本發(fā)明涉及一種場地污染修復(fù)系統(tǒng)和方法，具體地，涉及一種可應(yīng)用于污染場地修復(fù)工程的基于輕型井點降水工藝的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

輕型井點降水技術(shù)是土方工程、地基與基礎(chǔ)工程施工中一種常用的人工降低地下水位的方法。其目的是通過疏干基土中的水分，促使土體固結(jié)，提高地基強度和邊坡穩(wěn)定性，為下一步基礎(chǔ)施工創(chuàng)造良好的施工條件。輕型井點降水裝置主要包括井點管、吸水總管和抽提設(shè)備。該裝置通過在擬建工程基坑周圍埋設(shè)若干一定深度的吸水井點管，在地面安裝吸水總管及抽提設(shè)備，通過抽提設(shè)備從井點管不斷抽吸地下水，使基坑內(nèi)的地下水逐漸降低到一定深度。輕型井點降水裝置具有設(shè)備簡單、易于操作、便于管理的優(yōu)勢。

多相抽提技術(shù)是一種原位土壤地下水修復(fù)技術(shù)，通過對安裝在地下的多相抽提井施加真空作用，同時將地下包氣帶和飽和帶中的土壤氣體、污染地下水和非水溶性自由相(如果存在)抽提至地面上，然后經(jīng)地面處理設(shè)施處理后排放或做下一步處理處置。其可應(yīng)用的目標污染物類型包括揮發(fā)性有機污染物、可生物降解的半揮發(fā)性有機污染物以及可回收非水溶性流體等，應(yīng)用較廣泛。

目前，國內(nèi)已有實踐研究將輕型井點降水技術(shù)與多相抽提技術(shù)結(jié)合用于污染場地修復(fù)治理，如授權(quán)公告號為CN205035816U，名稱為一種基于輕型井點降水工藝的簡易多相抽提裝置的實用新型專利，提供了一套在輕型井點降水工藝基礎(chǔ)上改進的簡易多相抽提裝置，其設(shè)備和運行維護成本可以大大降低，并且操作簡單、技術(shù)成熟。然而，輕型井點降水工藝中常用的射流式真空泵，在多相抽提系統(tǒng)抽出氣水比例過高(即主要以抽吸土壤氣體為主，僅能抽吸少量地下水)等較為嚴苛的應(yīng)用場景下，容易出現(xiàn)抽出地下水不能完全補充射流式真空泵所附循環(huán)水箱中工作水(即射流循環(huán)水)隨氣水混合物從出水口排出的液體損失，導(dǎo)致抽提效率下降、射流式真空泵所附循環(huán)水泵/水箱等設(shè)備發(fā)熱，甚至不得不停機進行人工補水的情況。因此，有必要在現(xiàn)有基于輕型井點降水工藝的簡易多相抽提裝置的基礎(chǔ)上，對多相抽提裝置的射流式真空系統(tǒng)進行改進，使其能夠適應(yīng)更為嚴苛的多相抽提場景，提高多相抽提系統(tǒng)運行的靈活性和穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于污染場地修復(fù)工程的改進型射流式多相抽提系統(tǒng)和方法，能夠適應(yīng)更為嚴苛的多相抽提應(yīng)用場景，針對現(xiàn)有基于輕型井點降水工藝的簡易多相抽提裝置在運行實踐上存在的不足，從而提高多相抽提系統(tǒng)運行的靈活性和穩(wěn)定性。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)，用于污染場地土壤地下水修復(fù)，其中，所述抽提系統(tǒng)包含地下多相抽提井群與地面射流式真空系統(tǒng)；所述的地下多相抽提井群包含若干個地下多相抽提井；所述的地面射流式真空系統(tǒng)中設(shè)有補水管路，可在系統(tǒng)出現(xiàn)工作水即射流循環(huán)水損失使得抽提系統(tǒng)不能穩(wěn)定運行的情況下，通過控制補水管路適量的補水，維持地面射流式真空系統(tǒng)中的工作水足夠，以使該多相抽提系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

上述的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)，其中，所述的地面射流式真空系統(tǒng)，包含射流式真空泵、氣水分離器以及相應(yīng)的連接管道。

