一种原位水平井土壤修复系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种原位水平井土壤修复系统和方法，涉及土壤修复领域。原位水平井土壤修复系统包括水平井和药剂注射装置，水平井包括井管和注射管，井管内具有注射腔；注射管两端分别为注射端和连接端，注射端穿入井管设于注射腔，连接端与药剂注射装置连接；注射腔侧壁设有若干筛缝。原位水平井土壤修复方法包括钻孔步骤、水平井安装步骤和药剂注射步骤，钻孔步骤中需要在待治理土壤区域中钻出安装孔道，水平井安装步骤中需要利用拉力设备将具有筛缝的水平井拉入安装孔道，药剂注射步骤中需要将用于治理修复的药剂注射入水平井井管的注射腔中。本发明专利技术通过钻进铺设水平井，增加水平井管段与污染介质的接触面积，提高了改善原位修复效果。

【技术实现步骤摘要】
一种原位水平井土壤修复系统和方法
本专利技术涉及土壤污染修复领域，尤其涉及一种原位水平井土壤修复系统和方法。
技术介绍
目前，土壤修复技术中，原位注入技术是借用一定的设备将化学药剂注入到地下，通过化学药剂与污染物之间的物理化学作用，降低污染物质的迁移性，使污染物毒性降低或变成无毒性的一种土壤修复方法。这种修复技术具有普适性强、处理效果好，修复时间短的优势，而且可以进行原位修复，受场地地面建筑影响较小，可以和物理、微生物技术联合修复，具有广泛的应用前景。其中，土壤渗透性不均匀和污染分布的空间不均匀成为对原位注入技术修复效果影响较大的两个因素。原位注入修复方法适用于多孔隙、易渗透的土壤，目前实现原位注入的方法以垂直注入井注入为主，此外还主要有漫灌、直接推进注入、高压旋喷注入等。但是，现有的原位注入装置、系统或方法存在以下缺陷：(1)受土壤渗透性不均匀或污染分布不均匀等因素的影响较大；(2)为了到达目标治理区域，垂直井可能需要穿过其他地层已到达目标治理区域，此时往往因为注射压力导致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在地层间串流，不能有效进行修复；(3)化学剂与土壤的接触效率(接触面积、接触时间等)有限；修复效率低；(4)在土壤治理区域内，为了达到修复治理效果，常常需要设置多个垂直井，经济性较差；(5)通过垂直井修复治理污染土壤，由于垂直井的设置会影响地表活动，若接近待治理土壤区域的地表上具有底面建筑、河流、公路、铁路、闹市区、农作物和植被保护区等，均不适合采用设置垂直井等治理方法治理。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种可以增大井管与污染层接触面积，经济性好，修复治理效率高的原位水平井土壤修复系统。本专利技术的目的之二在于提供一种不影响地表活动，且同时可以增大修复药剂与污染土壤接触效率的原位水平井土壤修复方法。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种原位水平井土壤修复系统，包括水平井和药剂注射装置；所述水平井包括井管和注射管，所述井管内具有注射腔；所述注射管两端分别为注射端和连接端，所述注射端穿入所述井管设于所述注射腔，所述连接端与所述药剂注射装置连接；所述注射腔侧壁设有若干筛缝。进一步地，所述水平井包括至少一个混合管组，每个所述混合管组至少包括两根所述注射管；所述药剂注射装置为多个，每根所述注射管的连接端均连接一个所述药剂注射装置。进一步地，所述药剂注射装置包括药剂罐和注射泵，所述注射泵连接所述药剂罐，所述注射泵还连接所述注射管的连接端。进一步地，所述井管具有多个所述注射腔，所述注射腔两端具有封闭隔板，所述注射管穿过所述封闭隔板穿入所述注射腔。进一步地，每个所述混合管组的注射管的注射端连接形成混合注射面，不同所述混合管组的所述混合注射面分别设于不同的所述注射腔内。进一步地，同一所述混合管组内的不同注射管用于注射不同药剂。本专利技术的目的之二采用如下技术方案实现：一种原位水平井土壤修复方法，钻孔步骤：确定待治理土壤区域，选定钻进点，钻进设备由所述钻进点钻入土层，所述钻进设备在所述待治理土壤区域钻进形成安装孔道，所述钻进设备由所述安装孔道另一端钻出土层；水平井安装步骤：所述安装孔道内设置拉力设备，所述拉力设备伸出所述安装孔道连接水平井井管，所述拉力设备将水平井井管拉入所述安装孔道内；所述水平井井管内具有注射腔，所述注射腔侧壁具有筛缝；药剂注射步骤：通过药剂注射装置将药剂喷出至所述注射腔，所述药剂由所述注射腔的筛缝渗出所述井管并进入待治理土壤。进一步地，所述钻孔步骤中，所述钻进设备钻入土层之前需要安装钻头，所述钻进设备钻出土层后，拆卸钻头，并安装扩孔器，扩孔器张开，所述钻进设备往安装孔道方向回拖扩孔器，进行回拖扩孔；所述水平井安装步骤中，所述钻进设备回拖扩孔后，安装孔道增大，所述拉力设备将所述水平井井管由所述拉力设备拉进安装孔道，井管与安装孔道之间存留钻孔间隙，在钻孔间隙件设置封隔物，再封闭钻入点处孔口或钻出点处孔口。进一步地，所述药剂注射步骤中，通过不同的注射装置将不同的药剂同时喷射于所述注射腔；不同的药剂在注射腔内完成混合，或不同的药剂在流出筛缝时完成混合，或不同药剂在与土壤接触的同时完成混合。