一種基于同步震裂水動(dòng)力循環(huán)的地下水污染原位修復(fù)裝置，包括兩口以上的水動(dòng)震裂井和一口以上的氣動(dòng)剝離循環(huán)井，所述的氣動(dòng)剝離循環(huán)井為雙層井，井內(nèi)設(shè)置上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)，內(nèi)井連接充氣泵，外井連接抽提泵，并通過(guò)管道連接井外的氣體處理裝置；所述的水動(dòng)震裂井在低滲透性的土層中存在經(jīng)過(guò)水動(dòng)壓裂產(chǎn)生的裂縫層，裂隙中注入壓裂支撐劑；裂縫由配對(duì)的兩口水動(dòng)震裂井同步水動(dòng)壓裂產(chǎn)生；所述裝置還包括水動(dòng)壓裂泵和表面活性劑加藥罐等。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的裝置同步壓裂井有效地解決了地下土層孔道狹窄的缺點(diǎn)，氣動(dòng)剝離循環(huán)井可在水循環(huán)狀態(tài)下對(duì)VOC進(jìn)行氣動(dòng)剝離，結(jié)合表面活性劑同步注入，極大地提高可揮發(fā)性有機(jī)物的修復(fù)能力。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于土壤和地下水修復(fù)
，涉及一種土壤或地下水的修復(fù)裝置，特別是涉及一種基于同步震裂水動(dòng)力循環(huán)的地下水污染原位修復(fù)裝置。
技術(shù)介紹
隨著環(huán)境和人類(lèi)發(fā)展之間的矛盾在各個(gè)方面日益突出和尖銳，污染問(wèn)題也越來(lái)越引起人們的重視。當(dāng)前，我國(guó)土壤和地下水污染出現(xiàn)了有毒化工和重金屬污染由工業(yè)向農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移、由城區(qū)向農(nóng)村轉(zhuǎn)移、由地表向地下轉(zhuǎn)移、由上游向下游轉(zhuǎn)移、由水土污染向食品鏈轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，逐步積累的污染正在演變成污染事故的頻繁爆發(fā)。而土壤和地下水中的有機(jī)污染常常具有種類(lèi)多、含量低、危害大、難治理等特點(diǎn)，且許多有機(jī)污染物具有致癌、致畸、致突變的“三致作用”，對(duì)人體健康有嚴(yán)重影響。因此對(duì)土壤和地下水污染修復(fù)技術(shù)的需求也日益迫切。在地下水有機(jī)污染物中，有相當(dāng)數(shù)量的揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile OrganicCompounds, V0C),是地下水污染中一種危害性較大的有機(jī)物,對(duì)其定量的測(cè)定已成為環(huán)境部門(mén)評(píng)價(jià)地下水污染程度的重要指標(biāo)。現(xiàn)階段土壤或地下水污染處理或修復(fù)的方法主要包括1)物理法，即用物理的手段對(duì)受污染地下水進(jìn)行治理的一種方法，包括屏蔽法、被動(dòng)收集法、水動(dòng)力控制法；2)化學(xué)處理法,包括加藥法、滲透性處理床技術(shù)、沖洗法、土壤改性法等；3)生物修復(fù)法，包括生物注射法、有機(jī)粘土法等。按修復(fù)位置劃分，可分為異位修復(fù)和原位修復(fù)2類(lèi)。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(yīng)用較廣的技術(shù)，它是一項(xiàng)將空氣注入到含水層飽和區(qū)中，通過(guò)空氣流的吹脫作用去除揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds, VOCs),并增強(qiáng)微生物降解效果的創(chuàng)新性原位修復(fù)技術(shù)。但是目前的AS地下水修復(fù)技術(shù)存在一定的弊端，若土層異質(zhì)性飽和帶土層滲透率不好，地下水修復(fù)的效果會(huì)大打折扣(劉`曉娜，程莉蓉，地下水曝氣技術(shù)(AS)的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù))。