一种真空负压药剂注入和污染土原位强制淋洗方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种真空负压药剂注入和污染土原位强制淋洗方法与装置,属于污染土处理领域。将既可在全长度范围均匀传递真空负压又可注入浆体的工作体，按设计的间距和深度平行插入污染土中，并使该体系与外界空气隔绝；对一部分工作体抽真空，从另一部分工作体注入液体；在真空负压的吸引下，在污染土中形成空间均匀分布的细密的连续的定向液流，使药剂均匀地注入到污染土中，或使污染土中所含的可溶污染物不断地溶入液流并被强制吸出；能够实现对污染土进行原位药液注入或对污染土原位强制淋洗。由于是施加真空负压，在高注浆压力下不破坏土体结构，提高了在低渗透性土体中的可注性；可进行大面积同时处理，整体耗时少。

A Method and Device for Vacuum Negative Pressure Drug Injection and in-situ Forced Leaching of Contaminated Soil

【技术实现步骤摘要】
一种真空负压药剂注入和污染土原位强制淋洗方法与装置
本专利技术涉及一种真空负压药剂注入和污染土原位强制淋洗方法与装置,属于污染土处理领域。
技术介绍
污染土的原位处理技术，因为不需要对污染土进行挖运，不会造成场地内和场地外的二次污染，甚至不需要破坏土体结构，在很多场合是首选方案。污染土原位处理方法大多需要向污染土中注入药剂，通过药剂与污染土混合产生一系列反应，使污染物毒性降低或者变成无毒性但在低渗透性污染土中药剂注入困难，污染物与药剂混合性差，无法彻底处置污染物，因此，原位处理技术在低渗透性污染土中运用是尚未完全解决的技术难题。目前，在污染土原位处理中注入药剂的方式主要有：采用深层搅拌或高压旋喷等技术将药剂与土搅拌均匀，这类方法即破坏土体的原始结构，同时其施工有较大的能耗；注浆法采用一定的压力将药液注入土中，它不需要与土搅拌，对土体结构破坏小，但是这种方法，注入的药剂在土中沿孔隙、沿阻力最小的方向流动、渗透，液体的流向以及液体在土中的分布完全是随机的，不可控的。因此，所得到的注浆体其各部分的密度和孔隙率是不均匀的，其强度、渗透性等工程性质是不确定的，且该方法在低渗透性土中效果很差，当注入压力低时，药液难以注入，而当注入压力高时，则会在土体中产生胀裂裂隙，导致药剂沿裂隙注入，难以均匀注入。动电技术是对低渗透性土最有效的药剂注入技术，但是动电技术会显著的改变土体中的pH值及其的分布、产生氢气或氯气以及产生氧化还原等一些不利的化学反应，特别是破坏土中的营养运行、生物环境等。淋洗法是污染土处理的一种非常有效的方法。一些污染土处理方法，如固化/稳定化等方法，只是改变了污染物存在的形态，污染物仍保留在土中，这只是暂时阻止了污染物的迁移，仍然存在长期的潜在危害。而淋洗法将污染物彻底清除出土体，是一种彻底的处理方法。但是该方法难以在污染土原位处理中采用，仅有很少的场合可以利用水在重力作用下的流动对污染土进行淋洗，因而大大限制了该法的推广应用。本专利技术正是针对上述两方面的问题，提出了一种利用真空负压输入药剂和对污染土进行原位强制淋洗的方法。
技术实现思路
本专利技术的一种真空负压药剂注入和污染土原位强制淋洗方法和装置，其特征是：将既可以在全长度范围均匀传递真空负压又可以均匀注入液体的工作体，按设计的间距和深度插入污染土中，并将该体系置于与外界空气隔绝的（气密）条件下；各工作体竖向平行布置（也可不平行布置），任意一支连接真空负压源的工作体周围至少有一个工作体连接供液源；通过对一部分工作体按设计给定的真空度抽真空、强制吸出污染土中的水分，并通过另一部分工作体按设计给定的药剂种类和浓度注入液体；在真空负压的吸引下，在污染土中形成空间均匀分布的细密的连续的定向液流，使药剂均匀地注入到污染土中；当以药剂注入为目的时，则达到设计给定的药液注入量后即可结束；当以污染土淋洗为目的，则可持续上述过程，使污染土中所含的可溶污染物不断地溶入液流并被强制吸出，直至污染土中污染物减低到目标值。