專利名稱：土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置及監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土壤現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及原位修復(fù)裝置及其系統(tǒng)，特別采用一種由土壤氣相抽提(SVE)裝置及其抽提、監(jiān)測(cè)井、測(cè)壓點(diǎn)組成的系統(tǒng)進(jìn)行土壤修復(fù)的監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
土壤和地下水環(huán)境是人類賴以生存的基礎(chǔ)，隨著全球工業(yè)化進(jìn)程，目前有機(jī)物污染已超過(guò)重金屬污染和放射性污染而躍居首位。特別是地下儲(chǔ)油罐的泄漏，揮發(fā)性有機(jī)烴的溢灑事故等對(duì)不飽和區(qū)土壤造成了不同程度的污染，如果不對(duì)該區(qū)域土壤及時(shí)進(jìn)行治理，則嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致地下水的污染，其治理難度和費(fèi)用將會(huì)成倍增加。因而應(yīng)運(yùn)而生了異位、原位的土壤修復(fù)技術(shù)，其中原位修復(fù)技術(shù)由于自身的眾多優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的發(fā)展。
土壤氣相抽提(Soil Vapor Extraction，SVE)，也稱“土壤通風(fēng)”或“真空抽提”，是始于20世紀(jì)80年代中后期的一種土壤原位修復(fù)技術(shù)，其原理是主要利用物理方法去除地下不飽和區(qū)域(vadose)的多孔介質(zhì)土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds，VOCs)。SVE修復(fù)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用受污染物特性、土壤特性以及地下微生物狀況等條件的制約。而生物通風(fēng)(Bioventing，BV)實(shí)際上是土壤氣相抽提的衍生技術(shù)，BV結(jié)合了SVE的物理過(guò)程和增強(qiáng)的生物降解過(guò)程，成為最流行最有效的土壤修復(fù)技術(shù)之一。
SVE工程技術(shù)最早由美國(guó)Terra Vac公司于1984年開(kāi)發(fā)成功并獲得專利權(quán)，逐漸發(fā)展成為80年代最常用的土壤及地下水有機(jī)物污染的修復(fù)技術(shù)。SVE系統(tǒng)通常包含抽氣井、真空泵、地面管路、尾氣處理裝置等基本結(jié)構(gòu)。
我們來(lái)看有關(guān)SVE裝置一個(gè)例子，美國(guó)專利No.5,360,067中SVE裝置包含至少一個(gè)抽氣井和注入井，它通過(guò)注入井注入燃燒氣體至污染土壤，實(shí)際上是一種熱強(qiáng)化SVE系統(tǒng)，其應(yīng)用具有一定的局限性，僅適合于高泡點(diǎn)的烴類污染物的治理。
土壤氣相抽提技術(shù)的應(yīng)用有其前提條件和適用范圍即首先對(duì)污染場(chǎng)址進(jìn)行必要的調(diào)查和評(píng)估，掌握其土壤條件、污染狀況、微生物狀況等條件；SVE技術(shù)適宜于土壤不飽和區(qū)域或包氣帶中揮發(fā)性有機(jī)污染物的去除修復(fù)，土壤的滲透性質(zhì)對(duì)修復(fù)效果有重要影響。土壤氣相抽提技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)際修復(fù)，其修復(fù)理論還需進(jìn)一步完善，SVE體系的設(shè)計(jì)仍依賴于現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)。因而土壤修復(fù)中在大尺度工程應(yīng)用之前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究是十分必要的，現(xiàn)場(chǎng)尺度的試驗(yàn)及修復(fù)需要一種簡(jiǎn)易、靈活、有效的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。豎井系統(tǒng)由于其具有影響半徑大、處理深度較大等優(yōu)點(diǎn)，比傳統(tǒng)的水平井或溝槽更具有應(yīng)用前景。
