一种电动力耦合循环井修复系统技术方案

本发明专利技术公开一种电动力耦合循环井修复系统，包括至少一个循环井主井单元、围绕主井单元的若干个电动力监测井单元和控制单元，循环井主井单元内含可移动柔性电极；电动力监测井单元内含可移动柔性电极兼具监测功能；控制单元通过对井内污染物的识别和判断，调谐循环井主井单元和电动力监测井单元的工作参数。本发明专利技术设置的循环井主井单元通过水力环流形成围绕循环井周围的三维循环水流修复地层中污染物，地层中污染物在水流冲刷下进入循环水流，被抽到地表修复装置中；电动力监测井和循环井主井中柔性电极通入直流电源形成电场，促进低渗透地层中污染物进入三维循环水流，实现对污染场地污染物的修复。染场地污染物的修复。染场地污染物的修复。

【技术实现步骤摘要】
一种电动力耦合循环井修复系统


[0001]本专利技术涉及复合污染场地原位修复
，特别是涉及一种电动力耦合循环井修复系统。

技术介绍

[0002]随着社会经济的发展，人们对地下水资源开发利用加剧，而且由于各类污染物不合理处置和工艺事故等频发，地下水污染严重。如重金属等污染物进入地下环境，对地下水造成严重污染。当前地下水修复技术主要有异位修复技术、生物降解技术、原位化学氧化技术、地下水曝气修复技术、可渗透反应屏障技术等，地下水循环井修复技术是一种新型修复技术，具有费用少、技术简单、效果好等显著优点，但单独采用循环井技术很难实现对场地污染物的高效快速去除，特别是在低渗透地层中，循环井周围水流会发生绕流现象，修复拖尾、反弹问题严重，使得循环井技术效果受限。
[0003]具体地，地下水循环井(GCW)修复技术是一项可以耦合原位空气扰动、气相抽提、生物修复、化学氧化、电化学修复等多种方法的修复技术，可同时实现去除地下环境中挥发性有机污染物(VOCs)、半挥发性有机污染物(SVOCs)、非水相液体(NAPLs)和部分无机污染物的污染场地原位修复技术，具有良好的应用前景。
[0004]20世纪末期，我国开始研究电动力修复污染土壤的技术方法；国内对单一电动力修复技术的研究方法已经趋于完善，最新研究成果多集中于电动力修复与其它技术的联用上，常见的联用方法包括:添加强化传输药剂法、离子交换膜法，与可渗透反应屏障或者微生物技术联用等方法；胡阳将电动力修复技术与冻融淋洗修复技术相结合，对石油污染土壤有较好的修复效果【胡阳.冻融强化电动力修复石油污染土的试验研究[D].兰州理工大学，2021.DOI:10.27206/d.cnki.ggsgu.2021.001147.】；章梅等人在电动力修复系统中加入电解液，起到了强化电动力修复铅镉污染土壤的目的【章梅，王彦君，周来等.电解液强化电动力修复铅镉污染土壤研究[J].能源环境保护，2022，36(05):53
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59.】。
[0005]公开号为CN113860662A的中国专利公开了一种地下水循环井结构、修复系统和方法，该系统包括循环井、抽水井、曝气管、抽气管、加药系统和尾气处理装置。循环井包括由外至内依次设置的外井管和内井管，外井管上下两端的管壁各设置多个筛孔，内、外井管之间设有隔离件，隔离件位于第一筛孔和第二筛孔之间，曝气管伸入内井管的下部，抽气管与循环井顶部连通；抽水井设在循环井附近，抽水井管下端井壁设有筛孔，其内的抽水管口略低于潜水水位。地下水修复方法指基于上述修复系统在修复现场开展修复的操作方法。
[0006]公开号为CN115321644A的中国专利公开了提供了一种电强化循环井系统及电强化循环井系统处理地下水中卤代烃的方法。卤代烃在地下水中带负电荷，本专利技术在循环井的外周设置若干电极对，施加直流电的情况下，使卤代烃定向迁移至循环井周边的阳极附近，将卤代烃聚集，然后通过循环井将聚集的卤代烃带出，附加电极对的循环井的修复范围得到扩大。同时，将卤代烃集中，可大幅提高对卤代烃的修复效率。电极对设置在有机物和重金属复合污染的地块，使金属阳离子等阳离子迁移至阴极附近，可将有机物和重金属分
离，使循环井对有机物处理更方便，迁移至阴极的重金属再根据监测浓度处理；金属阳离子分散迁移至污染边界四周的阴极，避免循环井因矿物沉淀发生堵塞。
[0007]公开号为CN110357348B的中国专利提供一种氯代烃污染地下水原位电化学循环井修复方法。在地下水污染区域打井，并在井中安装井管，其中每两口井为一组，每一组井中，其中一口井作为注水井，另外一口井作为抽水井，所述井管的顶端敞口、底端封闭，所述井管的下端管壁上开设若干小孔；向所述注水井内悬挂放入阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板分别通过导线与设置在井外的电源的正极和负极连接；启动电源向阳极板和阴极板通电，同时采用水泵持续抽取抽水井中的地下水注入到注水井中加强地下水流循环，注水井中产生的氢气和氧气在地下水流循环的作用下向含水层扩散促进化学/微生物降解地下水中的氯代烃。