現(xiàn)有技術(shù)中AS技術(shù)裝置不能有效解決AS方法存在的土層滲透性差、水力傳輸能量損失大、修復(fù)效率低下的缺點(diǎn)。總體上，目前我國(guó)污染地下水的修復(fù)技術(shù)和設(shè)備大多是異位修復(fù)技術(shù)和設(shè)備，且處在研發(fā)和實(shí)驗(yàn)階段，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用很少。國(guó)外的相應(yīng)儀器設(shè)備也不能完全符合我國(guó)土壤和地下水修復(fù)的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種基于同步震裂與水動(dòng)力循環(huán)曝氣相結(jié)合的原位修復(fù)地下水的裝置，解決現(xiàn)有的AS裝置在修復(fù)過(guò)程中無(wú)法解決土層滲透性差、水力傳輸能量損失大和修復(fù)效率低下的技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)的裝置可以增強(qiáng)曝氣的修復(fù)效率，提高原位處理土壤和地下水中可揮發(fā)性有機(jī)物的修復(fù)能力。為實(shí)現(xiàn)上述專(zhuān)利技術(shù)目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用如下技術(shù)方案一種基于同步震裂水動(dòng)力循環(huán)的地下水污染原位修復(fù)裝置，其特征在于，所述的裝置包括水動(dòng)震裂井、氣動(dòng)剝離循環(huán)井、水動(dòng)壓裂泵、壓裂支撐劑輸送泵和儲(chǔ)罐、表面活性劑加藥罐和加藥落管、充氣泵、抽提泵和氣體處理裝置；所述的水動(dòng)壓裂泵和壓裂支撐劑輸送泵通過(guò)壓裂管匯連接至水動(dòng)震裂井內(nèi)，壓裂支撐劑輸送泵連接壓裂支撐劑儲(chǔ)罐；所述的表面活性劑加藥罐連接加藥落管，加藥落管放入水動(dòng)震裂井和/或氣動(dòng)剝離循環(huán)井內(nèi)；所述的氣動(dòng)剝離循環(huán)井在污染地下水區(qū)域?yàn)橐豢谝陨希畲┻^(guò)污染地下水層到達(dá)低滲透性的土層，井內(nèi)設(shè)置上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)；氣動(dòng)剝離循環(huán)井為雙層井，內(nèi)井連接充氣泵，外井連接抽提泵，并通過(guò)管道連接井外的氣體處理裝置；所述的水動(dòng)震裂井在污染地下水區(qū)域?yàn)閮煽谝陨希畹竭_(dá)低滲透性的土層，井下該土層中存在經(jīng)過(guò)水動(dòng)壓裂產(chǎn)生的裂縫層，裂隙中注入壓裂支撐劑；裂縫是對(duì)任一水動(dòng)震裂井選定其配對(duì)井，對(duì)選定配對(duì)的兩口水動(dòng)震裂井進(jìn)行同步水動(dòng)壓裂產(chǎn)生。所述的裝置中，還可以包括一口以上的監(jiān)測(cè)井，用來(lái)了解土層結(jié)構(gòu)和地下水污染情況。所述的同步水動(dòng)壓裂，是指選擇兩口互相接近且深度大致相同的水動(dòng)震裂井(水動(dòng)震裂配對(duì)井)水平井間的同時(shí)水動(dòng)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(yùn)移距離最短的方法。由于壓裂井的位置接近，如果依次對(duì)兩口井進(jìn)行壓裂，可能導(dǎo)致只在第二口井中產(chǎn)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(dá)到最大化。所述的裝置中，選定配對(duì)的震裂井進(jìn)行同步壓裂的距離為15-40m，水平差不超過(guò)1. 5m。本領(lǐng)域技術(shù)人員已熟知水動(dòng)壓裂的方法及設(shè)備。通常是采用水動(dòng)震裂泵加壓后向井內(nèi)旋轉(zhuǎn)噴射高壓水流，使土層產(chǎn)生裂縫。裂隙產(chǎn)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(dòng)震裂泵 的壓力為1200_2000Psi。所述的支撐劑為粒度為20 40目的沙粒壓裂支撐劑。