本發(fā)明中針對(duì)以上技術(shù)和發(fā)明的其不足之處，設(shè)計(jì)了土壤氣相抽提豎井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其監(jiān)測(cè)方法可用于揮發(fā)性有機(jī)污染土壤的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，為大尺度工程修復(fù)提供滲透性、壓力影響半徑、微生物修復(fù)本底值、污染物去除率等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)易、快速、可行的揮發(fā)性有機(jī)污染土壤現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置以及監(jiān)測(cè)方法，即采用土壤氣相抽提(SVE)裝置及其抽提、監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)進(jìn)行土壤原位修復(fù)監(jiān)測(cè)的方法。
本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的一種土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置，包括土壤氣相抽提(SVE)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置和抽提井、監(jiān)測(cè)井、測(cè)壓點(diǎn)組成，其特征是土壤氣相抽提裝置與現(xiàn)場(chǎng)抽提井、監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)通過(guò)地面管路連接。
所述的土壤氣相抽提裝置中氣泵吸入口設(shè)置有臨時(shí)閥門；氣泵吸入口前端連接了壓力測(cè)量系統(tǒng)；SVE裝置中氣液分離器設(shè)置有彎管并填充散堆填料。
所述的抽提主井、監(jiān)測(cè)副井的結(jié)構(gòu)相同，差別在于抽提主井口徑略大于監(jiān)測(cè)副井；井屏設(shè)置在不飽和區(qū)土壤；所述的散堆填料為自上而下依次充填水泥膨潤(rùn)土漿、膨潤(rùn)土和礫石。
所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的抽提主井、監(jiān)測(cè)副井井口設(shè)置有溫度測(cè)量口、氣相取樣口和壓力測(cè)量口，另井頭設(shè)置有井頭保護(hù)裝置。
所述的測(cè)壓點(diǎn)為外徑12-20mm小口徑的鋼性探針以及套管組成。
本發(fā)明的土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置的監(jiān)測(cè)方法，采用間歇或連續(xù)操作。
在土壤氣相抽提裝置1與井系統(tǒng)2連接試驗(yàn)前，首先采用空測(cè)法測(cè)定確定土壤氣相抽提試驗(yàn)裝置的抽提能力，其間歇操作方法為與豎井系統(tǒng)相接的軟管15與大氣相通，泵吸入口4處的真空度采用U形壓力計(jì)測(cè)量，測(cè)得泵吸入口真空度與空氣相抽吸流量的關(guān)系即SVE裝置中氣泵的特性曲線，進(jìn)而確定土壤氣相抽提裝置的氣泵類型及壓力、流量范圍，氣體流量及壓力表計(jì)量程范圍和氣液分離器；土壤氣相抽提裝置1與井系統(tǒng)2連接后，改變臨時(shí)閥門5的開(kāi)度，測(cè)量井頭真空度與氣相的抽提流量的關(guān)系得到SVE系統(tǒng)曲線；撤掉臨時(shí)閥門5，安裝微壓差計(jì)6于副井井頭或測(cè)壓計(jì)上端，在以抽提井21為主井抽氣條件下，測(cè)量各測(cè)壓點(diǎn)的井頭真空度，從而可以確定單井抽提的影響半徑。
通過(guò)連接SVE抽提裝置1與抽提主井21，關(guān)閉其井口閥16，井內(nèi)氣體處于密封狀態(tài)，24小時(shí)后測(cè)二氧化碳初始值；現(xiàn)場(chǎng)SVE通風(fēng)連續(xù)操作在抽提流量保持不變條件下，在主井21的地面取樣口29取樣，用氣相色譜法測(cè)定CO2的呼吸量的變化趨勢(shì)，本連續(xù)操作方法獲得的的土壤中CO2的濃度值為該修復(fù)場(chǎng)地的CO2本底值。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土壤分層及污染物分布狀況，建立土壤氣相抽提及監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)，確定測(cè)壓點(diǎn)的設(shè)置以及設(shè)計(jì)抽提主井21及監(jiān)測(cè)副井32的深度及井結(jié)構(gòu)。
