CN206578131U - 土壤地下水修复系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种土壤地下水修复系统，包括至少一个CO2过饱和水注入系统和多相抽提系统；CO2过饱和水注入系统包括注入井井管和CO2过饱和水供应装置，CO2过饱和水供应装置与注入井井管的上端相连接；注入井井管管壁的底部上设有注入筛孔；多相抽提系统包括抽提井井管、水气两用泵、水气分离器、气体处理装置和液相处理装置，抽提井井管的上端依次与水气两用泵、水气分离器相连接，水气分离器的气相出口和液相出口分别与气体处理装置和液相处理装置相连接；抽提井井管管壁的底部和中部上均设有抽提槽缝。本实用新型的结构简单、成本低，修复时间短、修复范围大，可以同时减少含水层土壤再次被地下水污染的风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤地下水修复技术领域，具体涉及一种土壤地下水修复系统。
背景技术
随着工业生产的高速发展，我国地下水污染的问题日益突出，地下水污染所带来的对环境和经济发展的影响也日趋显露，加强对地下水污染的治理和相应技术的开发就成为一种迫切的需要。其中，非水相污染物（NAPL）进入地下环境后会造成地下环境系统的污染,给人类的生存环境带来巨大危害。非水相液体是泄露于土壤或含水层中与水不溶混的有机液体，密度小于水的称为轻质非水相；轻质非水相通常为石油产品，如柴油、苯、二甲苯等。轻质非水相液体可被孔隙介质长期束缚，其可溶性成分还会逐渐扩散至地下水中，成为一种持久性的污染源。
基于其挥发性有机污染物的特性，土壤和地下水环境存在的轻质非水相污染物的修复通常采用地下水曝气和多相抽提技术。
地下水曝气技术被认为是去除地下水中挥发性有机污染物最有效的技术之一。其原理是新鲜的空气被喷射进饱和土壤后，在浮力作用下逐步上移至污染含水层，由于气液相浓度梯度的作用，污染物通过挥发作用进入气相，空气携带污染物在浮力的作用下继续上升，从而达到去除污染物的目的。传统的曝气方法通过将一定体积的压缩空气注入到含水层中，存在着如下缺点：（1）注入的空气扩散范围小，影响仅围绕在注入井周围。对远离注入井的污染物处理效果低；（2）注入压缩空气需要更多的动力，需要更多的能量消耗；（3）高毛细压力区域会限制空气的流动，导致存在于高毛细压力区域范围内的污染物难以得到很好处理；（3）气相速度快和流动路径短导致无法保证气液达到平衡，影响处理效果。
多相抽提技术也是当前国内外修复被挥发性有机物污染的土壤和地下水的主要技术之一，对于处理非水相液体具有很好的效果。其原理是通过同时抽取地下污染区域的土壤气体、地下水和非水相液体污染物至地面进行分离及处理，达到迅速控制并同步修复土壤与地下水污染的效果。
随着土壤地下水修复技术的发展，联合修复技术越来越遇到广泛的应用和认可，将成为未来土壤修复技术的主流。但是，现有的曝气与多相抽提技术联合仅仅抽取地下水没有补给，导致地下水位降低，无法调控地下水位。
实用新型内容
针对上述现有技术的缺点或不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、效率高的CO2饱和水注入与多相抽提联合的土壤地下水修复系统。
为解决上述技术问题，本实用新型具有如下构成：
土壤地下水修复系统，该土壤地下水修复系统包括至少一个CO2过饱和水注入系统和多相抽提系统；所述CO2过饱和水注入系统包括注入井井管和CO2过饱和水供应装置，CO2过饱和水供应装置与注入井井管的上端相连接；注入井井管管壁的底部上设有注入筛孔；所述多相抽提系统包括抽提井井管、水气两用泵、水气分离器、气体处理装置和液相处理装置，抽提井井管的上端依次与水气两用泵、水气分离器相连接，水气分离器的气相出口和液相出口分别与气体处理装置和液相处理装置相连接；抽提井井管管壁的底部和中部上均设有抽提槽缝；所述注入井井管布置于抽提井井管的周围。
