一种用于土壤地下水污染修复的多层级曝气井装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种一种用于土壤地下水污染修复的多层级曝气井装置和方法，采用筛管、连接管和延长管组成的多层级曝气井装置，能够实现对被修复场地的同一点位的N个不同目标曝气深度位置同时进行多层级曝气，有效的增大了曝气流量、减小渗气夹角，解决现有技术中仅从曝气井底部筛管进行曝气所存在的问题，增强了地下水修复过程中含水层上部污染物的去除速率，因此，本发明专利技术能够增强曝气强度，以增强气相、水相、NAPL相之间的传质过程，提升污染物向气相扩散的能力，由此提升地下水污染曝气修复中污染物的去除效率，缩短地下水修复治理时间，降低修复周期及成本。降低修复周期及成本。降低修复周期及成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于土壤地下水污染修复的多层级曝气井装置和方法


[0001]本专利技术涉及土壤地下水修复领域，具体的说是一种用于土壤地下水污染修复的多层级曝气井装置和方法。

技术介绍

[0002]地下水污染曝气修复技术(Air Sparging，AS)是一种新兴的去除土壤和地下水中可挥发有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)的原位修复技术。它最早于1985年在德国开始应用，被认为是去除饱和土壤和地下水中可挥发有机化合物的最有效方法，目前备受关注，全美很多地方都采用了该技术来进行地下水的修复，并取得了很好的效果，该技术有良好的应用前景。
[0003]原位曝气过程可定义为在一定压力条件下，将一定体积的压缩空气注入含水层中，通过吹脱、挥发、溶解、吸附
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解吸和生物降解等作用将污染物去除。通常情况下，污染物首先会进行NAPL相至水相的传质过程(主要包括溶解过程)，溶解于水相中的污染物通过扩散、平流等传质过程迁移至气体通道附近(气
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水界面处)，最后通过水
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气传质过程使得污染物进去气相，并受上升气体及真空压力作用被携带出水层。在相对可渗透的条件下，当饱水带中同时存在挥发性有机污染物和可被好养生物降解的有机污染物，或存在上述一种污染物时，可以应用原位曝气法对被污染水体进行修复治理。但是，该项技术存在以下不足：影响因素较多，若曝气井过深、土壤非均一性，由于传统曝气工艺只能从曝气井底部筛管进行曝气，可能形成优先流，使得含水层上层将会存在部分地下水中曝气量减少，降低修复效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题之一是：提供一种用于土壤地下水污染修复的多层级曝气井装置。
[0005]解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种用于土壤地下水污染修复的多层级曝气井装置，其特征在于，由按以下布置方式设置的多根曝气井管组成；
[0007]所述曝气井管包含：N根筛管、N
‑
1根连接管和若干根延长管，其中，N为所述多层级曝气井装置的曝气层级数量，N≥2，所述筛管用于曝气，所述连接管的中部设有隔板，该隔板设有N
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1个安装孔，且每一个安装孔均安装有相互连通的两个曝气管道接头，该两个曝气管道接头用于连接曝气管道并分别位于隔板的上方和下方；另外，隔板也可以设置多于N
‑
1个安装孔，以使连接管作为通用件而适用于具有不同曝气层级数量N的多层级曝气井装置，并在使用时将除安装有曝气管道接头的N
‑
1个安装孔之外的其余安装孔用堵头进行封堵。
[0008]所述布置方式为：全部曝气井管从上至下布置，且上下相邻的两根曝气井管的管口相互连接固定；其中，位于最上端的曝气井管为若干根延长管，所述N根筛管和N
‑
1根连接管从上至下交替布置，且通过在合适的筛管和连接管之间布置若干根所述延长管，以调节
多层级曝气井装置的整体长度，并使每一根所述筛管均处于其对应的目标曝气深度位置。例如：图1中，包含两根筛管和一根连接管，通过上下两处的延长管，使位于两根筛管分别处于其对应的目标曝气深度位置。
[0009]优选的：所述筛管、连接管和延长管的两端均分别设有外螺纹管口和内螺纹管口，以使得筛管、连接管和延长管中的任意两者均能够通过螺纹连接；由此实现上下相邻的两根曝气井管的管口相互连接固定，具有连接方便可靠的优点。
[0010]其中，所述筛管优选采用U
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PVC材质，筛管的长度优选为1000mm，筛管两端的螺纹管口优选长度为100mm，筛管的筛孔直径优选为0.03mm。所述连接管优选采用PA材质，连接管的公称直径优选为DN63，连接管的长度优选为150mm，连接管两端的螺纹管口优选长度为70mm，隔板的厚度优选为10mm。所述延长管的公称直径优选为DN63。