上述的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)，其中，所述的連接管道包含進水管路、排水管路、廢氣管路、廢水管路以及補水管路；所述的進水管路連接地下多相抽提井和射流式真空泵，進水管路包含分別連接若干地下多相抽提井的若干軟管以及連接軟管與射流式真空泵的進水總管，進水總管上設(shè)有進水總調(diào)節(jié)閥門，每個軟管上分別設(shè)有軟管調(diào)節(jié)閥門。

上述的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)，其中，所述的排水管路連接射流式真空泵和氣水分離器，將射流式真空泵的排水通過排水管路排入氣水分離器；廢氣管路連接氣水分離器和后續(xù)廢氣處理系統(tǒng)，廢水管路連接氣水分離器和后續(xù)廢水處理系統(tǒng)。

上述的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)，其中，所述的補水管路，其兩端分別連接氣水分離器下部和射流式真空泵，通過射流式真空泵運行產(chǎn)生的真空吸力自動從氣水分離器下部吸入分離出來的水作為射流式真空泵的工作水使用。

上述的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)，其中，所述的氣水分離器，其分離的廢氣通過廢氣管路排入后續(xù)廢氣處理系統(tǒng)，分離的廢水通過廢水管路排入后續(xù)廢水處理系統(tǒng)或通過補水管路回流入射流式真空泵作為工作水使用。

上述的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)，其中，所述的補水管路上設(shè)有補水調(diào)節(jié)閥門，與進水管路上的調(diào)節(jié)閥門共同控制射流式真空泵產(chǎn)生的真空負壓在地下多相抽提井群和補水管路之間的分配，使補水管路的補水維持地面射流式真空系統(tǒng)中的工作水足夠以使該多相抽提系統(tǒng)穩(wěn)定運行。也就是說，在射流式真空裝置如出現(xiàn)多相抽提系統(tǒng)抽出的氣水比例過高等造成工作水損失的情況時，可通過調(diào)節(jié)閥門控制真空負壓在地下多相抽提井群和補水管路之間的分配，通過適量的系統(tǒng)內(nèi)補水維持地面射流式真空系統(tǒng)中足夠的工作水，從而實現(xiàn)多相抽提系統(tǒng)的穩(wěn)定運行

上述的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)，其中，所述的地下多相抽提井群，其每個地下多相抽提井分別包含井管和設(shè)置在井管下部的篩管，篩管的長度大于整個地下水的修復(fù)深度。

上述的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)，其中，所述地下多相抽提井，其井管內(nèi)均由底部向上填充砂濾層，填充高度均與篩管長度相匹配，填充高度比所在井管中的篩管長度高0.5m，優(yōu)選地，砂濾層設(shè)置在篩管之外和井管之內(nèi)，即位于篩管和井管之間。砂濾層以上和井口以下設(shè)有膨潤土的封口層，封口層之上的地面處以水泥漿封孔。

本發(fā)明還提供了上述的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)的抽提方法，其中，該方法包含：

步驟1，安裝若干地下多相抽提井，組成地下多相抽提井群；地下多相抽提井的安裝深度與污染深度匹配，篩管長度大于整個地下水的修復(fù)深度，井管內(nèi)砂濾層填充高度與篩管長度匹配，一般應(yīng)填至篩管以上約0.5m，井點填砂后，井口以下用膨潤土封口壓實，地面采用水泥漿封孔，封孔深度根據(jù)實際地下水位合理確定；步驟2，安裝進水管路；使安裝好的地下多相抽提井分別通過軟管連接至進水總管，進水總管連接至射流式真空泵的進水口，每個軟管上分別設(shè)置單獨的軟管調(diào)節(jié)閥門，用于單個抽提井的真空度調(diào)節(jié)，進水總管上設(shè)置進水總調(diào)節(jié)閥門，用于地下多相抽提井群的真空度調(diào)節(jié)；步驟3，安裝排水管路、廢氣管路和廢水管路；射流式真空泵的出水口通過排水管路連接至氣水分離器，氣水分離器通過廢氣管路連接后續(xù)廢氣處理系統(tǒng)，氣水分離器還通過廢水管路連接后續(xù)廢水處理系統(tǒng)；步驟4，在氣水分離器下部循環(huán)水箱部分和射流式真空泵進水口之間設(shè)置補水管路，通過射流式真空泵運行產(chǎn)生的真空吸力自動從氣水分離器下部吸入分離出來的水作為射流式真空泵的工作水使用，補水管路上設(shè)置獨立的補水調(diào)節(jié)閥門，用于補水管路的真空度調(diào)節(jié)從而控制補水流量；步驟5，通過安裝好的多相抽提系統(tǒng)進行污染場地土壤地下水抽提，地下多相抽提井抽出的地下氣水混合物進入氣水分離器進行分離處理，廢氣通過廢氣管路排入后續(xù)廢氣處理系統(tǒng)，廢水部分或全部通過廢水管路排入后續(xù)廢水處理系統(tǒng)，部分通過補水管路回流入射流式真空泵作為工作水使用。