優(yōu)選地，所述的裝置中污染地下水區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)井間距3-15m，水動(dòng)震裂井間距15-50m，氣動(dòng)剝離循環(huán)井間距3-20m。地下水修復(fù)所添加的表面活性劑貯存在表面活性劑加藥罐中，并通過(guò)加藥落管加入水動(dòng)震裂井和/或氣動(dòng)剝離循環(huán)井中。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的，表面活性劑根據(jù)需要，可采用陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。所述的氣動(dòng)剝離循環(huán)井是雙層井，外層井上設(shè)置上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)，下層篩網(wǎng)由多個(gè)篩網(wǎng)環(huán)組成，任何一個(gè)下層篩網(wǎng)環(huán)上附有控制套筒，用于控制地下水的分層循環(huán)；內(nèi)層井下部連接曝氣裝置。所述的充氣泵的曝氣量為10_3000ml/min。有益效果本專(zhuān)利技術(shù)的地下水同步震裂水動(dòng)力循環(huán)原位修復(fù)裝置有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中AS技術(shù)存在的缺點(diǎn)，同步壓裂井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(dòng)剝離循環(huán)井內(nèi)形成污染地下水動(dòng)力循環(huán)，在水循環(huán)狀態(tài)下對(duì)VOC進(jìn)行氣動(dòng)剝離，結(jié)合表面活性劑同步注入，極大增強(qiáng)了氣動(dòng)剝離循環(huán)井的修復(fù)效率。所述的裝置用于地下水污染處理中能大大提高處理土壤和地下水中可揮發(fā)性有機(jī)物的修復(fù)能力，至少包括以下優(yōu)點(diǎn)O同步壓裂井增加了水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的密度及表面積，利用井間連通的優(yōu)勢(shì)來(lái)增大工作區(qū)裂縫的的程度和強(qiáng)度，最大限度地連通天然裂縫，工作區(qū)環(huán)境影響小，完井速度快，節(jié)省壓裂成本30%以上。2)氣動(dòng)剝離循環(huán)井為雙層井結(jié)構(gòu)，即是曝氣井又是抽提井，井內(nèi)形成水動(dòng)力循環(huán)，可增強(qiáng)曝氣的修復(fù)效率，提高地下水中可揮發(fā)性有機(jī)物的修復(fù)能力。3)水動(dòng)震裂井和/或氣動(dòng)剝離循環(huán)井同時(shí)作為表面活性劑加藥井，一井多用。由于水動(dòng)震裂井增加了裂縫網(wǎng)絡(luò)的密度及表面積，使得表面活性劑的傳輸更為迅速，提高藥劑利用的效率；氣動(dòng)剝離循環(huán)井在同一井內(nèi)加藥，可以提高修復(fù)效率，增強(qiáng)修復(fù)效果。一井多用減少了打井?dāng)?shù)量，節(jié)省打井成本。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)描述。本專(zhuān)利技術(shù)的保護(hù)范圍并不以具體實(shí)施方式為限，而是由權(quán)利要求加以限定。附圖說(shuō)明圖1基于同步震裂水動(dòng)力循環(huán)的地下水污染原位修復(fù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2同步震裂井配對(duì)示意圖。圖3氣動(dòng)剝離循環(huán)井結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式如圖1、圖2 所示，一種基于同步震裂水動(dòng)力循環(huán)的地下水污染原位修復(fù)裝置，包括如下設(shè)備I)在污染地下水區(qū)域內(nèi)的一口以上檢測(cè)井，井間距3-15m，以了解土層結(jié)構(gòu)和地下水污染情況。2)同一區(qū)域內(nèi)的兩口以上水動(dòng)震裂井4，井間距15-50m，井深到達(dá)低滲透性的土層。