所述CO2过饱和水注入系统还包括一通风井井管，所述通风井井管的管壁上设有通风槽缝，顶部设有井盖。
所述CO2过饱和水供应装置包括CO2气体装置、高压水泵和三通，CO2气体装置与三通的一入口相连通，高压水泵与三通的另一入口相连通，三通的出口与注入井井管的上端相连接。
所述三通的出口与注入井井管的上端之间，设有注入流量计。
所述水气分离器的气相出口与气体处理装置之间，设有真空泵。
所述气体处理装置为活性炭吸收器，或者废气吸收塔。
所述抽提井井管的上端与水气两用泵之间，设有真空计和抽提流量计。
所述水气两用泵或为水气双泵系统。
所述注入井井管为PVC管。
所述抽提井井管为PVC管。
与现有技术相比，本实用新型采用CO2过饱和水注入技术与多相抽提技术相联合的修复方法，同时处理以气相、地下水和非水相的污染物，修复时间短，修复范围大，同时减少含水层土壤再次被地下水污染的风险，具有结构简单、成本低、效率高等优点；注入CO2过饱和水相比于注入CO2气体，更容易达到地下水环境中，并且所需的动力减少；CO2过饱和水进入地下水环境可以使其中的CO2气体扩散到更远的范围，而且扩散面积大，而只是注入气体的话，气体扩散范围小，围绕在注入井管口周围，作用面较小；注入的CO2过饱和水的水量与抽提井抽取的地下水水量可以控制，保证了地下水位的相对稳定，克服了对地下水位的影响；注入CO2过饱和水，CO2可以迁移至渗透系数较低的区域，可以形成一个更均匀分布的地下水环境。
附图说明
图1：本实用新型土壤修复系统的布置示意图。
图2：本实用新型土壤修复系统的布置俯视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
如图1和图2所示，一种土壤地下水修复系统，包括至少一个CO2过饱和水注入系统10和多相抽提系统20。本实施例中，CO2过饱和水注入系统10的数量为4个。
所述CO2过饱和水注入系统10包括注入井井管11、CO2过饱和水供应装置12、以及通风井井管13；注入井井管11和通风井井管13布置于下文将作进一步说明的多相抽提系统20的抽提井井管21的周围（见图2），具体为：首先探测出轻质非水相污染物的范围A，在范围A中心钻抽提井，安装抽提井井管21，再在抽提井的周围钻4个注入井和通风井，安装注入井井管11和通风井井管13。
注入井井管11和通风井井管13均为PVC管，注入井井管11管壁的底部上设有注入筛孔111；通风井井管13的管壁上设有通风槽缝131，顶部设有井盖132。使用时，注入井井管11的深度低于地下水位2米至3米；通风井井管13的深度低于地下水位，包气带和饱水层均对应有通风槽缝131，系统开始运行时打开井盖132，系统关闭时关闭井盖132。
CO2过饱和水供应装置12与注入井井管11的上端相连接，包括CO2气体装置121、高压水泵122和三通123，CO2气体装置121与三通123的一入口相连通，高压水泵122与三通123的另一入口相连通，三通123的出口通过注入流量计14与注入井井管11的上端相连接。CO2过饱和水供应装置12采用高压水泵122，CO2过饱和水保持在高压的环境下以保证CO2的量，再通过注入井井管11进入地下水层后，由于压力下降而释放出CO2。
所述多相抽提系统20包括抽提井井管21、水气两用泵22、水气分离器23、气体处理装置24和液相处理装置25；抽提井井管21的上端依次与水气两用泵22、水气分离器23相连接；水气分离器23的气相出口通过真空泵26与气体处理装置24相连接，液相出口与液相处理装置25相连接；抽提井井管21的上端与水气两用泵22之间，还设有真空计27和抽提流量计28。具体实施例中，气体处理装置24为活性炭吸附器，或者废气吸收塔；根据实际情况需要，水气两用泵22可以为水气双泵系统。
