一种地下水原位化学修复药剂优化注入系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种地下水原位化学修复药剂优化注入系统，该系统包括修复药剂注入装置、地下水监测井和修复药剂注入控制系统，所述修复药剂注入装置由注药罐和注药井组成，地下水监测井内设有投入式水质传感器；所述修复药剂注入控制系统包括变频泵、变频器、电磁流量计、投入式静压液位计、PLC控制器，投入式静压液位计安装在注药井中，变频泵、电磁流量计安装在注药管道上，变频器、电磁流量计、投入式静压液位计、投入式水质传感器均与PLC控制器形成电路连接。本实用新型专利技术注入系统能使地下水原位修复药剂顺利持续注入至含水层介质孔隙，缩短注药时间和修复工期，注药修复过程中可完全避免出现反浆现象，提高地下水原位化学修复的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种地下水原位化学修复药剂优化注入系统
本技术涉及地下水原位修复
，具体涉及一种地下水原位化学修复药剂优化注入系统。
技术介绍
地下水污染修复与防治迎来了高速发展期，诸多地下水修复技术，如原位化学修复技术、可渗透反应墙、生物修复技术、监测自然衰减等技术也在逐渐应用到实际工程中。原位化学氧化技术通过向地下水污染区域注入修复药剂，通过药剂的氧化或还原作用，使地下水中的污染物转化为无毒或低毒物质的一项技术。与其他修复技术相比，该技术只需要将修复药剂通过注药井注射到地下水含水层中，成本相对较低，且化学反应速度快、强度大，降解污染物时间相对较短，能解决污染场地深层地下水污染问题。目前，地下水原位化学氧化技术存在两个待解决的关键技术问题。首先，受污染场地水文地质条件限制，场地含水层渗透系数较小时，原位化学修复技术存在药剂注入速度慢、周期长，易反浆等缺陷。其次，地下水污染物传质与化学反应条件复杂，常采用药剂过量注入的方案确保污染物降解效果，但运行成本高、药剂残留高。因此，有必要优化开发地下水原位化学修复药剂注入系统，通过稳定可控的药剂注入实现动态可控的原位化学修复，减少药剂无效过量注入，提高地下水原位化学修复技术的经济实用性。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供了一种下水原位化学修复药剂优化注入系统，通过该系统能使原位修复药剂持续注入地下水含水层，提高注药效率、减少注药量，缩短修复工期，降低修复成本，完全避免注药井反浆和过量注药引发次生污染的几率。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：本技术一种地下水原位化学修复药剂优化注入系统，包括修复药剂注入装置、地下水监测井和修复药剂注入控制系统，所述修复药剂注入装置包括注药罐、注药井，注药罐和注药井之间由注药管道相连接；所述地下水监测井内设有投入式水质传感器；所述修复药剂注入控制系统包括变频泵、变频器、电磁流量计、投入式静压液位计、PLC控制器，投入式静压液位计安装在注药井中，变频泵、电磁流量计安装在注药管道上，变频泵由变频器控制其运行频率，变频器、电磁流量计、投入式静压液位计、投入式水质传感器均与PLC控制器形成电路连接，PLC控制器根据预先设定的投入式静压液位计的液位值、投入式水质传感器设定的pH、ORP和电导率值评估地下水原位修复进程，通过变频器控制变频泵的运行频率和启停动作，实现对注药速率和注药终点的调节。本技术所述注药井侧边设有与地下水含水层相连通的流通小孔。本技术所述注药井从地表朝下依次穿过黏土层、圆砾层、泥岩层，所述投入式静压液位计从注药井的井口投放至注药井的底部。本技术的修复药剂优化注入系统具有如下有益效果：1)利用本技术的地下水原位化学修复药剂优化注入系统能使修复药剂持续注入地下水含水层，缩短注药时间和修复工期。2)利用本技术的地下水原位化学修复药剂优化注入系统能根据地下pH、ORP和电导率的动态调整注药终点，维持最佳原位化学反应条件，提高药剂利用率，降低修复成本。3)利用本技术的修复药剂优化注入系统，可完全避免注药时出现反浆现象，提高地下水原位化学修复过程中的安全性，还能节省修复成本。附图说明图1是本技术一种地下水原位化学修复药剂优化注入系统的结构示意图。图中：1-注药罐，2-搅拌器，3-注药管道，4-控制阀，5-变频泵，6-变频器，7-电磁流量计，8-注药井，9-PLC控制器，10-投入式静压液位计，11-变频泵电源线，12-搅拌器控制线路，13-变频器控制线路，14-地下水监测井，15-投入式水质传感器，16-黏土层，17-圆砾层，18-泥岩层。