重金属污染场地注入制造技术

本发明专利技术提供了一种重金属污染场地注入

【技术实现步骤摘要】
重金属污染场地注入、监测、探测一体化修复设备与方法


[0001]本专利技术涉及污染土修复领域，特别涉及一种重金属污染场地注入
、
监测
、
探测一体化修复设备与方法
。

技术介绍

[0002]我国现存大量的重金属污染场地，严重威胁着生态环境安全与人类健康
。
重金属是影响全国农用地土壤环境质量的主要污染物，以镉
、
铜
、
铅
、
铬
、
锌
、
镍的污染情况较为普遍，其中工业行业带来的重金属污染尤其显著
。
由于我国工业化起步晚，但进程较快，同一块工业场地企业类型变化频繁，因此，我国的工业重金属污染场地多为多金属复合污染场地
。
由于土体中重金属滞留能力强
、
可降解性差等特点，所以重金属污染带来的影响可长达数十乃至数百年
。
同时，土体中的重金属在地下水渗流作用下不断迁移，水平距离可达数公里
、
深度近百米，危害范围不断扩大；且能在迁移的过程中发生一系列物理化学反应，在土壤环境中实现形态转化，使清除变得更加困难
。
此外，重金属还能通过土壤
‑
水
‑
植物系统进入动植物体内，进而通过食物链和地下水等间接或直接进入人体，造成慢性中毒
。
因此，重金属污染场地治理是社会的迫切需求
。
[0003]重金属污染场地常用的修复方法有：换土填埋
、
水泥窑焚烧
、
土壤淋洗
、
微生物植物修复及原位注入化学修复等
。
原位注入化学修复是众多原位修复方法中应用最广泛的一种，是指通过向污染区域的土壤注入氧化剂或还原剂，通过氧化或者还原作用，使土体中的污染物转化为无毒或毒性相对较小的物质，进而达到修复目的
。
[0004]以我国广泛存在的铅
、
锌污染场地为例，通过原位注入化学修复法将负载型纳米零价铁注入到地下污染层中，纳米零价铁能有效地去除土壤中的
Pb
2+
和
Zn
2+
，去除率高达
90
％
。
但是原位注入修复铅锌污染场地仍然存在以下问题：
[0005](1)
在结构复杂
、
差异性较大的地层中注入时，修复剂易沿优势通道渗透，达不到理想的扩散效果；
[0006](2)
注入过程中修复剂迁移不可控
、
扩散范围无法监测；
[0007](3)
完成注入之后，修复剂最终扩散半径无法检测；
[0008](4)
无法实现修复剂定深
、
定量
、
定点注入
。
[0009]针对上述问题，需要寻求一种操作方便易行，同时维护成本低
、
在实际工程中具有可推广性的重金属污染场地负载型修复剂配制
、
注入
、
监测
、
探测一体化装置与方法
。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供了一种重金属污染场地注入
、
监测
、
探测一体化修复设备与方法，其目的是为了解决现有的原位注入化学修复的弊端
。
[0011]为了达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种重金属污染场地注入
、
监测
、
探测一体化修复设备，包括：
[0012]注入装置，包括储液罐和多个用于置入注入井内的分层注入单元，所述分层注入
单元包括上膨胀体和下膨胀体，所述上膨胀体与下膨胀体之间设置有底端封闭的花管，所述花管的顶端与所述储液罐连通；
[0013]实时监测装置，包括多个温湿度传感器，所述温湿度传感器用于设置在监测井；
[0014]检测装置，用于检测待修复区域的电阻率
。
[0015]优选地，所述注入装置还包括空压机和气体压力控制器，所述气体压力控制器与所述空压机通过气体管路连通，所述气体压力控制器上设置有至少两个独立控制的压力出口，其中一个压力出口与储液罐连通，其余压力出口分别连通有多个膨胀管路，每个所述膨胀管路分别与一个分层注入单元的上膨胀体和下膨胀体连通以控制多个分层注入单元内的上膨胀体和下膨胀体的膨胀幅度；
[0016]所述储液罐内设置有气囊，与储液罐连通的压力出口通过控制气囊的膨胀将储液罐内的注入液排入花管内
。
[0017]优选地，所述膨胀管路上设置有压力表储液罐与花管之间设置有流量计；
