一种基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理方法及系统，属于地下水修复领域。包括药剂储存单元、药剂注射单元、加压单位、监测单元、计量与控制单元和原位注射井。本系统是利用空气压力将氧化药剂通过注射井原位注入到地下水中，同时监测原位氧化反应过程中地下水的pH、氧化还原电位和电导率等关键指标，根据上述监测指标的变化自动调整注射量和注射频率等运行参数。在有效修复地下水污染的同时，还可根据地下水实时监测数据调整原位氧化药剂注射量，有效降低修复成本。

An in-situ chemical oxidation treatment method and system for groundwater pollution based on district control

The invention discloses a groundwater pollution in-situ chemical oxidation treatment method and system based on zonal control, which belongs to the field of groundwater remediation. It includes drug storage unit, drug injection unit, pressure unit, monitoring unit, measurement and control unit and in-situ injection well. The system uses air pressure to inject oxidant into groundwater in situ through injection wells. At the same time, it monitors the key indicators of groundwater such as pH, redox potential and conductivity during in situ oxidation reaction, and automatically adjusts the operation parameters such as injection volume and injection frequency according to the changes of the above monitoring indicators. At the same time of effectively remediating groundwater pollution, the dosage of in-situ oxidant injection can be adjusted according to real-time monitoring data of groundwater, which can effectively reduce the cost of remediation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理方法及系统
本专利技术涉及一种基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理方法及系统，属于地下水修复领域。
技术介绍
随着国家“退二进三”、“退城进园”、“产业转移”等政策的实施，全国大中城市的许多化工厂、农药厂、钢铁厂、金属冶炼、电镀和机械加工厂等高污染企业将逐步被关停转产或搬迁，遗留了大量类型多样、特性复杂的污染场地。这些工业污染场地已经对周边土壤及地下水造成污染。原位修复由于无需对污染场地进行开挖处理，在工程技术和经济成本上具有较大优势，已得到越来越多的应用。原位化学氧化是在地下水中原位投加氧化剂和辅助剂，通过氧化反应将污染土壤中目标有机污染物降解为毒性较低的产物或者无害产物。可用于氯代烃、苯系物、多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)等有机污染地下水的修复。目前，国内外针对氧化药剂已做大量的开发和应用研究工作，主要有过氧化氢、高锰酸钾、过硫酸盐、芬顿试剂(Fenton试剂)等氧化药剂。氧化药剂主要有注射井注入和直接注入两种原位投加方式。由于污染介质的非均质性，同一场地不同区域的地下水污染程度、污染面积并不一致，但在实际修复工程中往往采用全场地过量注射药剂的方法来保证处理效果，尚缺乏根据污染程度与修复程度实时控制不同区域氧化药剂注射量的方法与处理系统，从而导致部分区域修复效果不理想、场地修复成本偏高的问题。因此，开发一套能够监测地下水中关键指标，并以监测数据为依据实时调整注射量和注射频率等运行参数的地下水原位氧化处理系统，增加重污染区域的药剂注射量，减少轻污染区域的药剂注射量，以提升修复效果，降低修复成本显得非常重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理方法及系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理方法，该方法利用空气压力将氧化药剂通过注射井原位注入到地下水中，实时监测原位氧化反应过程中地下水的pH、溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)和电导率，根据上述监测指标的变化调整注射量、注射频率和注射压力。一种基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理系统，它包括药剂储罐、加压单位、药剂注射单元、原位注射井、计量单元和地下水监测单元；所述加压单元包括依次通过管道连接的储气罐、空气过滤器、管路压力表和减压阀；所述药剂注射单元包括注射主路和保护旁路，注射主路包括管道，以及依次布置于管道上的Y型过滤器、第一球阀、注射泵、管道压力表和脉冲阻尼器，其中，Y型过滤器与药剂储罐底部相连，脉冲阻尼器与计量单元相连，注射泵与减压阀相连；所述保护旁路包括管道，以及依次布置于管道上的第二球阀和安全阀，第二球阀与药剂储罐相连，安全阀与计量单元相连；药剂注射单元注射的氧化药剂经计量单元计量后，注射到原位注射井中。保护旁路用于将多余的药剂从旁路回至药剂储罐内，以及用于卸除蓄积在管路中的液体压力；地下水监测单元布置于原位注射井中，检测原位注射井中内的pH、ORP、DO和电导率。根据地下水监测单元监测得到的数据，通过调控第一球阀、第二球阀来控制分别控制注射主路和保护旁路的开闭，通过减压阀调节气体管路的压力，调节范围为0.1～1.0MPa。进一步地，还包括与所述储气罐2相连的空气压缩机，用于向储气罐注入压缩空气，且所述储气罐中的储气量通过设置在储气罐内的压力表测量得到。进一步地，还包括加料管路，所述加料管路上设置有第三球阀，加料管路一端与药剂储罐顶部相连，另一端于计量单元相连；从计量单元的输出端进行反向加料，并从药剂储罐顶部注入药剂，有利于药剂混合均匀，同时可以对加料量进行计量。进一步地，所述药剂储罐的药剂量通过一设置在药剂储罐内的液位计采集得到，液位计包括磁翻板液位计、电磁式液位计和电容式液位计等。进一步地，所述计量单元采用电磁流量计。相比于现有技术，本专利技术的优点在于：1.可根据不同区域地下水的污染程度，选择相应的原位注射工艺参数；2.在原位氧化注射过程中，可根据不同区域地下水监测数据判断修复效果，动态调节所需的药剂注射量；3.可根据过程监测结果，对重污染区域或处理效果不佳的区域，增加注射量和注射频率，提升地下水污染修复效果；4.还可对轻污染区域或修复效果已达到要求的区域，减少注射量和注射频率，降低处理成本。附图说明图1为基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理系统总图；图中：1-空气压缩机，2-储气罐，3-空气过滤器，4-管路压力表，5-减压阀，6-药剂储罐，7-Y型过滤器，8-第一球阀，9-注射泵，10-管道压力表，11-脉冲阻尼器，12-计量单元，13-注射管道接头，14-筛管，15-原位注射井，16-第二球阀，17-安全阀，18-第三球阀，19-地下水监测探头。具体实施方式为了对专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同或结构相似但功能相同的部分。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。下面结合说明书附图和具体的实施例，对本专利技术作详细描述。如图1所述，一种基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理系统，包括药剂储罐6、加压单位、药剂注射单元、原位注射井15、计量单元和地下水监测单元19；所述加压单元为药剂注射单元提供所需压力，包括依次通过管道连接的储气罐2、水蒸气过滤器3、管路压力表4和减压阀5；空气过滤器3用于过滤水分和杂质，防止空气中的水分进入气体管路而引起的腐蚀或空气中带入杂质加速设备磨损；所述管路压力表3用于监测气体管道内压力；所述减压阀可调节气体管路内压力，调节范围为0.1～1.0MPa。所述药剂注射单元包括注射主路和保护旁路，注射主路包括管道，以及依次布置于管道上的Y型过滤器7、第一球阀8、注射泵9、管道压力表10和脉冲阻尼器11，其中，Y型过滤器7与药剂储罐6底部相连，脉冲阻尼器11与计量单元12相连，注射泵9与减压阀5相连；所述注射泵9依靠加压单元提供的压力将化学氧化药剂注射入原位注射井内，进而扩散至地下水中，优先采用隔膜泵等容积泵；所述Y型过滤器7用于滤除氧化药剂中杂质以免磨损设备；所述第一球阀8用于控制药剂供应管路的开关，实现单井药剂注射量的控制；脉冲阻尼器11用于消除管道内液体压力脉动或者流量脉动，可起到稳定流体压力和流量、消除管道振动、保护下游仪表和设备、增加泵容积效率等作用；所述压力表10用于监测药剂注射管道内压力。所述保护旁路包括管道，以及依次布置于管道上的第二球阀16和安全阀17，第二球阀16与药剂储罐6相连，安全阀17与计量单元12相连；药剂注射单元注射的药物经计量单元12计量后，注射到原位注射井15中。保护旁路用于将多余的药剂从旁路回至药剂储罐内，以及用于卸除蓄积在管路中的液体压力，防止压力过大使得管路爆裂。地下水监测单元19布置于原位注射井15中，检测原位注射井15中内的pH、ORP、DO和电导率。根据上述监测数据，通过调控第一球阀8来控制注射量和注射频率，通过减压阀5调节注射压力。图中，还包括与所述储气罐2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理方法，其特征在于，该方法利用空气压力将氧化药剂通过注射井原位注入到地下水中，实时监测原位氧化反应过程中地下水的pH、溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)和电导率，根据上述监测指标的变化调整注射量、注射频率和注射压力。