抽提井井管21为PVC管，其管壁的底部和中部上均设有抽提槽缝211。使用时，抽提井井管21的深度低于地下水位3米至4米，包气带和地下水位位置处分别对应于抽提井井管21中部和底部的抽提槽缝211。
本实用新型修复系统的工作过程为：CO2过饱和水在保持高压的环境下，通过注入井井管11注入到地下水中；进入地下水中的CO2过饱和水，由于压力下降，CO2被释放、上升，并作用于非水相污染物；抽提井井管21中的非水相和受污染的地下水首先通过水气两用泵22被抽出地面，在抽提井井管21附近区域的土壤气体和非水相会随着地下水对抽提井的补给一起进入抽提井井管21而被抽出；被水气两用泵22抽出的土壤气体、地下水以及非水相会在水气分离器23内进行水气分离，分离出的气相部分经过真空泵26排入气体处理装置24，分离出的液相部分则进入液相处理装置25。在系统运行同时打开通风井13的井盖132，以保证土壤和地下水环境的通气量，系统停止时关闭井盖132。整个注入井和抽提管路应保持良好的密闭性，包括井口、管路、接口等。抽提开始后，根据观测流量，调节真空度及井管位置，使系统稳定运行。
根据本实施例的教导，本技术领域的技术人员完全可实现其它本实用新型保护范围内的技术方案。
Claims (10)
1.土壤地下水修复系统，其特征在于：该土壤地下水修复系统包括至少一个CO2过饱和水注入系统（10）和多相抽提系统（20）；
所述CO2过饱和水注入系统（10）包括注入井井管（11）和CO2过饱和水供应装置（12），CO2过饱和水供应装置（12）与注入井井管（11）的上端相连接；注入井井管（11）管壁的底部上设有注入筛孔（111）；
所述多相抽提系统（20）包括抽提井井管（21）、水气两用泵（22）、水气分离器（23）、气体处理装置（24）和液相处理装置（25），抽提井井管（21）的上端依次与水气两用泵（22）、水气分离器（23）相连接，水气分离器（23）的气相出口和液相出口分别与气体处理装置（24）和液相处理装置（25）相连接；抽提井井管（21）管壁的底部和中部上均设有抽提槽缝（211）；
所述注入井井管（11）布置于抽提井井管（21）的周围。
2.根据权利要求1所述的土壤地下水修复系统，其特征在于：所述CO2过饱和水注入系统（10）还包括一通风井井管（13），所述通风井井管（13）的管壁上设有通风槽缝（131），顶部设有井盖（132）。
3.根据权利要求1或2所述的土壤地下水修复系统，其特征在于：所述CO2过饱和水供应装置（12）包括CO2气体装置（121）、高压水泵（122）和三通（123），CO2气体装置（121）与三通（123）的一入口相连通，高压水泵（122）与三通（123）的另一入口相连通，三通（123）的出口与注入井井管（11）的上端相连接。
4.根据权利要求3所述的土壤地下水修复系统，其特征在于：所述三通（123）的出口与注入井井管（11）的上端之间，设有注入流量计（14）。
5.根据权利要求1所述的土壤地下水修复系统，其特征在于：所述水气分离器（23）的气相出口与气体处理装置（24）之间，设有真空泵（26）。
6.根据权利要求1或5所述的土壤地下水修复系统，其特征在于：所述气体处理装置（24）为活性炭吸收器，或者废气吸收塔。
7.根据权利要求1所述的土壤地下水修复系统，其特征在于：所述抽提井井管（21）的上端与水气两用泵（22）之间，设有真空计（27）和抽提流量计（28）。
8.根据权利要求1或7所述的土壤地下水修复系统，其特征在于：所述水气两用泵（22）或为水气双泵系统。
9.根据权利要求1所述的土壤地下水修复系统，其特征在于：所述注入井井管（11）为PVC管。
10.根据权利要求1所述的土壤地下水修复系统，其特征在于：所述抽提井井管（21）为PVC管。
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