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案作进一步详细说明：如图1所示，本技术地下水原位化学修复药剂优化注入系统包括修复药剂注入装置、地下水监测井14和修复药剂注入控制系统；所述修复药剂注入装置包括注药罐1、注药井8，注药罐1安装有搅拌器2，可使注药罐1中的修复药剂搅拌均匀，注药罐1和注药井8之间由注药管道3相连接，注药井8从地表朝下依次穿过黏土层16、圆砾层17和泥岩层18，注药管道3伸入注药井8底部，投入式静压液位计10安装在注药井8中；所述地下水监测井14内设有投入式水质传感器15；所述修复药剂注入控制系统包括变频泵5、变频器6、电磁流量计7、投入式静压液位计10、PLC控制器9，变频泵5、电磁流量计7安装在注药管道3上，变频泵5由变频器6控制其运行频率，从而控制注药流量，变频器6与PLC控制器9之间经变频泵电源线11和变频器控制线路13连接，搅拌器2经搅拌器控制线路12与PLC控制器9连接，电磁流量计7、投入式静压液位计10、投入式水质传感器15均与PLC控制器9形成电路连接，PLC控制器9根据预先设定的投入式静压液位计10的液位值、投入式水质传感器15的pH、ORP和电导率值评估地下水原位修复进程，通过变频器6控制变频泵5的运行频率和启停动作，实现对注药速率和注药终点的调节。所述注药管道1上安装有控制阀4，可控制修复药剂从注药罐1中流出。所述注药井8侧边设有与地下水含水层相连通的流通小孔。本技术通过PLC控制器9控制变频器6与注药井8中液位形成变频联锁，当注药井8中液位高于投入式静压式液位计10设定值时，注药流量过大时，变频器6频率降低，变频泵5运行功率降低，减少注药流量，直至注药井8中液位等于投入式静压式液位计10设定值，从而实现保持注药井8中恒液位。本技术通过PLC控制器控制变频器6与监测井14中pH、ORP和电导率值形成变频联锁，若连续监测地下水的pH、ORP和电导率等指标显示该区域地下水中污染物已满足化学原位修复完成的水平时，达到注药终点，变频泵5停止工作。后续监测期内，若地下水的pH、ORP、DO和电导率等指标显示该区域地下水中污染物反弹，则变频泵5重新启动直至该区域地下水完成修复。应用本技术地下水原位化学修复药剂优化注入系统的方法，包括如下步骤：(1)将固体药剂送入注药罐1中；所述固体药剂包括但不限于过硫酸盐、高锰酸盐等氧化性药剂，包括但不限于连二亚硫酸钠、零价铁、硫酸亚铁等还原性药剂；(2)向注药罐1中加水并开启搅拌器2搅拌，配成所需浓度的修复药剂溶液，所述搅拌器的搅拌转速为50～70r/min；(3)依次开启控制阀、变频泵、变频器、电磁流量计、投入式静压液位计、投入式水质传感器，将配置好的修复药剂溶液注入注药井10中，直至完成地下水原位修复操作。(4)通过PLC控制器设定一个投入式静压液位计10的目标值，并设置注药井10中的液位与变频泵的变频联锁，使变频泵的运行频率随注药井中的液位自动控制，以保持注药井中的液位恒定。(5)通过PLC控制器控制变频器6与监测井14中pH、ORP和电导率水平形成启停联锁，若连续监测地下水的pH、ORP、DO和电导率等指标显示该区域地下水中污染物已满足化学原位修复完成的水平时，达到注本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下水原位化学修复药剂优化注入系统，其特征在于，包括修复药剂注入装置、地下水监测井和修复药剂注入控制系统，所述修复药剂注入装置包括注药罐、注药井，注药罐和注药井之间由注药管道相连接；所述地下水监测井内设有投入式水质传感器；所述修复药剂注入控制系统包括变频泵、变频器、电磁流量计、投入式静压液位计、PLC控制器，投入式静压液位计安装在注药井中，变频泵、电磁流量计安装在注药管道上，变频泵由变频器控制其运行频率，变频器、电磁流量计、投入式静压液位计、投入式水质传感器均与PLC控制器形成电路连接，PLC控制器根据预先设定的投入式静压液位计的液位值、投入式水质传感器的pH、ORP和电导率值评估地下水原位修复进程控制变频器，通过变频器控制变频泵的运行频率和启停动作，实现对注药速率和注药终点的调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种地下水原位化学修复药剂优化注入系统，其特征在于，包括修复药剂注入装置、地下水监测井和修复药剂注入控制系统，所述修复药剂注入装置包括注药罐、注药井，注药罐和注药井之间由注药管道相连接；所述地下水监测井内设有投入式水质传感器；所述修复药剂注入控制系统包括变频泵、变频器、电磁流量计、投入式静压液位计、PLC控制器，投入式静压液位计安装在注药井中，变频泵、电磁流量计安装在注药管道上，变频泵由变频器控制其运行频率，变频器、电磁流量计、投入式静压液位计、投入式水质传感器均与PLC控制器形成电路连接，PLC控制器根据预先设定的投...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢湉，卢桂宁，党志，李书迪，张荣海，张芊，苏丽丽，廖长君，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44