該發(fā)明的獨(dú)特之處如下幾點(diǎn)1.土壤氣相抽提裝置及抽提、監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，此外，其體系裝置包含了由諸如PVC管、閥、泵等常見(jiàn)易得的設(shè)施。這些因素使得SVE優(yōu)越于其它如生物處理或土壤沖洗等技術(shù)需要復(fù)雜的設(shè)計(jì)或特殊的設(shè)備。最佳地達(dá)到體系的效率及污染物的去除效果唯有全面了解場(chǎng)址及SVE的過(guò)程。
2.對(duì)于土壤現(xiàn)場(chǎng)流體力學(xué)試驗(yàn)及揮發(fā)性有機(jī)物去除試驗(yàn)具有可行性，其豎井系統(tǒng)適應(yīng)于不同地質(zhì)條件的現(xiàn)場(chǎng)，常見(jiàn)如砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、粘土層等土壤條件。
本發(fā)明的一種土壤氣相抽提裝置及抽提、監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，包括土壤氣相抽提裝置、抽提主井、監(jiān)測(cè)副井、測(cè)壓點(diǎn)或注入點(diǎn)等。
其中主要設(shè)備及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及安裝有其獨(dú)到之處1.土壤氣相抽提(SVE)裝置中氣泵吸入口設(shè)置有臨時(shí)閥門5便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)SVE系統(tǒng)曲線；氣泵吸入口前端連接了壓力測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量方便快捷；SVE裝置中氣液分離器設(shè)置有彎管并填充散堆填料有助于土壤中氣相與液相的分離；現(xiàn)有方法中為確定SVE工作曲線通常用不同功率的氣泵測(cè)定，既不經(jīng)濟(jì)又費(fèi)時(shí)。
2.抽提主井、監(jiān)測(cè)副井的結(jié)構(gòu)基本相同，差別在于抽提主井口徑略大于監(jiān)測(cè)副井，本發(fā)明中抽提主井口徑為2英寸，自上而下填料設(shè)置31依次充填水泥膨潤(rùn)土漿、膨潤(rùn)土、礫石，該設(shè)置目的是引導(dǎo)土壤中的氣相通過(guò)井內(nèi)部通道流向SVE裝置；井屏即氣體吸入口設(shè)置在不飽和區(qū)土壤；井套管采用了ABS材質(zhì)；目前工程上井結(jié)構(gòu)中多采用PVC管材，實(shí)踐證明其抗腐蝕及韌性次于ABS材質(zhì)，本發(fā)明通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)做了嘗試；井套管底端加有堵頭34，以防止填料或土壤充塞井內(nèi)通道。
3.抽提主井、監(jiān)測(cè)副井井口設(shè)置有溫度測(cè)量口、氣相取樣口、壓力測(cè)量口，另井頭設(shè)置有井頭保護(hù)裝置；4.測(cè)壓點(diǎn)或注入點(diǎn)為現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易裝置，拆卸方便，安裝迅速，本發(fā)明中它們由外徑為12-20mm的小口徑鋼性探針以及套管組成，是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中污染物的加入通道以及壓力流動(dòng)測(cè)量點(diǎn)?，F(xiàn)有方法中測(cè)壓點(diǎn)多采用小井固定結(jié)構(gòu)，其靈活度受到了限制。
