土壤与地下水协同修复系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种土壤与地下水协同修复系统，属于环境治理领域。所述土壤与地下水协同修复系统包括：加药装置、注入井群、抽水井群以及可渗透反应墙装置；所述加药装置用于，将药剂注入所述注入井群中的各个注入井；所述各个注入井用于，将所述药剂注入污染场地，以对所述污染场地的地下水与土壤中的有机污染物进行氧化分解；所述抽水井群用于，抽出经过氧化分解后的地下水；以及所述可渗透反应墙装置用于，对所述经过氧化分解后的地下水进行修复，并将经过修复后的地下水通过所述注入井群回渗至含水层。本发明专利技术技术方案通过有效地干预污染场地的地下水及地下水周围的土壤的修复以解决污染物分解的问题。修复以解决污染物分解的问题。修复以解决污染物分解的问题。

【技术实现步骤摘要】
土壤与地下水协同修复系统


[0001]本专利技术涉及环境治理领域，具体地涉及一种土壤与地下水协同修复系统。

技术介绍

[0002]随着重点行业退役、搬迁、遗留的场地土壤与地下水污染问题日渐突出，且污染行为呈现多污染物复合态势。污染物转化消减与稳定阻控是场地风险管控和治理修复的重要调控手段，然而单一调控技术并不适用于土壤与地下水系统中多介质、多界面的复杂体系。
[0003]当前污染场地修复技术依据空间位置分为原位修复技术和异位修复技术两种。相对于异位修复技术，原位修复技术具有坏境扰动小、施工简单和经济环保的优势，受到越来越多的关注和应用。虽然异位修复效果较好，但使用药剂较多，操作复杂，成本较高，过程中容易造成二次污染。
[0004]因此，基于现有技术的研究，针对大型复杂污染场地原位修复技术工艺需求，如何有效地干预污染场地的地下水及地下水周围的土壤进行修复以解决污染物分解的问题，已经成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的是提供一种土壤与地下水协同修复系统，通过注入井群、抽水井群和可渗透反应墙装置在污染土壤地下水场地中水平及纵向的有机耦合，实现多种污染物的协同修复、水土协同修复、物理化学方法协同及单个技术组合协同修复。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种土壤与地下水协同修复系统，所述土壤与地下水协同修复系统包括：加药装置、注入井群、抽水井群以及可渗透反应墙装置；所述加药装置用于，将药剂注入所述注入井群中的各个注入井；所述各个注入井用于，将所述药剂注入污染场地，以对所述污染场地的地下水与土壤中的有机污染物进行氧化分解；所述抽水井群用于，抽出经过氧化分解后的地下水；以及所述可渗透反应墙装置用于，对所述经过氧化分解后的地下水进行修复，并将经过修复后的地下水通过所述注入井群回渗至含水层。
[0007]可选地，所述土壤与地下水协同修复系统还包括：监测装置，用于监测地下水的修复过程，以确定所述地下水的修复进度和/或所述可渗透反应墙装置的工作状态。
[0008]可选地，所述加药装置包括：药剂桶；注药管，所述注药管与所述各个注入井连接；空压机，用于将所述药剂桶内的所述药剂通过所述注药管加入到所述各个注入井内。
[0009]可选地，所述药剂包括氧化剂和缓释剂。
[0010]可选地，所述土壤与地下水协同修复系统还包括：参数确定装置，用于执行以下步骤：利用所述污染场地的特征数据，构建三维地下水水流模型；在预设轮次迭代中的各轮次迭代中，利用所述三维地下水水流模型模拟所述注入井群中的注入井的数量与第一流量以及所述抽水井群中的抽水井的数量与第二流量；并根据所述注入井的数量与第一流量以及所述抽水井的数量与第二流量，确定资金成本目标函数的数值；以及在所述预设轮次迭代
中的特定轮次迭代中的资金成本目标函数的数值最小的情况下，确定所述特定轮次迭代中的所述注入井的数量与第一流量以及所述抽水井的数量与第二流量为所述注入井的目标数量与第一目标流量以及所述抽水井的目标数量与第二目标流量。
[0011]可选地，所述土壤与地下水协同修复系统还包括：水力控制装置，用于控制所述各个注入井的地下水以所述第一目标流量流动与所述各个抽水井中的地下水以所述第二目标流量流动。
[0012]可选地，所述资金成本目标函数为：
[0013][0014]其中，J为资金成本；α1为注入井的建井单价；α2为抽水井的建井单价；α3为注入井的运行单价；α4为抽水井的运行单价；y
1i
为第i口注入井的状态变量；y
2i
为第i口抽水井的状态变量；d
1i
为第i口注入井的建井深度；d
2i
为第i口抽水井的建井深度；Q
1i
为第i口注入井的第一流量；Q
2i
为第i口抽水井的第二流量；Δt
1i
为第i口注入井的运行时间；Δt
2i
为第i口抽水井的运行时间；N1为注入井的数量，以及N2为注入井的数量。
[0015]可选地，所述污染场地的特征数据包括：地下稳定水埋深、稳定水位标高、包气带厚度、含水层厚度和有机污染物原始浓度中的一者或多者。
[0016]可选地，所述可渗透反应墙装置包括进水口、多层模块组件、过滤网、磁体棒组架、填充介质及出水口，其中，所述进水口与所述抽水井群的各个抽水井连接，以及所述出水口与所述注入井群的各个注入井连接。
