在钻头附近，可上下移动，通过负压抽提从地表冒出的粉末状药剂，并通过药剂回收装置9中的过滤装置对药剂进行过滤回收；步骤6)按照桩位布点，预搅拌钻进：钻机采用步履式底座11，钻机移动至桩位附近，将钻杆7对准桩位中心钻进，钻杆7安装位移传感器，连接钻机的电脑控制系统10，实时显示钻入深度，在钻杆7钻入的同时，叶片旋转，实现对土壤的搅拌；步骤7)开启供料系统，药剂通过钻头8处的喷射孔以指定气流量注入到土壤中，对污染土壤进行修复；步骤8)钻入指定深度后，钻杆7在桩底喷射搅拌1min后提升钻杆7，在提升钻杆7的同时，注入药剂搅拌，直至喷射孔提升至地表上方；步骤9)根据土层以及污染情况，重复步骤7)～步骤8)，实现药剂与污染场地的均匀混合；步骤10)关闭药剂回收装置9；步骤11)将钻杆7移至下一桩位，重复步骤5)～步骤10)，直至所有桩位中的土壤被修复。进一步，根据被污染场地尺寸、污染物浓度分布和种类、工程工期等条件，所述的搅拌注射系统可采用单轴、双轴或多轴，其中单轴搅拌注射系统为单个钻杆。进一步，所述的供料系统2为可移动的一体化构造，可移动至钻机附近，缩短供料系统与钻机之间的管路距离，防止管路堵塞及药剂浪费。进一步，所述的喷射装置4通过空气压缩机泵入空气作为动力，空气压力为0.1～0.8MPa。进一步，所述的供料系统2可自动注入药剂。进一步，所述的供料系统2可根据设计要求通过电脑控制系统10控制和显示喷入药剂的质量。进一步，所述的药剂回收装置9进行负压抽提时，抽取风量为10～15立方米/分钟。进一步，所述的钻机最大钻进深度为地下20m，钻入速度为30～150cm/min，叶片转速为20-30r/min。进一步，所述的钻头8布置多层三向叶片。进一步，所述的喷射孔在钻头叶片上，沿叶片多点、均匀布置。本专利技术可适应多种地层及不同深度的污染，尤其适用于坚硬地层、大深度污染，可实现重金属污染场地的原地原位修复，药剂混合效果好，成本低廉，节能环保，无二次污染。具体有益效果如下：1.通过供料系统自动进料，根据设计要求通过电脑控制系统控制和显示喷入药剂的质量，实现智能化控制；此外，供料系统为可移动一体化式构造，可防止管路堵塞及药剂浪费.2.通过药剂回收装置，针对粉末药剂的特性，采取负压抽提方法，有效防止药剂对于环境的污染以及浪费。3.通过多层三向叶片以及沿叶片均匀布点的喷射孔等特殊设计，可提高药剂与污染土壤的混合效率。4.该专利技术适应多种地层及不同深度的污染，尤其对于硬质土层以及5米以上20米以内的深层污染有明显优势。5.该专利技术可在不排水条件下进行正常施工，在地下水位较高的污染场地，无需事先进行工程降水。附图说明图1为本专利技术的施工工艺流程图；图2为本专利技术的桩位示意图；图3为本专利技术的搅拌注射系统示意图。图中标号：1-药剂袋；2-供料系统；3-传送装置；4-喷射装置；5-供料系统移动式底座；6-管路；7-钻杆；8-钻头；9-药剂回收装置；10-电脑控制系统；11-步履式底座。具体实施方式本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。实施例1利用本专利技术所述的方法和系统对重金属污染场地原地原位修复的现场实施方案如下：步骤1)场地平整；步骤2)布置桩位图：根据被污染场地尺寸、污染物分布和种类、工程工期等条件，选用单轴、双轴或多轴搅拌注射系统，成桩直径为100cm，在同一排桩位中，相邻两个桩的中心距为90cm；在相邻两排桩位中，两排桩位采用梅花桩布置，且相邻两排桩的中心距为90cm，如图1所示；步骤3)搅拌注射系统就位；步骤4)向供料系统中加入重金属修复药剂：通过铲车将成袋的粉末状重金属固化剂置于供料系统入口平台，供料系统可自动刺破药剂袋底部，随后药剂通过振动筛网进入供料系统2。药剂进入供料系统后，通过传送装置3进入喷射装置4，喷射装置通过管路6与钻杆内部的空心管相连，通过钻杆7底部—钻头处的喷射孔8注入到土壤中。