【技术特征摘要】
1.一种基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理方法，其特征在于，该方法利用空气压力将氧化药剂通过注射井原位注入到地下水中，实时监测原位氧化反应过程中地下水的pH、溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)和电导率，根据上述监测指标的变化调整注射量、注射频率和注射压力。2.一种基于分区控制的地下水污染原位化学氧化处理系统，其特征在于，它包括药剂储罐(6)、加压单位、药剂注射单元、原位注射井(15)、计量单元和地下水监测单元；所述加压单元包括依次通过管道连接的储气罐(2)、空气过滤器(3)、管路压力表(4)和减压阀(5)；所述药剂注射单元包括注射主路和保护旁路，注射主路包括管道，以及依次布置于管道上的Y型过滤器(7)、第一球阀(8)、注射泵(9)、管道压力表(10)和脉冲阻尼器(11)，其中，Y型过滤器(7)与药剂储罐(6)底部相连，脉冲阻尼器(11)与计量单元(12)相连，注射泵(9)与减压阀(5)相连；所述保护旁路包括管道，以及依次布置于管道上的第二球阀(16)和安全阀(17)，第二球阀(16)与药剂储罐(6)相连，安全阀(17)与计量单元(12)相连；药剂注射单元注射的氧化药剂经计量单元(12)计量后，注射到原位注射井(15)中。保护旁路用...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊杰，韩春媚，张玉，晏闻博，张雪峰，张梦玉，唐翠梅，方浩，
申请(专利权)人：北京建工环境工程咨询有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11