[0008]现有用于污染场地修复的循环井技术至少存在以下不足：循环井技术主要依赖水流循环促进井周围三维含水层环境中污染溶质的运移，但在非均质地层中，特别是含若透水地层环境中，水流会发生绕流，难以修复低渗透地层中的污染。目前我国尚未形成可复制可推广的循环井场地应用成功案例，尤其是对含透镜体地层的含水层污染问题，循环井应用研究较少，现阶段所使用的循环井主体结构也多从国外厂家定制并购买，缺乏自主研发能力。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种电动力耦合循环井修复系统，以解决上述现有技术存在的问题，利用循环井技术和电动力技术的结合，促进了污染物在地层尤其是低渗透地层的运移，促进污染物进入三维循环水流被循环井所捕集；同时针对低渗透区域，调整导轨式升降器，充分利用循环井周边的电动力监测井，循环井内电极与电动力监测井内电极形成电场，实现低渗透地层精准促修复，提高了污染物运移能力，缩短了污染物的抽出时间，提高了污染物的去除速率，有效解决了循环井在低渗透地层绕流的现象。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种电动力耦合循环井修复系统，包括
[0011]一个或多个循环井主井单元，所述循环井主井单元通过水力环流形成围绕循环井周围的三维循环水流用于修复地层中污染物；所述循环井主井单元内设置有循环井主井监测器，所述循环井主井单元内通过阻隔器分为无水力联通的上下两井段，第一井段为阻隔器以上部分井管，第二井段为阻隔器以下部分井管；所述循环井主井单元设置有两个筛段，两个筛段分别设置在两个井段中，第一筛段低于潜水含水层地下水水位，第二筛段高于潜水含水层底板，所述第一筛段和第二筛段间为污染物的分布范围；所述阻隔器设置有允许水管穿过的预留孔隙，阻隔器沿井壁内侧设有一圈可移动的柔性电极穿过，柔性电极安装于阻隔器处；
[0012]围绕循环井主井单元的若干个电动力监测井单元，所述电动力监测井单元内设置有电动力监测井监测器；所述电动力监测井单元的井壁全部为花管构成，所有位置均可通过水流；所述电动力监测井单元的井壁上也设有一圈可移动的柔性电极；
[0013]控制单元，所述控制单元用于接收所述电动力监测井监测器和循环井主井监测器的电信号并对井内污染物的检测结果进行识别和控制判断，所述控制单元还用于调谐所述
循环井主井单元和电动力监测井单元的工作参数从而促进循环井主井单元中水力传输以及修复不同种类污染物复合污染。
[0014]优选地，所述第一筛段和第二筛段由在循环井主井井壁切割的若干通孔构成，注水离心泵推动循环水流从注水总管经过第二阀门进入到第一井段的第一水管里，水流由第一水管到第一井段后再通过第一筛段进入地下水含水层；水流由于水头差向第二筛段流动，水流通过第二筛段进入第二井段再进入第二水管，最后经过第一阀门进入抽水总管并被抽水离心泵泵出。
[0015]优选地，所述第一井段和第二井段内有至少16根呈圆形均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动力耦合循环井修复系统，其特征在于：包括一个或多个循环井主井单元，所述循环井主井单元通过水力环流形成围绕循环井周围的三维循环水流用于修复地层中污染物；所述循环井主井单元内设置有循环井主井监测器，所述循环井主井单元内通过阻隔器分为无水力联通的上下两井段，第一井段为位于阻隔器上方的井管，第二井段为位于阻隔器下方的井管；所述循环井主井单元设置有两个筛段，两个筛段分别设置在两个井段中，第一筛段低于潜水含水层地下水水位，第二筛段高于潜水含水层底板，所述第一筛段和第二筛段间为污染物的分布范围；所述阻隔器设置有允许水管穿过的预留孔隙，阻隔器沿井壁内侧设有一圈可移动的柔性电极穿过，柔性电极安装于阻隔器处；围绕循环井主井单元的若干个电动力监测井单元，所述电动力监测井单元内设置有电动力监测井监测器；所述电动力监测井单元的井壁全部为花管构成，所有位置均可通过水流；所述电动力监测井单元的井壁上也设有一圈可移动的柔性电极；电动力监测井单元和循环井主井单元中的柔性电极通入直流电源形成电场；控制单元，所述控制单元用于接收所述电动力监测井监测器和循环井主井监测器的电信号并对井内污染物的检测结果进行识别和控制判断，所述控制单元还用于调谐所述循环井主井单元和电动力监测井单元的工作参数从而促进循环井主井单元中水力传输以及修复不同种类污染物复合污染。2.根据权利要求1所述的电动力耦合循环井修复系统，其特征在于：所述第一筛段和第二筛段由在循环井主井井壁切割的若干通孔构成，注水离心泵推动循环水流从注水总管经过第二阀门进入到第一井段的第一水管里，水流由第一水管到第一井段后再通过第一筛段进入地下水含水层；水流由于水头差向第二筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：周睿，杜中海，闫钰，董艳红，刘方圆，俞双，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：