一種基于同步震裂水動力循環的地下水污染原位修復方法，在污染地下水區域打水動震裂井和氣動剝離循環井，選定水動震裂配對井進行同步水動壓裂，使土層產生裂縫，將表面活性劑注入水動震裂井和/或氣動剝離循環井中；所述的氣動剝離循環井帶有上、下層篩網，內井連接曝氣泵，外井連接抽氣泵，開動氣動剝離循環井向井內連續曝氣，使地下水從下層篩網進入、上層篩網流出，自下而上循環，揮發性氣體通過上層篩網剝離出，由抽氣設備抽入外部處理。本發明專利技術方法中，同步壓裂有效地解決了地下土層孔道狹窄的缺點，氣動剝離循環井內形成水動力循環，在水循環狀態下對VOC進行氣動剝離，結合表面活性劑同步注入，極大地提高可揮發性有機物的修復能力。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于土壤和地下水修復
，涉及一種土壤或地下水的修復方法，特別是涉及。
技術介紹
隨著環境和人類發展之間的矛盾在各個方面日益突出和尖銳，污染問題也越來越引起人們的重視。當前，我國土壤和地下水污染出現了有毒化工和重金屬污染由工業向農業轉移、由城區向農村轉移、由地表向地下轉移、由上游向下游轉移、由水土污染向食品鏈轉移的趨勢，逐步積累的污染正在演變成污染事故的頻繁爆發。而土壤和地下水中的有機污染常常具有種類多、含量低、危害大、難治理等特點，且許多有機污染物具有致癌、致畸、致突變的“三致作用”，對人體健康有嚴重影響。因此對土壤和地下水污染修復技術的需求也日益迫切。·在地下水有機污染物中，有相當數量的揮發性有機物(Volatile OrganicCompounds, V0C),是地下水污染中一種危害性較大的有機物,對其定量的測定已成為環境部門評價地下水污染程度的重要指標。現階段土壤或地下水污染處理或修復的方法主要包括1)物理法，即用物理的手段對受污染地下水進行治理的一種方法，包括屏蔽法、被動收集法、水動力控制法；2)化學處理法,包括加藥法、滲透性處理床技術、沖洗法、土壤改性法等；3)生物修復法，包括生物注射法、有機粘土法等。按修復位置劃分，可分為異位修復和原位修復2類。在處理VOC污染的地下水的方法中，地下水原位曝氣(AS)是目前應用較廣的技術，它是一項將空氣注入到含水層飽和區中，通過空氣流的吹脫作用去除揮發性有機物(Volatile Organic Compounds, VOCs),并增強微生物降解效果的創新性原位修復技術。但是目前的AS地下水修復技術存在一定的弊端，若土層異質性飽和帶土層滲透率不好，地下水修復的效果會大打折扣，而且曝氣法也有其自身的局限，容易受其它因素的影響(劉曉娜，程莉蓉，地下水曝氣技術(AS)的國內外研究進展，中國安全生產科學技術)。CN200910218127. X披露了一種原位強化曝氣修復受污染地下水的方法，在地下水污染區域打一口以上表面活性劑注入井、曝氣井和抽提井，將表面活性劑通過泵注入到地下水污染區域，使其溶解于地下水中，在地下水污染區域形成表面張力，開動抽提泵，將包氣帶抽成負壓，啟動曝氣泵，進行連續曝氣。該方法解決了曝氣井附近孔道狹窄，大部分污染物只能通過擴散進入孔道后才得以去除的問題。提高了地下水中的空氣飽和度，污染物有更多的機會和空氣接觸。該方法工藝簡單，成本低，且表面活性劑注入量少，對環境影響較小。上述方法仍不能有效解決AS方法存在的土層滲透性差、水力傳輸能量損失大、修復效率低下的缺點。總體上，目前我國污染地下水的修復技術和設備大多是異位修復技術和設備，且處在研發和實驗階段，產業化應用很少。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的上述不足，提供一種同步震裂與水動力循環曝氣相結合的原位修復地下水的方法，解決現有的AS技術中土層滲透性差、水力傳輸能量損失大和修復效率低下的技術問題，增強曝氣的修復效率，提高原位處理土壤和地下水中可揮發性有機物的修復能力。為實現上述專利技術目的，本專利技術采用如下技術方案 ，包括如下步驟 1)在污染地下水區域打兩口以上水動震裂井，井深到達低滲透性的土層； 2)在同一污染地下水區域打一口以上氣動剝離循環井，井深穿過污染地下水層到達低滲透性的土層，所述的氣動剝離循環井為雙層井，井內設置上層篩網和下層篩網，內井連接曝氣設備，外井連接抽氣設備； 3)對任一水動震裂井選定其配對井，對選定配對的兩口水動震裂井進行同步水動壓裂，使土層產生裂縫，降低井底土層中流體的滲流阻力和改變流體的滲流狀態； 4)將表面活性劑通過水動震裂井和/或氣動剝離循環井注入到污染的地下水中； 5)同時啟動曝氣和抽氣設備開動氣動剝離循環井，曝氣設備向氣動剝離循環井連續曝氣，使地下水從下層篩網進入，從上層篩網流出，地下水自下而上循環，揮發性氣體通過上層篩網剝離出，由抽氣設備抽入外部處理系統處理。所述的方法中，在進行修復前，可以在污染地下水區域打一口以上監測井，了解土層結構和地下水污染情況。