本發(fā)明的土壤氣相抽提(SVE)裝置及其抽提、監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)，其地面抽提裝置及測(cè)量等管路部分與地下豎井部分有機(jī)結(jié)合構(gòu)成了現(xiàn)場(chǎng)土壤測(cè)試及地下有機(jī)污染物去除的理想、高效的體系，相比較需要復(fù)雜設(shè)備的其它修復(fù)如生物修復(fù)而言，以相對(duì)較小的設(shè)備投資能夠達(dá)到預(yù)期測(cè)試或污染治理目標(biāo)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，本發(fā)明是具有設(shè)計(jì)合理、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便可行、易于維護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及中試過(guò)程容易控制的土壤及地下水原位修復(fù)體系，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1土壤氣相抽提裝置及抽提、監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)示意圖；圖2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)正己烷去除曲線。
其中1-土壤氣相抽提裝置，2-抽提及監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)，3-氣泵尾氣排放口，4-氣泵吸入口，5-臨時(shí)閥門，6-壓力測(cè)量系統(tǒng)接口，7-土樣采樣位置，8-氣體流量計(jì)，9-流量計(jì)上游閥門，10-SVE裝置柜，11-氣液分離器，12-散堆填料，13-氣液分離彎管，14-廢液排出口，15-軟管連接至抽提井，16-抽提主井井口閥門，17-壓力測(cè)量口，18-地表，19-測(cè)壓點(diǎn)或注入點(diǎn)，20-污染物注入位置，21-抽提主井，22-土壤中氣相井屏入口，23-井通道中氣相，24-井頭保護(hù)裝置，25-不飽和區(qū)土壤類型1，26-不飽和區(qū)土壤類型2，27-飽和區(qū)土壤，28-地下水水位及深度，29-氣相取樣口，30-溫度測(cè)量口，31-抽提、監(jiān)測(cè)井填料設(shè)置，32-監(jiān)測(cè)副井，33-井套管，34-堵頭，35-井口球閥。
本附圖中所示的結(jié)構(gòu)是說(shuō)明性的，如監(jiān)測(cè)井、測(cè)壓點(diǎn)個(gè)數(shù)以及井間距的確定，應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)土壤及地下水條件以及污染狀況等因素為依據(jù)而設(shè)計(jì)。本發(fā)明中SVE抽提裝置、一個(gè)抽提主井和兩個(gè)監(jiān)測(cè)井是必要的結(jié)構(gòu)和最基本部件，測(cè)壓點(diǎn)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活設(shè)置。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一種土壤氣相抽提裝置及其抽提、監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)，具體包括將現(xiàn)場(chǎng)土壤中的氣相和液相為主的污染物，通過(guò)土壤氣相抽提裝置后經(jīng)抽提主井、監(jiān)測(cè)副井、測(cè)壓點(diǎn)或注入點(diǎn)，最終抽提至地表18以上從而完成土壤現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或治理目標(biāo)，其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝以及監(jiān)測(cè)方法有其獨(dú)到之處1)土壤氣相抽提裝置中氣泵吸入口設(shè)置有臨時(shí)閥門便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)SVE系統(tǒng)曲線；氣泵吸入口前端連接了壓力測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量方便快捷；SVE裝置中氣液分離器設(shè)置有彎管13并填充散堆填料12有助于土壤中氣相與液相的分離，氣泵、氣液分離器以及臨時(shí)閥門安裝于SVE裝置柜10內(nèi)。
