一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统及其应用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统及其应用方法，属于土壤与地下水污染控制技术领域。本发明专利技术的一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统，包括钻井、过滤装置、单泵抽提装置及注水装置；过滤装置包括混凝土层、膨润土层和填砂层，并从上至下依次设置于钻井内；单泵抽提装置包括液体环式泵、抽提管、栅式筛管和井管；注水装置包括注水管、排气孔和注水泵，注水管一端插入至井管内部，另一端在地面与注水泵连接，并固定在井管的上端面；排气孔设置在井管上端面。本发明专利技术的一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统应用方法，解决了现有技术抽提深度有限、无法确定抽提位置、抽提不彻底等难题，具有应用面广、抽提效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土壤与地下水污染控制
，具体地说，涉及一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统及其应用方法。
技术介绍
土壤与地下水污染是指因人为因素有意或无意地将对人类本身和其他生命体有害的物质施加到土壤中，使其某种成分的含量超过土壤与地下水自净能力或者明显高于土壤与地下水环境基准或土壤与地下水环境标准，并引起土壤与地下水环境质量恶化的现象。目前我国土壤与地下水污染的环境问题比较严重，已严重制约了社会的可持续发展，因此受到国家日益广泛的关注。特别是近期国务院正式批复了《全国地下水污染防治规划(2011-2020年)》，首次对全国地下水污染防治工作做出了总体部署。土壤与地下水污染的主要来源大致可以分为：工业废气、废水和废渣的排放；农药、化肥等化学制品的大量使用；污水灌溉。土壤污染的危害主要有：农作物减产和品质下降，饮用水源受到污染，人体健康受到威胁；污染物在农作物中积累，经由食物链富集于人体；以及导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。重非水相液体(DenseNon-AqueousPhaseLiquid，DNAPL)本身是由一种或几种液态有机化合物组成的，其在地下水中的形成一般是具有较大的数量，多为泄露和大量排放所致。由于DNAPL具有高密度、低界面张力、难降解性等特点，能穿透非饱和-饱和含水系统而滞留在含水层底部，因此，DNAPL是地下水中的一个持久污染源，其本身和溶解在其中的污染物会不断的溶解于地下水中污染地下水和含水层土壤。鉴于此，在一般的污染场地修复中，需首先检查场地内是否有DNAPL的存在，如果有应先将其去除方可开展后续的修复，否则修复后的土壤与地下水仍然会遭受其再次污染。中国专利公开号：202539176U，公开日：2012年11月21日的专利文献公开了一种土壤与地下水挥发性有机物原位多相抽提处置装置。该技术由抽提井系统、抽提与气液分离系统和尾气净化系统组成。土壤和地下水中的挥发性污染物在涡旋气泵和罗茨真空泵产生的负压作用下，由抽提井系统吸入离心式气液分离器进行气液分离，经过脱水干燥后的气体先进入过滤器过滤，经过旋涡气泵与罗茨真空泵再进入气液分离式活性炭吸附器，由活性炭对气体中的污染物进行吸附净化，净化完的气体经管道从排气筒排出。三套系统相结合应用，能达到对污染土壤与地下水中挥发性有机污染物的分离抽提并进行再次净化处理、达标排放的作用，且不产生二次污染，对典型工业污染场地能达到非常好的修复效果。该技术通过真空泵施加负压，利用大气压将水抽出，因此即便在理想情况下，对水的抽提深度也不能超过10米(距井口)。对于密度较大的DNAPL，抽提深度会更浅。中国专利公开号：103926172A，公开日：2014年7月16日的专利文献公开了一种用于模拟含水层中DNAPL污染物的表面活性剂强化修复过程的实验装置及方法。该专利技术采用二维可视化砂箱模拟含水层，可以直接观测和记录DNAPL污染羽在垂向和水平向的运移，并定量计算污染物的扩散面积变化，在修复效率估算和污染物迁移风险控制上具有直观可视化优势，可以在工程前期优化工艺尤其是优选表面活性剂的种类及其浓度。但是该专利技术中的注水是为了补充系统内的水量，并通过注水引入表面活性剂以提高其对DNAPL的修复效果，且注水与抽水不属于同一水源，起的作用与本专利技术专利中的作用完全不同。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的在对DNAPL进行抽提处理时，存在抽提深度有限，无法确定抽提位置，抽提不彻底等不足，本专利技术提供了一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统及其应用方法。本专利技术可以实现回收较深层次的地下水中DNAPL类物质的目的，可广泛应用于受DNAPL污染地下水的修复。2.技术方案专利技术原理：现有技术的抽提装置是通过真空泵施加负压，利用大气压将污染介质抽出的技术，因而即便在真空度为零的情况下，对水的抽提深度也不能超过10米；对于密度较大且大于水的DNAPL，抽提深度会更浅。抽提装置在抽提过程中，井中水位会慢慢下降而导致抽提越来越困难，为了避免水位的下降，本专利技术在抽提管旁并联一注水管，通过间歇或连续注水增加DNAPL上方的水面高度，进而借助水压将DNAPL更大程度的抽出。