一种原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法技术

本发明专利技术公开了一种原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法，包括如下步骤：S1、在六价铬污染的低渗透介质中置入冷冻驱替装置，对污染的低渗透介质进行冷冻驱动处理，使低渗透性介质中冻结锋面向前推进，六价铬随水的相变而不断排出到未冻结侧，并在未冻结侧形成富集带，最终被驱替到中或高渗透介质的控制区；S2、在控制区内，将从低渗透性介质体中冷冻驱替出来的高浓度六价铬水体抽出。本发明专利技术采用冷冻驱替方式，为低渗透介质中的六价铬污染提供了一种有效的原位修复方法，无需投放药剂，不会产生次生污染，且可实现均匀修复，适于推广应用。

A method for in situ remediation of hexavalent chromium contamination in low permeability media

【技术实现步骤摘要】
一种原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法
本专利技术涉及地下水污染治理领域，特别是涉及一种原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法。
技术介绍
低渗透介质具有渗透性差、其中的地下水几乎不流动、修复药剂难以注入并均匀分布等特点，其一旦被污染，现有技术很难将其修复。现有抽出-处理是治理地下水污染最常用的技术，但也存在些限制因素，主要表现在：(1)修复耗时长，工程经验一般要求需置换上几十个孔隙体积的水量，才可使其中的污染物含量达标，耗时可能需要几年至几十年；(2)受介质条件影响大，在低渗透性介质区，该技术几乎无效。可渗透反应墙技术(permeablereactivebarrier，简称PRB)是近年来比较流行有效的地下水污染原位处理方法，但只能处理通过墙体的污染物，同时对于场地的性质、含水层以及水文地质条件有较高要求。且由于其是被动修复技术，在低渗透性介质区，需要漫长的运行时间。低渗透性介质区，PRB技术更适合控制污染扩散。原位化学修复，需要将修复药剂注入含水介质中，并于污染物相接触，且药剂分布越均匀效果越好。但对于低渗透性介质区，药剂很难注入，更难以均匀分布。由此可见，上述现有的低渗透介质区的地下水污染在处理方法上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种适用于低渗透介质中六价铬污染的原位修复的方法，成为当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法，使其修复效果好、不存在修复盲区并且不会产生次生污染。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案:一种原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法，包括如下步骤：S1、在六价铬污染的低渗透介质中置入冷冻驱替装置，对污染的低渗透介质进行冷冻驱动处理，使低渗透性介质中冻结锋面向前推进，六价铬随水的相变而不断排出到未冻结侧，并在未冻结侧形成富集带，最终被驱替到中或高渗透介质的控制区；S2、在控制区内，将从低渗透性介质体中冷冻驱替出来的高浓度六价铬水体抽出。作为本专利技术进一步地改进，所述S1中的冷冻驱替装置包括冷浴循环管以及与冷浴循环管连接的冷浴循环泵，所述冷浴循环管内置有多个温度传感器，所述冷浴循环管置入低渗透介质中。进一步地，所述冷浴循环管包括与冷浴循环泵直接连接的冷浴循环内管，所述多个温度传感器均匀设置在冷浴循环内管中，在所述冷浴循环内管外还套设有冷浴循环外管。进一步地，通过控制冷浴循环泵的温度及其变化速率来对冷浴循环管进行人工降温，并通过温度传感器进行实时监测，使冷冻条件达到驱替六价铬的要求。进一步地，所述S1中，根据低渗透介质污染区的情况确定冷浴循环管横向或竖向置入；当污染区宽度大于高度时，采用冷浴循环管横向置入的方式，当污染区高度大于宽度时，采用冷浴循环管纵向置入的方式；所述控制区设置抽水井，相应地，所述抽水井横向或纵向置入。进一步地，所述S1中，冷浴循环管置入低渗透介质污染区的中间或一侧，冷浴循环管设置一排，向两侧或一侧进行冷冻驱替。进一步地，在所述S1步骤的同时，对所述冷冻驱替过程中的进行监测，包括在所述冷冻驱替装置至控制区之间的低渗透介质中均匀布设多个监测传感器，监测传感器还通过数据采集器连接监控计算机，通过监测传感器获得冻结温度分布情况，监测冻结锋面的位置及六价铬的分布情况。进一步地，所述监测传感器通过监测温度、含水率来确定六价铬浓度。进一步地，所述S2中，通过在控制区内设置抽水井，利用水泵将从低渗透性介质体中冷冻驱替出来的高浓度六价铬水体从抽水井中抽出。进一步地，所述S2中，还包括六价铬回收处理步骤，包括将抽出的高浓度六价铬水体经污水处理装置进行处理，然后经排放管道排至收纳水体中。通过采用上述技术方案，本专利技术至少具有以下优点：本专利技术采用冷冻驱替的方式，对低渗透介质进行冷冻处理，驱动含有六价铬的水体向中或高渗透介质的控制区移动，进而进行含六价铬的水体的抽取。采用该种方式，无需投放药剂，不会产生次生污染，通过冷冻驱替，能够较均匀地驱替低渗透介质中的六价铬，避免了传统修复药剂注入分布不均匀，修复存在盲区的现象；另外，由于是采用冷冻驱替的物理去除方式，不会产生因氧化条件改变而使污染物活化，导致浓度反弹。附图说明上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1是本专利技术一实施例的修复方法原理图(污染区宽度大于高度)；图2是本专利技术另一实施例的修复方法原理图(污染区高度大于宽度)；图3是本专利技术一实施例中的冷冻驱替装置结构示意图；图4是本专利技术一实施例中的传感器监测装置示意图；图5是本专利技术一实施例中的抽出-处理装置示意图。具体实施方式低渗透性介质污染原位修复是污染场地修复的难点，现有技术很少能够对其有效修复。本专利技术是一种利用冷冻驱动作用原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法，配合图1、2所示，包括如下步骤：S1、在六价铬污染的低渗透介质A中置入冷冻驱替装置1，对污染的低渗透介质进行冷冻驱动处理，使低渗透性介质中冻结锋面向前推进(图1、2中的箭头方向为冷冻驱动方向)，六价铬随水的相变而不断排出到未冻结侧，并在未冻结侧形成富集带，最终被驱替到中或高渗透介质的控制区B。S2、在控制区B内，将从低渗透性介质体A中冷冻驱替出来的高浓度六价铬水体通过抽出装置3抽出。如可在控制区B内设置抽水井，利用水泵将从低渗透性介质体中冷冻驱替出来的高浓度六价铬水体从抽水井中抽出。配合图3所示，冷冻驱替装置1包括冷浴循环管11以及与冷浴循环管11连接的冷浴循环泵12，冷浴循环管11内置有多个温度传感器13，使用时，冷浴循环管11置入低渗透介质A中。考虑到冷浴循环泵12的影响，与其连接的冷浴循环管11材质及规格会受到限制，同时为了满足冷却效果，优选冷浴循环管11包括冷浴循环内管111、冷浴循环外管112，其中冷浴循环内管111直接与冷浴循环泵12连接，优选设置成螺旋状或是蛇形等形状，冷浴循环外管112套在冷浴循环内管111外，对其起支撑、保护作用，多个温度传感器13均匀设置在冷浴循环内管111中。实际操作时，可先通过对六价铬污染场地的详细调查，获得受污染低渗透介质空间分布特征，如低渗透介质分布位置、尺寸、渗透性能、六价铬污染程度及分布等，从而确定设计最佳的冷冻驱替控制技术，包括其关键技术参数、冻融模式等。由于不同场地的情况不同，因此，上述参数或冻融模式可根据实际场地需要由操作人员具体选取。然后将冷浴循环管11置于低渗透介质A中，通过设置冷浴循环泵12的温度及其变化速率来对冷浴循环管11进行人工降温，并通过温度传感器13进行实时监测，使冷冻条件达到驱替六价铬的要求。利用温控系统进行冷冻驱替处理，控制其中的关键参数，使低渗透性介质中冻结锋面向前推进，六价铬随水的相变而不断排出到未冻结侧，并在未冻结侧形成富集带，最终被驱替到控制区。可以进行多次循环冷冻，多次驱替，从而提高驱替效果。作为优选的方案，本实施例可根据低渗透介质污染区的情况确定冷浴循环管横向或竖向置入；配合图1所示，当污染区宽度大于高度时，采用冷浴循环管横向置入的方式，控制区的抽水井也横向置入；其中抽水井位于冷浴循环管的上、下侧；配合图2所示，当污染区高度大于宽度时，采用冷浴循环管纵向置入的方式；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在六价铬污染的低渗透介质中置入冷冻驱替装置，对污染的低渗透介质进行冷冻驱动处理，使低渗透性介质中冻结锋面向前推进，六价铬随水的相变而不断排出到未冻结侧，并在未冻结侧形成富集带，最终被驱替到中或高渗透介质的控制区；S2、在控制区内，将从低渗透性介质体中冷冻驱替出来的高浓度六价铬水体抽出。