所述的同步水動壓裂，是指選擇兩口互相接近且深度大致相同的水動震裂井(水動震裂配對井)水平井間的同時水動壓裂。同步壓裂是使壓力液及支撐劑在高壓下從一口井向另一口井運移距離最短的方法。由于壓裂井的位置接近，如果依次對兩口井進行壓裂，可能導致只在第二口井中產生流體通道而切斷第一口井的流體通道。同步壓裂能夠讓被壓裂的兩口井的裂縫都達到最大化。所述的方法中，選定配對的震裂井進行同步壓裂的距離為15-40m，水平差不超過I.5m。水動壓裂可采用現有技術方案進行。通常是采用水動震裂泵加壓后向井內旋轉噴射高壓水流，使土層產生裂縫。裂隙產生后，注入壓裂劑并攜帶壓裂支撐劑，將壓裂支撐劑注入到空隙中以支撐裂隙。所述水動震裂泵的壓力為1200_2000Psi。裂隙產生后，壓裂支撐劑以70-100 psi注入到空隙中以支撐裂隙。所述的支撐劑為粒度為20 40目的沙粒壓裂支撐劑。所述的方法中，優選地，污染地下水區域內監測井間距3-15m，水動震裂井間距15-50m，氣動剝離循環井間距3-20m。所述的表面活性劑為陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。陰離子表面活性劑優選十二烷基苯磺酸鈉，非離子表面活性劑優選為吐溫80。陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉的投加量為每升地下水120-530mg/升，非離子表面活性劑吐溫80的投加量為每升地下水30-90mg/升。所述方法中采用的氣動剝離循環井是雙層井，地下水在井內形成水動力循環并通過上層篩網和下層篩網分離。地下水從下層篩網進入，從上層篩網流出，下層篩網在污染地下水的含水土層中，上層篩網安置在地下水位線上。通過使用鼓風機、壓縮機、充氣泵等曝氣設備，向內井曝氣，氣泡被釋放到受污染的地下水。曝氣后在氣動剝離循環井內形成氣力提升泵系統，使得地下水向上流動。由于存在密度梯度，水汽混合物會上升直到內井的上層篩網，氣體通過上層篩網剝離出，外井連接抽吸泵等抽氣設備，氣體被從環形空隙抽出，通過抽吸泵抽到井外處理。VOC已經分離出的地下水，將重新循環向下流動回污染區域。氣動剝離循環井中形成地下水的水動力循環。所述的氣動剝離循環井中曝氣設備的曝氣量為10-3000ml/min。有益效果本專利技術的地下水同步震裂水動力循環原位修復方法有效地解決了現有技術中AS技術存在的缺點，同步壓裂有效地解決了地下土層孔道狹窄，水力傳輸能量損失大，氣動剝離循環井內形成污染地下水動力循環，在水循環狀態下對VOC進行氣動剝離，結合表面活性劑同步注入，極大增強了氣動剝離循環井的修復效率。所述的方法能大大提高處理土壤和地下水中可揮發性有機物的修復能力，至少包括以下優點 I)同步壓裂法的使用增加了水力壓裂裂縫網絡的密度及表面積，利用井間連通的優勢來增大工作區裂縫的的程度和強度，最大限度地連通天然裂縫，工作區環境影響小，完井速度快，節省壓裂成本30%以上。2)氣動剝離循環井為雙層井結構，即是曝氣井又是抽提井，井內形成水動力循環，可增強曝氣的修復效率，提高地下水中可揮發性有機物的修復能力。3)表面活性劑的使用增大了增加揮發性有機物的釋出濃度,增大氣動剝離循環井的地下水影響半徑，節省運營成本20%以上。4)水動震裂井本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于同步震裂水動力循環的地下水污染原位修復方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟：1）在污染地下水區域打兩口以上水動震裂井，井深到達低滲透性的土層；2）在同一污染地下水區域打一口以上氣動剝離循環井，井深穿過污染地下水層到達低滲透性的土層；所述的氣動剝離循環井為雙層井，井內設置上層篩網和下層篩網，內井連接曝氣設備，外井連接抽氣設備；3）對任一水動震裂井選定其配對井，對選定配對的兩口水動震裂井進行同步水動壓裂，使土層產生裂縫，降低井底土層中流體的滲流阻力和改變流體的滲流狀態；4）將表面活性劑通過水動震裂井和/或氣動剝離循環井注入到污染的地下水中；5）同時啟動曝氣和抽氣設備開動氣動剝離循環井，曝氣設備向氣動剝離循環井連續曝氣，使地下水從下層篩網進入，從上層篩網流出，地下水自下而上循環，揮發性氣體通過上層篩網剝離出，由抽氣設備抽入外部處理系統處理。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張一梅，何理，張偉峰，劉大鵬，
申請(專利權)人：蘇州唯盛環境修復科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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