CN109821880A - 一种土壤高压旋喷修复工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤高压旋喷修复工艺，包括标注钻孔、引孔处理、旋喷药液、封孔步骤；本发明工艺具有修复药剂分散快、混合均匀的优点，土壤修复高效，特别适用于苯、苯并（a）芘等处于土壤深层的有机物污染。本发明还公开了一种土壤高压旋喷修复工艺的装置，包括引孔平台、旋喷平台；本发明装置采用升降式对引孔进行钻孔处理，操作方便；钻孔完毕后，通过卷扬机控制链式滑架下放入孔，链式滑架由多段滑架组成的链式结构，一方面利于下放入孔，另一方面对高压供药软管、压缩空气软管起到装载作用，利于修复药液旋喷头、压缩空气旋喷头在工作过程中不断上升并旋转喷射，而且操作简单、便捷。
Description
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种土壤高压旋喷修复工艺及装置。
背景技术
土壤中有机污染物是污染物中的一个大类，虽然有机污染物没有重金属污染物严重，但对农产品和人体健康的影响已经凸显。同时，随着城市化和工业化进程的加快，城市和工业区附近的土壤有机污染日益加剧。有机污染物中，苯系污染物引起的疾病和环境公害事件屡见不鲜。现有技术有的是通过拌施土壤修复药剂来对苯系污染物土壤进行修复的，然而存在修复效果不佳的问题。为此，研发一种能够解决上述问题的土壤高压旋喷修复工艺及装置是非常必要的。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种土壤高压旋喷修复工艺。
本发明的第二目的在于提供一种土壤高压旋喷修复工艺的装置。
本发明的第一目的是这样实现的，包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为2~10m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
本发明的第二目的是这样实现的，包括引孔平台、旋喷平台，引孔平台通过支架设于旋喷平台上方，所述的引孔平台上设有立架、第一卷扬机，第一卷扬机的绳索经立架顶部滑轮导向，与立架侧面的连杆上端连接，所述的连杆下端穿过引孔平台上设置的导向套，连杆下端与钻孔机构连接，所述的旋喷平台上设有导轨，且导轨端部呈向下弯曲状，弯曲端部设有限位块，所述的导轨上设有与导轨滑动配合的链式滑架，链式滑架末端设有修复药液旋喷头、压缩空气旋喷头，链式滑架内设有与修复药液旋喷头连接的高压供药软管、与压缩空气旋喷头连接的压缩空气软管，高压供药软管、压缩空气软管分别设有电磁阀，所述的旋喷平台下方设有第二卷扬机，第二卷扬机的绳索经旋喷平台侧面设置的滑轮导向，与链式滑架顶部连接。
本发明的有益效果：
1、本发明工艺通过对待修复土壤进行合理布设引孔位置，修复药液旋从钻孔自下而上旋转喷射并不断上升，喷射药液过程中，辅助有压缩空气流，增强药剂扩散速率以及扩大扩散范围，上升时，高压药液流和压缩空气流对土体进行切割搅拌，达到药剂迅速与土壤充分混合的效果，同时由于药液流压力高，并配合压缩空气流，促使药液在土壤含水层中扩散；本发明工艺具有修复药剂分散快、混合均匀的优点，土壤修复高效，特别适用于苯、苯并（a）芘等处于土壤深层的有机物污染；
2、本发明装置采用升降式对引孔进行钻孔处理，操作方便；钻孔完毕后，通过卷扬机控制链式滑架下放入孔，链式滑架由多段滑架组成的链式结构，一方面利于下放入孔，另一方面对高压供药软管、压缩空气软管起到装载作用，利于修复药液旋喷头、压缩空气旋喷头在工作过程中不断上升并旋转喷射，而且操作简单、便捷；本发明装置集钻孔、旋喷药液及旋喷压缩空气功能于一体，在土壤修复操作过程中减少了设备挪动调整位置的环节，便于工人使用；作为优选方案，本发明装置的压缩空气旋喷头有两个，修复药液旋喷头设于两压缩空气旋喷头之间，使药液流位于两层压缩空气流之间，进一步提高药剂速率以及扩散范围。
附图说明
图1为本发明的钻孔位置标注示意图；
图2为本发明装置的结构示意图；
图3为图2中钻孔机构工作时的使用状态结构示意图；
图4为图2中修复药液旋喷头、压缩空气旋喷头工作时的使用状态结构示意图；
图中：1-引孔平台，2-旋喷平台，3-立架，4-第一卷扬机，5-连杆，6-导向套，7-导轨，8-链式滑架，9-修复药液旋喷头，10-压缩空气旋喷头，11-高压供药软管，12-压缩空气软管，13-第二卷扬机，14-移动装置，15-土壤，16-钻孔，17-扩散区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
如附图1~图4所示本发明土壤高压旋喷修复工艺，包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为2~10m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
优选地，步骤C完毕后，再次重复步骤C，重复至少1次。
优选地，钻孔为10孔/25m2。
优选地，钻孔直径为0.8~1.2m，两相邻钻孔的中心距为1.4~1.6m。