所述既可以在全长度范围均匀传递真空负压又可以均匀注入液体的工作体，其特征在于：工作体上同时带有贯通工作体全长的管壁密闭的管道和贯通工作体全长的外壁与外界连通的导水通道，且在工作体底端使管壁密闭的管道与外壁与外界连通的导水通道相连通，管壁密闭的管道的上端与真空负压源或供液源连接。所述既可以在全长度范围均匀传递真空负压又可以均匀注入液体的工作体，可以有如下构型：杆型工作体A，由内置的一管壁密闭的导水管与外套的管壁带有众多小孔的管道构成，将外套的管壁带孔的管道下端封闭以阻止泥土堵塞管道，内置导水管下端与外套管下端之间留出0.1mm~50mm的导水间隙，内置导水管与外套管上端密封，并分别引出导水口。外套管管壁的小孔几何形状不限，其孔径或短边尺寸为0.5mm至4.5cm，小孔总的面积与管壁面积比在5%至90%；外套管外也可外包滤层。如此制成的工作体在植入污染土后，当向内置导水管的导水口注入液体时，液体可以从外套管到的导水口流出，反之亦然；在开启真空负压源后，其中的管壁密闭的管道可以通过与之连通的管壁带孔的外套管将污染土中的水吸出，导致外套管内地下水位下降直至工作体底，从而在整条工作体周围（至少在外套管内）形成真空负压；在负压作用下，土中的水流向工作体，随后通过外套管的小孔经外套管流向管壁密闭的管道而被真空负压源吸出，如此可以始终保证在全深度范围内整条工作体周围维持真空负压。所述既可以在全长度范围均匀传递真空负压又可以均匀注入浆体的工作体，可以有如下构型：杆型工作体B，由内置的一管壁密闭的导水管与外套的管壁带有众多小孔的波纹管构成，将外套的管壁带孔的波纹管下端封闭以阻止泥土堵塞管道，内置导水管下端与外套波纹管下端之间留出0.1mm~100mm的导水间隙，内置导水管与外套波纹管上端密封，并分别引出导水口，或仅内置导水管引出导水口。外套波纹管在管壁每条环形波谷凹槽上有一系列的小孔，孔的几何形状不限，其孔径或短边尺寸为0.5mm至1cm。如此制成的工作体在植入污染土后，当向内置导水管的导水口注入液体时，液体可以从外套波纹管的导水口流出，反之亦然。当将内置导水管连接真空负压源后，该管壁密闭的导水管可以通过与之连通的管壁带孔的外套波纹管将地基中的水吸出，导致外套波纹管内地下水位下降至工作体底，从而在整条工作体周围（至少在外套波纹管内）形成真空负压；在真空负压作用下，土中的水流向工作体，随后通过外套波纹管的小孔经外套波纹管流向管壁密闭的管道而被真空负压源吸出，如此可以始终保证在全深度范围内整条工作体周围维持真空负压。该型工作体当用于连接真空负压源时，可以在其外再套滤层；当用于连接供液源（做注液管）时则不需套滤层。外管采用波谷带小孔的波纹管在用于注液管时有如下益处：若平直管体置于污染土中，由于土压力作用使土体紧贴管壁上，有可能堵塞管体上的小孔，使浆液不能顺畅流出，导致注液不能顺利完成；若使用环形波谷凹槽带小孔的波纹管时，由于土体有一定的结构性，在管壁波峰的凸起处产生土拱效应，给波谷处留出空间，使得环形波谷凹槽中的小孔至少有部分保持通透；其次，只要环形波谷凹槽中的小孔没有被全部堵死，环形波谷凹槽没有被完全填平，只要有一个小孔可以出液，则浆液就会在该波谷环中充满。因此堵塞几个小孔不会显著影响供液的均匀性。所述既可以在全长度范围均匀传递真空负压又可以均匀注入液体的工作体，可以有如下构型：条带型工作体，由带状导水体、导水体上端的接头、导水体底端的护套构成；导水体由带有贯通导水体全长的凹槽和贯通导水体全长的管壁密闭的管道的条带外包滤层构成；导水体底端的护套用以防止土体堵塞导水体的管道，保证导水体中的凹槽与管壁密闭的管道保持畅通，使水流可以在两者之间流动；导水体上端的接头将导水体中的管壁密闭的管道与一个连接真空负压源的管道密闭相连，同时可以将导水体上端的凹槽与连接另一个真空负压源的管道相连；如此构造的条带型工作体，在插入土体中后，当向管壁密闭的管道注入液体时，液体可以从与之连通的凹槽流出；在开启真空负压源后，其中的管壁密闭的管道可以通过与之连通的凹槽将地基中的水吸出，导致导水带周围（至少在滤层包围的范围内）地下水位下降直至导水