喷射装置通过空气压缩机泵入空气作为动力，空气压力为0.8MPa；并根据设计要求通过电脑控制系统控制和显示喷入药剂的质量；供料系统为可移动一体化式构造5，可移动至钻机附近，缩短供料系统与钻机之间的管路距离，防止管路堵塞及药剂浪费；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用搅拌注射系统原地原位修复重金属污染场地的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)场地平整；步骤2)布置桩位图：成桩直径为a cm，在同一排桩位中，相邻两个桩的中心距为(a‑b)cm，其中b＝10‑30；在相邻两排桩位中，两排桩位采用梅花桩布置，且相邻两排桩的中心距为(a‑b)cm；步骤3)搅拌注射系统就位；步骤4)向供料系统中加入粉末状重金属修复药剂：通过铲车将成袋的药剂置于供料系统入口平台，供料系统可自动刺破药剂袋(1)底部，随后药剂通过振动筛网进入供料系统(2)，药剂进入供料系统后，通过传送装置(3)进入喷射装置(4)，喷射装置(4)通过管路(6)与钻杆(7)内部的空心管相连，通过钻杆底部钻头(8)处的喷射孔注入到土壤中；步骤5)开启药剂回收装置(9)：药剂回收装置(9)安装于钻机上，在钻头附近，可上下移动，通过负压抽提从地表冒出的粉末状药剂，并通过药剂回收装置(9)中的过滤装置对药剂进行过滤回收；步骤6)按照桩位布点，预搅拌钻进：钻机采用步履式底座(11)，钻机移动至桩位附近，将钻杆(7)对准桩位中心钻进，钻杆(7)安装位移传感器，连接钻机的电脑控制系统(10)，实时显示钻入深度，在钻杆(7)钻入的同时，叶片旋转，实现对土壤的搅拌；步骤7)开启供料系统，药剂通过钻头(8)处的喷射孔以指定气流量注入到土壤中，对污染土壤进行修复；步骤8)钻入指定深度后，钻杆(7)在桩底喷射搅拌1min后提升钻杆(7)，在提升钻杆(7)的同时，注入药剂搅拌，直至喷射孔提升至地表上方；步骤9)根据土层以及污染情况，重复步骤7)～步骤8)，实现药剂与污染场地的均匀混合；步骤10)关闭药剂回收装置(9)；步骤11)将钻杆(7)移至下一桩位，重复步骤5)～步骤10)，直至所有桩位中的土壤被修复。...

【技术特征摘要】
1.一种采用搅拌注射系统原地原位修复重金属污染场地的方法，其特征在
于，包括以下步骤：
步骤1)场地平整；
步骤2)布置桩位图：成桩直径为acm，在同一排桩位中，相邻两个桩的中
心距为(a-b)cm，其中b＝10-30；在相邻两排桩位中，两排桩位采用梅花桩布置，
且相邻两排桩的中心距为(a-b)cm；
步骤3)搅拌注射系统就位；
步骤4)向供料系统中加入粉末状重金属修复药剂：通过铲车将成袋的药剂
置于供料系统入口平台，供料系统可自动刺破药剂袋(1)底部，随后药剂通过
振动筛网进入供料系统(2)，药剂进入供料系统后，通过传送装置(3)进入喷
射装置(4)，喷射装置(4)通过管路(6)与钻杆(7)内部的空心管相连，通
过钻杆底部钻头(8)处的喷射孔注入到土壤中；
步骤5)开启药剂回收装置(9)：药剂回收装置(9)安装于钻机上，在钻头
附近，可上下移动，通过负压抽提从地表冒出的粉末状药剂，并通过药剂回收装
置(9)中的过滤装置对药剂进行过滤回收；
步骤6)按照桩位布点，预搅拌钻进：钻机采用步履式底座(11)，钻机移动
至桩位附近，将钻杆(7)对准桩位中心钻进，钻杆(7)安装位移传感器，连接
钻机的电脑控制系统(10)，实时显示钻入深度，在钻杆(7)钻入的同时，叶片
旋转，实现对土壤的搅拌；
步骤7)开启供料系统，药剂通过钻头(8)处的喷射孔以指定气流量注入到
土壤中，对污染土壤进行修复；
步骤8)钻入指定深度后，钻杆(7)在桩底喷射搅拌1min后提升钻杆(7)，

\t在提升钻杆(7)的同时，注入药剂搅拌，直至喷射孔提升至地表上方；
步骤9)根据土层以及污染情况，重复步骤7)～步骤8)，实现药剂与污染场
地的均匀混合；
步骤10)关闭药剂回收装置(9)；
步骤11)将钻杆(7)移至下一桩位，重复步骤5)～...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恒震，李建平，武思宇，王立建，
申请(专利权)人：北京中岩大地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11