本發(fā)明提供的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)及方法具有以下優(yōu)點：

(1)在現(xiàn)有的射流式多相抽提系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了射流式真空泵的補水管路，通過對補水管路和進水總管之間的真空度調(diào)節(jié)控制，使得射流式真空泵在不同的抽提場景下都能維持射流單元/循環(huán)水箱中足夠的工作水，從而實現(xiàn)多相抽提系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

(2)增設(shè)的補水管路設(shè)計簡單，可因地制宜進行選材與安裝，對于施工成本的增加非常有限，不會對項目實施造成投資負擔(dān)。

(3)補水管路的控制簡單，對于運行人員而言，僅需在正常的巡視過程中根據(jù)射流式真空泵的運行狀態(tài)進行簡單的補水管路上的閥門的調(diào)節(jié)操作就能達到足夠的干預(yù)效果，不會對運行人員造成過多的人力負擔(dān)。

(4)射流泵的補水以氣水分離器中分離出的水即抽出的地下水作為水源，以射流式真空泵本身的吸力作為補水動力，無需外設(shè)水源或動力裝置，節(jié)能環(huán)保。

(5)另一方面，多相抽提系統(tǒng)在不同的抽提場景下的穩(wěn)定運行，在保證抽提效率的同時，實際上也降低了設(shè)備損耗和人力維護的成本。

因此，本發(fā)明通過對多相抽提射流式真空系統(tǒng)的設(shè)計改進，彌補了現(xiàn)有基于輕型井點降水工藝的簡易多相抽提裝置在運行實踐上存在的不足，使其能夠適應(yīng)更為嚴苛的抽提場景，從而提高了多相抽提系統(tǒng)運行的靈活性和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步地說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)，用于污染場地土壤地下水修復(fù)，該系統(tǒng)包含地下多相抽提井群與地面射流式真空系統(tǒng)。

地下多相抽提井群包含若干個地下多相抽提井1；地面射流式真空系統(tǒng)中設(shè)有補水管路15，可在系統(tǒng)出現(xiàn)工作水即射流循環(huán)水損失使得抽提系統(tǒng)不能穩(wěn)定運行的情況下，通過控制補水管路15適量的補水，維持地面射流式真空系統(tǒng)中的工作水足夠，以使該多相抽提系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

地面射流式真空系統(tǒng)，包含射流式真空泵、氣水分離器11以及相應(yīng)的連接管道。連接管道包含進水管路、排水管路10、廢氣管路12、廢水管路13以及補水管路15。

進水管路連接地下多相抽提井1和射流式真空泵，進水管路包含分別連接若干地下多相抽提井1的若干軟管2以及連接軟管2與射流式真空泵的進水總管4，進水總管4上設(shè)有進水總調(diào)節(jié)閥門5，每個軟管2上分別設(shè)有軟管調(diào)節(jié)閥門3。

排水管路10連接射流式真空泵和氣水分離器11，將射流式真空泵的排水通過排水管路10排入氣水分離器11；廢氣管路12連接氣水分離器11和后續(xù)廢氣處理系統(tǒng)，廢水管路13連接氣水分離器11和后續(xù)廢水處理系統(tǒng)。