优选地，待处理地块为方形地块，所述的钻孔中最边缘的钻孔一部分位于方形地块内，另一部分位于方形地块外，两相邻钻孔的扩散区之间有重叠。
优选地，所述的有机物污染为苯和/或苯并（a）芘。
优选地，所述的苯污染深度为地表以下 2~9 m，所述的苯并（a）芘污染深度为地表以下2~7m。
土壤高压旋喷修复工艺的装置，包括引孔平台1、旋喷平台2，引孔平台1通过支架设于旋喷平台2上方，所述的引孔平台1上设有立架3、第一卷扬机4，第一卷扬机4的绳索经立架3顶部滑轮导向，与立架3侧面的连杆5上端连接，所述的连杆5下端穿过引孔平台1上设置的导向套6，连杆5下端与钻孔机构连接，所述的旋喷平台2上设有导轨7，且导轨7端部呈向下弯曲状，弯曲端部设有限位块，所述的导轨7上设有与导轨7滑动配合的链式滑架8，链式滑架8末端设有修复药液旋喷头9、压缩空气旋喷头10，链式滑架8内设有与修复药液旋喷头9连接的高压供药软管11、与压缩空气旋喷头10连接的压缩空气软管12，高压供药软管11、压缩空气软管12分别设有电磁阀，所述的旋喷平台2下方设有第二卷扬机13，第二卷扬机13的绳索经旋喷平台2侧面设置的滑轮导向，与链式滑架8顶部连接。
优选地，所述的旋喷平台2通过支架设于移动装置14上，所述的第二卷扬机13设于移动装置14上。
优选地，还包括控制装置、控制面板，控制装置分别与第一卷扬机4、钻孔机构、第二卷扬机13、电磁阀、控制面板电连接。
优选地，所述的移动装置14与控制装置电连接。
优选地，所述的控制装置为PLC控制器或单片机。
优选地，所述的压缩空气旋喷头10有两个，修复药液旋喷头9设于两压缩空气旋喷头10之间。
优选地，所述的高压供药软管11通过管道与输送泵连接，输送泵通过管道与储药罐连接。
优选地，所述的压缩空气软管12通过管道与空压机连接。
本发明装置的工作原理和工作过程：首先将本装置移动至钻孔位置，将钻孔机构对准钻孔位置；然后启动钻孔机构同时不断控制第一卷扬机4将连杆5下降，使钻孔机构钻出设定深度的引孔；然后第一卷扬机4带动钻孔机构回到起始位置；
先推动链式滑架8在导轨7上向弯曲端滑动，使链式滑架8一部分从导轨7弯曲端滑出至引孔中，然后启动第二卷扬机13；控制绳索将链式滑架8下放，使修复药液旋喷头9，压缩空气旋喷头10下放至引孔底部；此时通过控制装置启动电磁阀，修复药液旋喷头9向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头10喷出压缩空气，压缩空气可扩大药剂速率以及扩散范围；进一步，两压缩空气旋喷头10之间设置修复药液旋喷头9，药液流位于两层压缩空气流之间，进一步提高药剂速率以及扩散范围；修复药液旋喷头9、压缩空气旋喷头10在工作过程中，不断控制第二卷扬机13，将链式滑架8拉回，即修复药液旋喷头9、压缩空气旋喷头10不断上升，上升过程中，高压药液流和压缩空气流对土体进行切割搅拌，达到药剂迅速与土壤充分混合的效果，同时由于药液流压力高，并配合压缩空气流，促使药液在土壤含水层中扩散；修复药液旋喷头9、压缩空气旋喷头10上升至孔口，修复药液旋喷头9、压缩空气旋喷头10停止工作，第二卷扬机13停机。
下面结合实施例1~实施例9对本发明作进一步说明。
实施例1
土壤高压旋喷修复工艺，包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为2m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
实施例2
土壤高压旋喷修复工艺，包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为10m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
实施例3
土壤高压旋喷修复工艺，包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为6m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
实施例4
土壤高压旋喷修复工艺，包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为6m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
E、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
实施例5
土壤高压旋喷修复工艺，包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为6m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
E、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
F、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
实施例6