[0017]可选地，所述多层模块组件中依次填充有石英砂、零价铁、缓释零价铁材料、过硫酸盐缓释材料及颗粒活性炭。
[0018]可选地，所述多层模块组件的长度L的计算公式如下：L＝SF
×
t
R
×
K
×
I/n
e
，其中，t
R
为有机污染物的停留时间；SF为安全系数；K为所述多层模块组件中的填充物的有效渗透系数；I为水力梯度；n
e
为所述填充物的有效孔隙度。
[0019]可选地，所述可渗透反应墙装置为水平放置的可渗透反应墙装置。
[0020]通过上述技术方案，通过加药装置将药剂注入所述注入井群中的各个注入井；通过注入井群中的各个注入井将所述药剂注入污染场地，以对所述污染场地的地下水与土壤中的有机污染物进行氧化分解；通过抽水井群抽出经过氧化分解后的地下水；通过可渗透反应墙装置对所述经过氧化分解后的地下水进行修复，并将经过修复后的地下水通过所述注入井群回渗至含水层，由此可通过在所述污染场地内建设土壤与地下水协同修复系统来有效干预污染场地的地下水及土壤的修复。
[0021]本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0022]附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附
图中：
[0023]图1是本专利技术第一个实施例提供的土壤与地下水协同修复系统的结构图；
[0024]图2是本专利技术第二个实施例提供的土壤与地下水协同修复系统的结构图；
[0025]图3是以参数确定装置确定注入井数量和第一目标流量、以及抽水井数量和第二目标流量的流程图；
[0026]图4是监测井、注入井以及抽水井模拟分布图；
[0027]图5是注入井、抽水井以及可渗透反应装置之间的模拟分布图；
[0028]图6是本专利技术实施例提供的各个注入井、各个抽水井及可渗透反应墙装置的位置关系图。
[0029]附图标记说明
[0030]100
ꢀꢀꢀꢀ
加药装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
101
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注入井群
[0031]102
ꢀꢀꢀꢀ
抽水井群
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
103
ꢀꢀꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土壤与地下水协同修复系统，其特征在于，所述土壤与地下水协同修复系统包括：加药装置、注入井群、抽水井群以及可渗透反应墙装置，所述加药装置用于，将药剂注入所述注入井群中的各个注入井；所述各个注入井用于，将所述药剂注入污染场地，以对所述污染场地的地下水与土壤中的有机污染物进行氧化分解；所述抽水井群用于，抽出经过氧化分解后的地下水；以及所述可渗透反应墙装置用于，对所述经过氧化分解后的地下水进行修复，并将经过修复后的地下水通过所述注入井群回渗至含水层。2.根据权利要求1所述的土壤与地下水协同修复系统，其特征在于，所述土壤与地下水协同修复系统还包括：监测装置，用于监测地下水的修复过程，以确定所述地下水的修复进度和/或所述可渗透反应墙装置的工作状态。3.根据权利要求1所述的土壤与地下水协同修复系统，其特征在于，所述加药装置包括：药剂桶；注药管，所述注药管与所述各个注入井连接；以及空压机，用于将所述药剂桶内的所述药剂通过所述注药管加入到所述各个注入井内。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的土壤与地下水协同修复系统，其特征在于，所述药剂包括氧化剂和缓释剂。5.根据权利要求1所述的土壤与地下水协同修复系统，其特征在于，所述土壤与地下水协同修复系统还包括：参数确定装置，用于执行以下步骤：利用所述污染场地的特征数据，构建三维地下水水流模型；在预设轮次迭代中的各轮次迭代中，利用所述三维地下水水流模型模拟所述注入井群中的注入井的数量与第一流量以及所述抽水井群中的抽水井的数量与第二流量；并根据所述注入井的数量与第一流量以及所述抽水井的数量与第二流量，确定资金成本目标函数的数值；以及在所述预设轮次迭代中的特定轮次迭代中的资金成本目标函数的数值最小的情况下，确定所述特定轮次迭代中的所述注入井的数量与第一流量以及所述抽水井的数量与第二流量为所述注入井的目标数量与第一目标流量以及所述抽水井的目标数量与第二目标流量。6.根据权利要求5所述的土壤与地下水协同修复系统，其特征在于，所述土壤与地下水协同修复系统还包括：水力控制装置，用于控制所述各个注入井的地下水以所述第一目标流量流动与所述各个抽水井中的地下水以所述第二目标流量流动。7.根据权利要求5所述的土壤与地下水协...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴超，陈辉霞，曲风臣，黄丹，牛麟，刘春燕，张莹，赵峰，
申请(专利权)人：中化环境控股有限公司，
类型：发明
国别省市：