[0011]优选的：所述曝气管道为软管，所述曝气管道接头为快速接头。
[0012]本专利技术所要解决的技术问题之二是：提供一种用于土壤地下水污染修复的方法。
[0013]解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0014]一种用于土壤地下水污染修复的方法，其特征在于，包括：
[0015]步骤S1、制备所述多层级曝气井装置，且该多层级曝气井装置的曝气层级数量N和每一根筛管的目标曝气深度位置适应于被修复场地，一般由被修复场地的污染物位置、地下水深度、地质条件决定；
[0016]并且，为所述多层级曝气井装置安装N条曝气管道，使得该N条曝气管道的上端口位于多层级曝气井装置之外，该N条曝气管道的下端口分别伸入至所述N根筛管内；其中，N
‑
1条所述曝气管道通过所述N
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1根连接管内的曝气管道接头连接形成，曝气管道和曝气管道接头的连接处优选采用O型圈密封；
[0017]步骤S2、用土壤建井钻机，在所述被修复场地进行现场建井，以获得达到预设深度的钻井；
[0018]步骤S3、将所述多层级曝气井装置放置到所述钻井中，并在多层级曝气井装置与钻井之间的间隙中填入填充材料，以固定所述多层级曝气井装置；其中，在所述筛管所在的深度处，所述填充材料为粒径在1mm至2mm之间的石英砂；在位于最上端的延长管所在的深度处，所述填充材料为粉末状膨润土、水泥和清洁水的混合物，以对多层级曝气井装置起到密封盒固定的作用，防止多层级曝气井装置在工作中受压力作用向上移动；在多层级曝气井装置的其余位置所在的深度处，所述填充材料为膨润土；
[0019]步骤S4、将所述N条曝气管道的上端口分别通过曝气流量计连接至曝气机，所述曝气流量计的输出端和曝气机的控制端分别与控制系统电性连接，以控制曝气机分别通过各条曝气管道和相应的筛管对被修复场地的N个目标曝气深度位置进行曝气。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]第一，本专利技术采用筛管、连接管和延长管组成的多层级曝气井装置，能够实现对被修复场地的同一点位的N个不同目标曝气深度位置同时进行多层级曝气，有效的增大了曝气流量、减小渗气夹角，解决现有技术中仅从曝气井底部筛管进行曝气所存在的问题，增强了地下水修复过程中含水层上部污染物的去除速率，因此，本专利技术能够增强曝气强度，以增强气相、水相、NAPL相之间的传质过程，提升污染物向气相扩散的能力，由此提升地下水污染曝气修复中污染物的去除效率，缩短地下水修复治理时间，降低修复周期及成本。
[0022]第二，本专利技术用于土壤地下水污染修复的方法，具有施工难度小、施工周期短、设备运行成本低的优点。
附图说明
[0023]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：
[0024]图1为本专利技术的实例之一的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术中筛管、连接管和延长管的结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合实施例及其附图对本专利技术进行详细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于土壤地下水污染修复的多层级曝气井装置，其特征在于，由按以下布置方式设置的多根曝气井管组成；所述曝气井管包含：N根筛管(1)、N
‑
1根连接管(2)和若干根延长管(3)，其中，N为所述多层级曝气井装置的曝气层级数量，N≥2，所述筛管(1)用于曝气，所述连接管(2)的中部设有隔板(2
‑
1)，该隔板(2
‑
1)设有N
‑
1个安装孔(2
‑
1a)，且每一个安装孔(2
‑
1a)均安装有相互连通的两个曝气管道接头，该两个曝气管道接头用于连接曝气管道(4)并分别位于隔板(2
‑
1)的上方和下方；所述布置方式为：全部曝气井管从上至下布置，且上下相邻的两根曝气井管的管口相互连接固定；其中，位于最上端的曝气井管为若干根延长管(3)，所述N根筛管(1)和N
‑
1根连接管(2)从上至下交替布置，且通过在合适的筛管(1)和连接管(2)之间布置若干根所述延长管(3)，以调节多层级曝气井装置的整体长度，并使每一根所述筛管(1)均处于其对应的目标曝气深度位置。2.根据权利要求1所述用于土壤地下水污染修复的多层级曝气井装置，其特征在于：所述筛管(1)、连接管(2)和延长管(3)的两端均分别设有外螺纹管口和内螺纹管口，以使得筛管(1)、连接管(2)和延长管(3)中的任意两者均能够通过螺纹连接。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱鑫，周龑，杜超伦，徐军，张家铭，郑乐鑫，杨光侩，徐悦，
申请(专利权)人：中石化第五建设有限公司，
类型：发明
国别省市：