进一步地，所述药剂注射步骤中，所述水平井井管内设有多个注射腔，每个注射腔内均通过不同注射装置同时喷射不同的药剂。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：(1)可以通过开有筛缝的井管，实现土壤修复药剂与土壤污染介质的接触，从而进行土壤修复；以水平井为注射通道，与污染层接触面积更大，在水平方向上与大量羽状污染物接触，修复治理效率高；(2)由于水平井与污染层接触面积大，故而治理修复时，受土壤渗透性不均匀或污染分布不均匀时影响的因素较小；(3)以水平井为注射通道，所需的水平井的数量大大减少，相较于垂直井系统具有更好的经济性；(4)水平井的安装对地表上的作业干扰最小，一个独立的收集和运移系统可以避免破坏地表活动，可解决垂直井治理方法中不能治理障碍物(如地面建筑、河流、公路、铁路、闹市区、农作物和植被保护区等)下的土壤治理技术难题。附图说明图1为本专利技术的水平井的使用示意图；图中：10、井管；11、注射管；12、注射腔；121、筛缝。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。如图1所示，本实施例提供了一种原位水平井土壤修复系统，包括用于设置在待治理污染土壤区域内的水平井，和设在地面的药剂注射装置；水平井包括井管10和注射管11，井管10内具有注射腔12；注射管11两端分别为注射端和连接端，注射管11穿入井管10使得注射端位于注射腔12内，注射端具有喷头用于喷射药剂，注射管11的连接端用于与药剂注射装置连接；注射腔12侧壁设有若干筛缝121，修复时，药剂注射装置将药剂从注射管11的注射端喷出，药剂由筛缝121从注射腔12往土壤层渗透，以与土壤内的污染介质反应，实现修复。具体地，土壤根据其物化生特性的不同，分为多层土层，如砂土层、粘土层、壤土层等，相同的土层具有相似的土壤渗透性，而不同的土层的渗透性不同；通过设置水平井，即可尽量使得水平井所处区域内的土壤为相近土质的土壤，土壤渗透性相近，避免一个井管10需要穿过多种土层，而造成同一井管10周围的土壤渗透性相差较大，以避免注射药剂时，药剂先渗入渗透性较好的土层而无法有效渗入渗透性较差的土层。当然，当土壤存在多层污染时，可根据需要铺设或钻取不同深度的水平井进行修复。且通过设置水平井，可以根据水平井周围的土壤特质，设定不同的喷射压力，比如当污染区域大部分位于渗透性较差的粘土层时，可以通过药剂注射装置提高注射腔12内的压力，或提高药剂注射的速度，使得药剂更容易渗入黏土土壤内。故而，使用水平井进行原位修复时，减小了土壤渗透性不均对药剂渗入治理的影响，可以提高修复效率。具体地，还由于水平井相较与竖直井与污染土层接触面积更大，在水平方向上与大量的羽状污染物接触，解污治理效率更高；一般单个水平井的治理区域范围为：宽0～10米，深0～16米，长0～200米。优选地，由于原位修复技术中所需要的药剂往往是两种或多种药剂的共同作用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位水平井土壤修复系统，其特征在于：包括水平井和药剂注射装置；所述水平井包括井管和注射管，所述井管内具有注射腔；所述注射管两端分别为注射端和连接端，所述注射端穿入所述井管设于所述注射腔，所述连接端与所述药剂注射装置连接；所述注射腔侧壁设有若干筛缝。

【技术特征摘要】
1.一种原位水平井土壤修复系统，其特征在于：包括水平井和药剂注射装置；所述水平井包括井管和注射管，所述井管内具有注射腔；所述注射管两端分别为注射端和连接端，所述注射端穿入所述井管设于所述注射腔，所述连接端与所述药剂注射装置连接；所述注射腔侧壁设有若干筛缝。2.如权利要求1所述的原位水平井土壤修复系统，其特征在于：所述水平井包括至少一个混合管组，每个所述混合管组至少包括两根所述注射管；所述药剂注射装置为多个，每根所述注射管的连接端均连接一个所述药剂注射装置。3.如权利要求2所述的原位水平井土壤修复系统，其特征在于：所述药剂注射装置包括药剂罐和注射泵，所述注射泵连接所述药剂罐，所述注射泵还连接所述注射管的连接端。4.如权利要求2-3任一项所述的原位水平井土壤修复系统，其特征在于：所述井管具有多个所述注射腔，所述注射腔两端具有封闭隔板，所述注射管穿过所述封闭隔板穿入所述注射腔。5.如权利要求4所述的原位水平井土壤修复系统，其特征在于：每个所述混合管组的注射管的注射端连接形成混合注射面，不同所述混合管组的所述混合注射面分别设于不同的所述注射腔内。6.如权利要求5所述的原位水平井土壤修复系统，其特征在于：同一所述混合管组内的不同注射管用于注射不同药剂。7.一种原位水平井土壤修复方法，其特征在于：钻孔步骤：确定待治理土壤区域，选定钻进点，钻进设备由所述钻进点钻入土层，所述钻进设备在所述待...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓一荣，陆海建，吕明超，龙涛，尹业新，李朝晖，肖荣波，徐敏，祝欣，郭洪旭，李洪伟，周海燕，杨婕，
申请(专利权)人：广东省环境科学研究院，环境保护部南京环境科学研究所，南京贻润环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44