所述的水動(dòng)震裂井4選定配對(duì)井后，采用水動(dòng)震裂泵I對(duì)其進(jìn)行同步水動(dòng)壓裂，水動(dòng)震裂泵I的壓力為1200-2000Psi，井下低滲透性的土層產(chǎn)生裂縫，裂隙中注入粒度為20 40目的沙粒壓裂支撐劑。同步水動(dòng)壓裂中，配對(duì)震本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于同步震裂水動(dòng)力循環(huán)的地下水污染原位修復(fù)裝置，其特征在于，所述的裝置包括水動(dòng)震裂井、氣動(dòng)剝離循環(huán)井、水動(dòng)壓裂泵、壓裂支撐劑輸送泵和儲(chǔ)罐、表面活性劑加藥罐和加藥落管、充氣泵、抽提泵和氣體處理裝置；所述的水動(dòng)壓裂泵和壓裂支撐劑輸送泵通過(guò)壓裂管匯連接至水動(dòng)震裂井內(nèi)，壓裂支撐劑輸送泵連接壓裂支撐劑儲(chǔ)罐；所述的表面活性劑加藥罐連接加藥落管，加藥落管放入水動(dòng)震裂井和/或氣動(dòng)剝離循環(huán)井內(nèi)；所述的氣動(dòng)剝離循環(huán)井在污染地下水區(qū)域?yàn)橐豢谝陨希畲┻^(guò)污染地下水層到達(dá)低滲透性的土層，井內(nèi)設(shè)置上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)；氣動(dòng)剝離循環(huán)井為雙層井，內(nèi)井連接充氣泵，外井連接抽提泵，并通過(guò)管道連接井外的氣體處理裝置；所述的水動(dòng)震裂井在污染地下水區(qū)域?yàn)閮煽谝陨希畹竭_(dá)低滲透性的土層，井下該土層中存在經(jīng)過(guò)水動(dòng)壓裂產(chǎn)生的裂縫層，裂隙中注入壓裂支撐劑；裂縫是對(duì)任一水動(dòng)震裂井選定其配對(duì)井，對(duì)選定配對(duì)的兩口水動(dòng)震裂井進(jìn)行同步水動(dòng)壓裂產(chǎn)生。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于同步震裂水動(dòng)力循環(huán)的地下水污染原位修復(fù)裝置，其特征在于，所述的裝置包括水動(dòng)震裂井、氣動(dòng)剝離循環(huán)井、水動(dòng)壓裂泵、壓裂支撐劑輸送泵和儲(chǔ)罐、表面活性劑加藥罐和加藥落管、充氣泵、抽提泵和氣體處理裝置；所述的水動(dòng)壓裂泵和壓裂支撐劑輸送泵通過(guò)壓裂管匯連接至水動(dòng)震裂井內(nèi)，壓裂支撐劑輸送泵連接壓裂支撐劑儲(chǔ)罐；所述的表面活性劑加藥罐連接加藥落管，加藥落管放入水動(dòng)震裂井和/或氣動(dòng)剝離循環(huán)井內(nèi)；所述的氣動(dòng)剝離循環(huán)井在污染地下水區(qū)域?yàn)橐豢谝陨希畲┻^(guò)污染地下水層到達(dá)低滲透性的土層，井內(nèi)設(shè)置上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)；氣動(dòng)剝離循環(huán)井為雙層井，內(nèi)井連接充氣泵，外井連接抽提泵，并通過(guò)管道連接井外的氣體處理裝置；所述的水動(dòng)震裂井在污染地下水區(qū)域?yàn)閮煽谝陨希畹竭_(dá)低滲透性的土層，井下該土層中存在經(jīng)過(guò)水動(dòng)壓裂產(chǎn)生的裂縫層，裂隙中注入壓裂支撐劑；裂縫是對(duì)任一水動(dòng)震裂井選定其配對(duì)井，對(duì)選定配對(duì)的兩口水動(dòng)震裂井進(jìn)行同步水動(dòng)壓裂產(chǎn)生。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水污染原位修復(fù)裝置，其特征在于，所述的...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張一梅，柯羅一郎，何理，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：蘇州唯盛環(huán)境修復(fù)科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
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