[0018]所述检测装置包括高密度电阻率仪和与高密度电阻率仪连接的测线，所述测线上设置有若干垂直测线的电极，所述测线设置在所述注入井处，并且测线的中心位于注入井的圆心，多根测线呈放射状排布；
[0019]重金属污染场地注入
、
监测
、
探测一体化修复设备还包括中控装置，所述中控装置与所述压力表
、
流量计
、
温湿度传感器
、
气体压力控制器
、
空压机
、
高密度电阻率仪信号连接
。
[0020]本申请还提供了一种修复方法，采用前述的重金属污染场地注入
、
监测
、
探测一体化修复设备，其特征在于，包括如下步骤：
[0021]S1.
在污染场地修复前，对待修复区域进行探测，获取待修复区域的初始电阻率；
[0022]S2.
开挖注入井和监测井，并将温湿度传感器
、
分层注入单元分别下放至监测井和注入井内；
[0023]S3.
制备修复剂；
[0024]S4.
调整上膨胀体和下膨胀体的膨胀幅度，使得上膨胀体
、
下膨胀体分别与注入井的内壁发生紧密接触；
[0025]S5.
将修复剂通过花管注入到上膨胀体
、
下膨胀体之间的污染层，并且在注入的过程中实时获取各监测井温度和湿度随时间的变化以及修复剂注入量随时间的变化；
[0026]S6.
修复剂注入完毕后，对待修复区域进行探测，获得修复后的电阻率
。
[0027]优选地，在步骤
s2
中，注入井深至污染层，若干监测井环绕注入井布设，并且监测井的扩散深度和扩散半径不同
。
[0028]优选地，修复剂为膨润土悬浮液携带高岭土负载纳米零价铁的悬浊液，膨润土为钠化改性膨润土
。
[0029]优选地，所述高岭土负载纳米零价铁中纳米零价铁的质量比为
25
％
‑
33
％
。
[0030]优选地，悬浊液中的膨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种重金属污染场地注入
、
监测
、
探测一体化修复设备，其特征在于，包括：注入装置，包括储液罐
(11)
和多个用于置入注入井
(a)
内的分层注入单元，所述分层注入单元包括上膨胀体
(121)
和下膨胀体
(122)
，所述上膨胀体
(121)
与下膨胀体
(122)
之间设置有底端封闭的花管
(123)
，所述花管
(123)
的顶端与所述储液罐
(11)
连通；实时监测装置，包括多个温湿度传感器
(21)
，所述温湿度传感器
(21)
用于设置在监测井
(b)
；检测装置，用于检测待修复区域的电阻率
。2.
根据权利要求1所述的重金属污染场地注入
、
监测
、
探测一体化修复设备，其特征在于：所述注入装置还包括空压机
(13)
和气体压力控制器
(14)
，所述气体压力控制器
(14)
与所述空压机
(13)
通过气体管路连通，所述气体压力控制器
(14)
上设置有至少两个独立控制的压力出口，其中一个压力出口与储液罐
(11)
连通，其余压力出口分别连通有多个膨胀管路
(124)
，每个所述膨胀管路
(124)
分别与一个分层注入单元的上膨胀体
(121)
和下膨胀体
(122)
连通以控制多个分层注入单元内的上膨胀体
(121)
和下膨胀体
(122)
的膨胀幅度；所述储液罐
(11)
内设置有气囊，与储液罐
(11)
连通的压力出口通过控制气囊的膨胀将储液罐
(11)
内的注入液排入花管
(123)
内
。3.
根据权利要求1所述的重金属污染场地注入
、
监测
、
探测一体化修复设备，其特征在于：所述膨胀管路
(124)
上设置有压力表，储液罐
(11)
与花管
(123)
之间设置有流量计
(125)
；所述检测装置包括高密度电阻率仪
(31)
和与高密度电阻率仪
(31)
连接的测线
(32)
，所述测线
(32)
上设置有若干垂直测线
(32)
的电极
(33)
，所述测线
(32)
设置在所述注入井
(a)
处，并且测线
(32)
的中心位于注入井
(a)
的圆心，多根测线
(32)
呈放射状排布；重金属污染场地注入
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺勇，魏贺，江钧，宋相志，黄艳凤，张可能，朱考飞，张召，金福喜，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：