【技术特征摘要】
1.一种原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在六价铬污染的低渗透介质中置入冷冻驱替装置，对污染的低渗透介质进行冷冻驱动处理，使低渗透性介质中冻结锋面向前推进，六价铬随水的相变而不断排出到未冻结侧，并在未冻结侧形成富集带，最终被驱替到中或高渗透介质的控制区；S2、在控制区内，将从低渗透性介质体中冷冻驱替出来的高浓度六价铬水体抽出。2.根据权利要求1所述的原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法，其特征在于，所述S1中的冷冻驱替装置包括冷浴循环管以及与冷浴循环管连接的冷浴循环泵，所述冷浴循环管内置有多个温度传感器，所述冷浴循环管置入低渗透介质中。3.根据权利要求2所述的原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法，其特征在于，所述冷浴循环管包括与冷浴循环泵直接连接的冷浴循环内管，所述多个温度传感器均匀设置在冷浴循环内管中，在所述冷浴循环内管外还套设有冷浴循环外管。4.根据权利要求2所述的原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法，其特征在于，通过控制冷浴循环泵的温度及其变化速率来对冷浴循环管进行人工降温，并通过温度传感器进行实时监测，使冷冻条件达到驱替六价铬的要求。5.根据权利要求2所述的原位修复低渗透介质中六价铬污染的方法，其特征在于，所述S1中，根据低渗透介质污染区的情况确定冷浴循环管横向或竖向置入；当污染区宽度大于高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明柱，马翠艳，陈长夫，莫小杰，黄欢，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11