補水管路15兩端分別連接氣水分離器11下部和射流式真空泵，通過射流式真空泵運行產(chǎn)生的真空吸力自動從氣水分離器11下部吸入分離出來的水作為射流式真空泵的工作水使用。

氣水分離器11分離的廢氣通過廢氣管路12排入后續(xù)廢氣處理系統(tǒng)，分離的廢水通過廢水管路13排入后續(xù)廢水處理系統(tǒng)或通過補水管路15回流入射流式真空泵作為工作水使用。

補水管路15上設(shè)有補水調(diào)節(jié)閥門14，在射流式真空裝置如出現(xiàn)多相抽提系統(tǒng)抽出的氣水比例過高等造成工作水損失的情況時，可通過調(diào)節(jié)補水調(diào)節(jié)閥門14以及進水管路上的調(diào)節(jié)閥門，控制真空負壓在地下多相抽提井群和補水管路15之間的分配，通過適量的系統(tǒng)內(nèi)補水維持地面射流式真空系統(tǒng)中足夠的工作水，從而實現(xiàn)多相抽提系統(tǒng)的穩(wěn)定運行

地下多相抽提井群的每個地下多相抽提井1分別包含井管和設(shè)置在井管下部的篩管，篩管的長度大于整個地下水的修復(fù)深度。

地下多相抽提井1的井管內(nèi)均由底部向上填充砂濾層，填充高度均與篩管長度相匹配，填充高度比所在井管中的篩管長度高0.5m，優(yōu)選地，砂濾層設(shè)置在篩管之外和井管之內(nèi)，即位于篩管和井管之間。砂濾層以上和井口以下設(shè)有膨潤土的封口層，封口層之上的地面處以水泥漿封孔。

本發(fā)明還提供了上述的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)的抽提方法，其包含：

步驟1，安裝若干地下多相抽提井1，組成地下多相抽提井群；步驟2，安裝進水管路；步驟3，安裝排水管路10、廢氣管路12和廢水管路13；步驟4，在氣水分離器11下部循環(huán)水箱8部分和射流式真空泵進水口之間設(shè)置補水管路15，補水管路15上設(shè)置獨立的補水調(diào)節(jié)閥門14，用于補水管路15的真空度調(diào)節(jié)從而控制補水流量；步驟5，通過安裝好的多相抽提系統(tǒng)進行污染場地土壤地下水抽提，地下多相抽提井1抽出的地下氣水混合物進入氣水分離器11進行分離處理，廢氣通過廢氣管路12排入后續(xù)廢氣處理系統(tǒng)，廢水部分或全部通過廢水管路13排入后續(xù)廢水處理系統(tǒng)，部分通過補水管路15回流入射流式真空泵作為工作水使用。

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)及方法做更進一步描述。

實施例1

一種基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)，包含地下多相抽提井群和地面射流式真空系統(tǒng)。

地下多相抽提井群由根據(jù)污染/修復(fù)深度進行匹配設(shè)計的地下多相抽提井1組成，每個地下多相抽提井1均通過配置單獨的軟管調(diào)節(jié)閥門3的鋼絲軟管2連接至地面射流式真空系統(tǒng)的進水總管4，進水總管4在地下多相抽提井群部分設(shè)置進水總調(diào)節(jié)閥門5。

地面射流式真空系統(tǒng)由射流式真空泵、氣水分離器11以及相應(yīng)的連接管道組成，地面射流式真空系統(tǒng)運行時，射流式真空泵所附循環(huán)水箱8中的工作水經(jīng)所附循環(huán)水泵6抽出并泵入射流器7，在射流器7中形成高速噴射水流并在進水口產(chǎn)生真空負壓，真空負壓通過進水總管4等傳遞至地下多相抽提井群，從而將污染/修復(fù)區(qū)域的地下水、土壤氣體等一并抽入循環(huán)水箱8。

循環(huán)水箱8內(nèi)部設(shè)置隔板9進行初步的氣水分離，分離出的水作為工作水在地面射流式真空系統(tǒng)循環(huán)使用，其余氣水混合物則從出水口通過排水管路10排入氣水分離器11。經(jīng)過氣水分離，廢氣通過廢氣管路12排入后續(xù)廢氣處理系統(tǒng)，廢水通過廢水管路13排入后續(xù)廢水處理系統(tǒng)或者通過補水管路15回流入射流式真空泵作為工作水使用。