理论上，能够将DNAPL的抽提深度增加至30米以上，特别适合我国长江流域及南方地下水埋深较浅地区的地层结构。为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统，包括钻井、过滤装置和单泵抽提装置，还包括注水装置；其中：所述的过滤装置包括混凝土层、膨润土层和填砂层，并从上至下依次设置于钻井内；在所述的膨润土层设置有静态水位线；所述的单泵抽提装置包括液体环式泵、抽提管、栅式筛管和井管，其中：所述的栅式筛管和井管连成一个整体穿过混凝土层和膨润土层埋在填砂层中，并以静态水位线为分界线呈井管在上、栅式筛管在下的结构；所述的抽提管一端插入到栅式筛管的底部，另一端在地面与液体环式泵连接，并固定在井管的上端面；所述的注水装置包括注水管、排气孔和注水泵，注水管一端插入至井管内部，另一端在地面与注水泵连接，并固定在井管的上端面；排气孔设置在井管上端面。优选地，所述的抽提管在地面的部分设置有真空计。优选地，所述的抽提管插入栅式筛管的底部的一端设置有触水感应探头。优选地，所述的注水装置还包括使水位不超过静态水位线的注水流量控制机构。优选地，所述的注水流量控制机构是固定在注水管底端的水位感应器；所述的注水泵为变频水泵。优选地，所述的栅式筛管和井管材质为聚氯乙烯。一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统的应用方法，其步骤为：A、选择有受DNAPL污染的地下水的地块打出钻井，先将连成一体的栅式筛管和井管呈栅式筛管在下、井管在上延钻井的垂直中线插入钻井内部；B、在钻井内部依次填入填砂层、膨润土层和混凝土层，并将栅式筛管和井管固定在钻井内；C、将抽提管和注水管依次插入井管并固定在井管的上端面，其中：抽提管插入到栅式筛管的内部；注水管插入到静态水位线的位置；D、抽提开始前先通过控制抽提装置的排气阀将系统真空度调至最低，抽提开始后逐渐增加真空度将抽提流量控制在设定的范围内；E、当抽提流速降低时，注水管开始向钻井内注水，控制注水流速和抽提流速相当，并控制井内水位不超过静态水位线；F、当无DNAPL存在时停止抽提等待DNAPL回流，或换至下一口钻井抽提。优选地，所述的步骤E中，通过注水管向钻井中注入表面活性剂。3.有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统，包括钻井(1)、过滤装置和单泵抽提装置，其特征在于：还包括注水装置；其中：所述的过滤装置包括混凝土层(16)、膨润土层(15)和填砂层(11)，并从上至下依次设置于钻井(1)内；在所述的膨润土层(15)设置有静态水位线(7)；所述的单泵抽提装置包括液体环式泵(21)、抽提管(22)、栅式筛管(23)和井管(24)，其中：所述的栅式筛管(23)和井管(24)连成一个整体穿过混凝土层(16)和膨润土层(15)埋在填砂层(11)中，并以静态水位线(7)为分界线呈井管(24)在上、栅式筛管(23)在下的结构；所述的抽提管(22)一端插入到栅式筛管(23)的底部，另一端在地面与液体环式泵(21)连接，并固定在井管(24)的上端面；所述的注水装置包括注水管(31)、排气孔(33)和注水泵(34)，其中：注水管(31)一端插入至井管(24)内部，另一端在地面与注水泵(34)连接，并固定在井管(24)的上端面；排气孔(33)设置在井管(24)上端面。

【技术特征摘要】
1.一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统，包括钻井(1)、过滤装置和单泵抽提装
置，其特征在于：还包括注水装置；其中：
所述的过滤装置包括混凝土层(16)、膨润土层(15)和填砂层(11)，并从上至下依次
设置于钻井(1)内；在所述的膨润土层(15)设置有静态水位线(7)；
所述的单泵抽提装置包括液体环式泵(21)、抽提管(22)、栅式筛管(23)和井管(24)，
其中：所述的栅式筛管(23)和井管(24)连成一个整体穿过混凝土层(16)和膨润土层(15)
埋在填砂层(11)中，并以静态水位线(7)为分界线呈井管(24)在上、栅式筛管(23)在
下的结构；所述的抽提管(22)一端插入到栅式筛管(23)的底部，另一端在地面与液体环
式泵(21)连接，并固定在井管(24)的上端面；
所述的注水装置包括注水管(31)、排气孔(33)和注水泵(34)，其中：注水管(31)
一端插入至井管(24)内部，另一端在地面与注水泵(34)连接，并固定在井管(24)的上
端面；排气孔(33)设置在井管(24)上端面。
2.根据权利要求1所述的一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统，其特征在于：所
述的抽提管(22)在地面的部分设置有真空计(26)。
3.根据权利要求1或2所述的一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统，其特征在于：
所述的抽提管(22)插入栅式筛管(23)的底部的一端设置有触水感应探头(8)。
4.根据权利要求1或2所述的一种受DNAPL污染的地下水原位修复系统，其特征在于：
所述的注水装置还包括使水位不超过静态水位线(7)的注水流量控制机构。
5.根据权利要求4所述的一种受DN...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，龙涛，林玉锁，陈樯，祝欣，
申请(专利权)人：环境保护部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32