带底，从而在整条导水带周围形成真空负压；在负压作用下，土中的水流向导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术提出的一种真空负压药剂注入和污染土原位强制淋洗方法和装置，其特征在于：将既可以在全长度范围均匀传递真空负压又可以均匀注入液体的工作体，按设计的排列方式、间距和深度平行插入污染土中，使该体系与外界空气隔绝，通过对一部分工作体按设计给定的真空度抽真空，其间通过另一部分工作体按设计给定的药剂种类和浓度及工艺注入液体；在真空负压的吸引下，使药剂在工作体插入的广度和深度范围内均匀的注入到污染土中；若以药剂注入为目的，则达到目标药液注入量后即可结束；若以污染土淋洗为目的，则可持续上述过程，使污染土中所含的可溶污染物不断地溶入液流并被强制吸出，直至污染土中污染物减低到目标值。

【技术特征摘要】
1.本发明提出的一种真空负压药剂注入和污染土原位强制淋洗方法和装置，其特征在于：将既可以在全长度范围均匀传递真空负压又可以均匀注入液体的工作体，按设计的排列方式、间距和深度平行插入污染土中，使该体系与外界空气隔绝，通过对一部分工作体按设计给定的真空度抽真空，其间通过另一部分工作体按设计给定的药剂种类和浓度及工艺注入液体；在真空负压的吸引下，使药剂在工作体插入的广度和深度范围内均匀的注入到污染土中；若以药剂注入为目的，则达到目标药液注入量后即可结束；若以污染土淋洗为目的，则可持续上述过程，使污染土中所含的可溶污染物不断地溶入液流并被强制吸出，直至污染土中污染物减低到目标值。2.根据权利要求1所述一种真空负压药剂注入和污染土原位强制淋洗方法和装置，既可以在全长度范围均匀传递真空负压又可以均匀注入液体的工作体，其特征在于：工作体上同时带有贯通工作体全长的管壁密闭的管道和贯通工作体全长的外壁与外界连通的导水通道，且在工作体底端使管壁密闭的管道与外壁与外界连通的导水通道相连通，管壁密闭的管道的上端与真空负压源或供液源密闭连通。3.根据权利要求1和2所述一种真空负压药剂注入和污染土原位强制淋洗方法和装置，既可以在全长度范围均匀传递真空负压又可以均匀注入液体的工作体，可以有如下构型：杆型工作体A，由内置的一管壁密闭的导水管与外套的管壁带有众多小孔的管道构成；将外套的管壁带孔的管道下端封闭，内置导水管下端与外套管下端之间留出0.1mm至100mm的导水间隙，内置导水管与外套管上端密封，内置导水管引出导水口；外套管管壁的小孔几何形状不限，其孔径或短边尺寸为0.5mm至45mm，小孔总的面积与管壁面积比在10%至90%；外套管外也可外包滤层。4.根据权利要求1和2所述一种真空负压注浆方法和装置，既可以在全长度范围均匀传递真空负压又可以均匀注入液体的工作体，可以有如下构型：杆型工作体B，由内置的一管壁密闭的导水管与外套的管壁带有众多小孔的波纹管构成；将外套的管壁带孔的波纹管下端封闭，内置导水管下端与外套波纹管下端之间留出0.1mm至100mm的导水间隙，内置导水管与外套波纹管上端密封，内置导水管引出导水口；外套波纹管在管壁每条环形波谷凹槽上有多个小孔，孔的几何形状不限，其孔径或短边尺寸为0.5mm至5mm。5.根据权利要求1和2所述一种真空负压药剂注入和污染土原位强制淋洗方法和装置，既可以在全长度范围均匀传递真空负压又可以均匀注入液体的工作体，可以有如下构型：条带型工作体，由带状导水体、导水体上端的接头、导水体底端的护套构成；导水体由带有贯通导水体全长的凹槽和贯通导水体全长的管壁密闭的管道的条带外包滤层构成；导水体底端的护套用于防止泥土堵塞管壁密闭的管道，并保证导水体中的凹槽与管壁密闭的管道保持水流畅通，可采用公知的形式；导水体上端的接头可采用公知的形式将导水体中的管壁密闭的管道与连接真空负压源或供液源的管道密闭连通；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金龙，宋德君，李建平，黄新，宋伟杰，
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