土壤高压旋喷修复工艺，包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置，钻孔为10孔/25m2；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为6m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
实施例7
土壤高压旋喷修复工艺，包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置，钻孔为10孔/25m2，钻孔直径为0.8m，两相邻钻孔的中心距为1.4m；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为6m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
实施例8
土壤高压旋喷修复工艺，包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置，钻孔为10孔/25m2，钻孔直径为1.2m，两相邻钻孔的中心距为1.6m；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为6m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
实施例9
土壤高压旋喷修复工艺，包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置，钻孔为10孔/25m2，钻孔直径为1m，两相邻钻孔的中心距为1.5m；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为6m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
Claims (10)
1.一种土壤高压旋喷修复工艺，其特征在于包括以下步骤：
A、选定待处理地块，先平整场地，然后标注钻孔位置，且相邻两排钻孔之间错位设置；
B、通过钻孔机构对钻孔做引孔处理，引孔深度为2~10m；
C、然后将修复药液旋喷头由钻孔底部逐渐向钻孔口上提，上提过程中修复药液旋喷头向钻孔四周喷出高压修复药剂流，同时压缩空气旋喷头喷出压缩空气，到钻孔口时停止高压修复药剂流、压缩空气停止喷出；
D、将钻孔封闭并静置，直至修复药剂反应完毕。
2.根据权利要求1所述的土壤高压旋喷修复工艺，其特征在于步骤C完毕后，再次重复步骤C，重复至少1次。
3.根据权利要求1所述的土壤高压旋喷修复工艺，其特征在于所述的钻孔为10孔/25m2。
4.根据权利要求1所述的土壤高压旋喷修复工艺，其特征在于所述的钻孔直径为0.8~1.2m，两相邻钻孔的中心距为1.4~1.6m。
5.根据权利要求1所述的土壤高压旋喷修复工艺，其特征在于所述的待处理地块为方形地块，所述的钻孔中最边缘的钻孔一部分位于方形地块内，另一部分位于方形地块外，两相邻钻孔的扩散区之间有重叠。
6.根据权利要求1所述的土壤高压旋喷修复工艺，其特征在于所述的有机物污染为苯和/或苯并（a）芘。
7.根据权利要求6所述的土壤高压旋喷修复工艺，其特征在于所述的苯污染深度为地表以下 2~9 m，所述的苯并（a）芘污染深度为地表以下2~7m。
8.一种根据权利要求1~7任一所述的土壤高压旋喷修复工艺的装置，其特征在于包括引孔平台（1）、旋喷平台（2），引孔平台（1）通过支架设于旋喷平台（2）上方，所述的引孔平台（1）上设有立架（3）、第一卷扬机（4），第一卷扬机（4）的绳索经立架（3）顶部滑轮导向，与立架（3）侧面的连杆（5）上端连接，所述的连杆（5）下端穿过引孔平台（1）上设置的导向套（6），连杆（5）下端与钻孔机构连接，所述的旋喷平台（2）上设有导轨（7），且导轨（7）端部呈向下弯曲状，弯曲端部设有限位块，所述的导轨（7）上设有与导轨（7）滑动配合的链式滑架（8），链式滑架（8）末端设有修复药液旋喷头（9）、压缩空气旋喷头（10），链式滑架（8）内设有与修复药液旋喷头（9）连接的高压供药软管（11）、与压缩空气旋喷头（10）连接的压缩空气软管（12），高压供药软管（11）、压缩空气软管（12）分别设有电磁阀，所述的旋喷平台（2）下方设有第二卷扬机（13），第二卷扬机（13）的绳索经旋喷平台（2）侧面设置的滑轮导向，与链式滑架（8）顶部连接。
9.根据权利要求8所述的土壤高压旋喷修复工艺的装置，其特征在于所述的旋喷平台（2）通过支架设于移动装置（14）上，所述的第二卷扬机（13）设于移动装置（14）上。
10.根据权利要求8所述的土壤高压旋喷修复工艺的装置，其特征在于所述的压缩空气旋喷头（10）有两个，修复药液旋喷头（9）设于两压缩空气旋喷头（10）之间。
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2019
- 2019-02-13 CN CN201910112496.4A patent/CN109821880B/zh active Active
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