氣水分離器11和地面射流式真空系統(tǒng)進水總管4之間增設(shè)補水管路15，并設(shè)置單獨的補水調(diào)節(jié)閥門14，用于補水管路15的真空度調(diào)節(jié)。在出現(xiàn)如多相抽提抽出氣水比例過高等造成射流泵工作水損失的情況時，可調(diào)節(jié)進水總調(diào)節(jié)閥門5和補水調(diào)節(jié)閥門14控制真空負壓在地下多相抽提井群和補水管路15之間的分配，通過適量的補水維持循環(huán)水箱8中足夠的工作水，從而實現(xiàn)多相抽提系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

本實施例還提供了上述的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)的抽提方法，該方法包含：

步驟1，安裝若干地下多相抽提井1，組成地下多相抽提井群；地下多相抽提井1的安裝深度與污染深度匹配，篩管長度大于整個地下水的修復(fù)深度，井管內(nèi)砂濾層填充高度與篩管長度匹配，一般應(yīng)填至篩管以上約0.5m，優(yōu)選地，砂濾層設(shè)置在篩管之外和井管之內(nèi)，即位于篩管和井管之間。井點填砂后，井口以下用膨潤土封口壓實，地面采用水泥漿封孔，封孔深度根據(jù)實際地下水位合理確定。

步驟2，安裝進水管路；使安裝好的地下多相抽提井1分別通過鋼絲軟管2連接至進水總管4，進水總管4連接至射流式真空泵的進水口，每個鋼絲軟管2上分別設(shè)置單獨的軟管調(diào)節(jié)閥門3，用于單個抽提井的真空度調(diào)節(jié)，進水總管4上設(shè)置進水總調(diào)節(jié)閥門5，用于地下多相抽提井群的真空度調(diào)節(jié)。

步驟3，安裝排水管路10、廢氣管路12和廢水管路13；射流式真空泵的出水口通過排水管路10連接至氣水分離器11，氣水分離器11通過廢氣管路12連接后續(xù)廢氣處理系統(tǒng)，氣水分離器11還通過廢水管路13連接后續(xù)廢水處理系統(tǒng)。

步驟4，在氣水分離器11下部循環(huán)水箱8部分和射流式真空泵進水口之間設(shè)置補水管路15，通過射流式真空泵運行產(chǎn)生的真空吸力自動從氣水分離器11下部吸入分離出來的水作為射流式真空泵的工作水使用，補水管路15上設(shè)置獨立的補水調(diào)節(jié)閥門14，用于補水管路15的真空度調(diào)節(jié)從而控制補水流量。

步驟5，通過安裝好的多相抽提系統(tǒng)進行污染場地土壤地下水抽提，地下多相抽提井1抽出的地下氣水混合物進入氣水分離器11進行分離處理，廢氣通過廢氣管路12排入后續(xù)廢氣處理系統(tǒng)，廢水部分或全部通過廢水管路13排入后續(xù)廢水處理系統(tǒng)，部分通過補水管路15回流入射流式真空泵作為工作水使用。

本發(fā)明提供的基于輕型井點降水工藝的改進型多相抽提系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)由地下多相抽提井群與地面射流式真空系統(tǒng)構(gòu)成，可應(yīng)用于揮發(fā)性有機物、可生物降解的半揮發(fā)性有機物以及可移動態(tài)輕質(zhì)非水相流體等污染場地的土壤地下水修復(fù)工程，具有技術(shù)成熟可靠、安裝和調(diào)試周期短、運行操作簡單靈活、運行維護費用低廉等優(yōu)勢。同時，該系統(tǒng)針對射流式真空系統(tǒng)管路設(shè)計上做的改進，提高了多相抽提系統(tǒng)運行的靈活性和穩(wěn)定性，拓展了輕型井點降水裝置在多相抽提工藝系統(tǒng)上的應(yīng)用場景。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當(dāng)認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。