2)抽提主井、監(jiān)測(cè)副井的結(jié)構(gòu)基本相同，差別在于抽提主井口徑略大于監(jiān)測(cè)副井，本發(fā)明中抽提主井口徑為2英寸，自上而下填料設(shè)置31依次充填水泥膨潤(rùn)土漿、膨潤(rùn)土、礫石，該設(shè)置目的是引導(dǎo)土壤中的氣相通過(guò)井內(nèi)部通道流向SVE裝置；井屏即氣體吸入口設(shè)置在不飽和區(qū)土壤層26中；井套管33采用了ABS材質(zhì)，其下端安裝有堵頭34，防止地下水以及雜物進(jìn)入套管內(nèi)；3)抽提主井、監(jiān)測(cè)副井井口設(shè)置有溫度測(cè)量口、氣相取樣口、壓力測(cè)量口，另井頭設(shè)置有井頭保護(hù)裝置24；4)測(cè)壓點(diǎn)或污染物注入點(diǎn)為現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易裝置，拆卸方便，安裝迅速，本發(fā)明采用外徑12-20mm的鋼性探針以及套管組成，是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中污染物的加入、固體樣品采取的通道以及壓力流動(dòng)測(cè)量點(diǎn)。
其余地面管路及測(cè)量?jī)x器連接方式采用常規(guī)操作。
下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明的土壤氣相抽提裝置及其抽提、監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)作進(jìn)一步說(shuō)明1)實(shí)施實(shí)例一為了考察設(shè)計(jì)土壤氣相抽提試驗(yàn)裝置的抽提能力，有必要在土壤氣相抽提裝置1與井系統(tǒng)2連接試驗(yàn)前首先確定其抽提能力數(shù)據(jù)。氣泵的特性曲線采用空測(cè)法進(jìn)行測(cè)定，采用間歇操作方法，與豎井系統(tǒng)相接的軟管15與大氣相通，泵吸入口4真空度測(cè)量采用U形壓力計(jì)，測(cè)得泵吸入口真空度與氣相抽吸流量的關(guān)系即SVE裝置中氣泵的特性曲線。通過(guò)地面管路以及壓力、溫度、測(cè)量?jī)x器將SVE抽提裝置1與地下抽氣主井21相連接，檢查管路的氣密性。SVE系統(tǒng)曲線用以評(píng)估應(yīng)用不同真空度條件下氣相的回收速率，是抽提裝置1和井設(shè)施以及管路組成的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的流體曲線，與抽提裝置的特性曲線的交點(diǎn)為工作點(diǎn)。以抽提井21為主井做抽氣測(cè)試，在氣泵吸入口處加上臨時(shí)閥門5，氣體流量計(jì)8的上游閥門9改變開(kāi)度大小，井口閥門35為全開(kāi)狀態(tài)。測(cè)得閥門9不同開(kāi)度條件下井頭真空度與氣相的抽提流量的關(guān)系組成SVE系統(tǒng)曲線。然后撤掉臨時(shí)閥門5，安裝以煤油及水做雙指示劑的微壓差計(jì)6于副井井頭或測(cè)壓計(jì)上端，測(cè)量各測(cè)壓點(diǎn)的井頭真空度，從而初步確定單井抽提的壓力影響半徑。系統(tǒng)裝置連接如前述，仍以豎井21為主井抽氣，監(jiān)測(cè)副井32或測(cè)壓點(diǎn)19井頭真空度隨時(shí)間的變化，從而進(jìn)一步確定SVE抽提壓力影響半徑，壓力影響半徑是SVE工程設(shè)計(jì)最重要的參數(shù)之一。測(cè)定氣相抽提流量一定下不同徑向距離井頭瞬時(shí)真空度的變化，來(lái)考察修復(fù)場(chǎng)地土壤的各向異性的影響以及非穩(wěn)態(tài)下瞬時(shí)真空度的變化與徑向距離的關(guān)系。測(cè)定氣相抽提流量一定下不同深度井頭瞬時(shí)真空度的變化，監(jiān)測(cè)測(cè)壓點(diǎn)19不同深度真空度的瞬時(shí)變化，以考察修復(fù)土壤垂直深度內(nèi)土壤通透性的變化情況。以空氣為流動(dòng)介質(zhì)條件下，以抽提井21為主井抽氣，監(jiān)測(cè)兩個(gè)副井32井頭真空度的變化，根據(jù)所測(cè)流體力學(xué)數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)土壤條件可以確定試驗(yàn)場(chǎng)地土壤空氣滲透性參數(shù)。
2)實(shí)施實(shí)例二連接SVE抽提裝置1與抽提主井21，關(guān)閉其井口閥16，井內(nèi)氣體處于密封狀態(tài)，24小時(shí)后測(cè)二氧化碳初始值。試驗(yàn)過(guò)程中需要測(cè)定抽提主井21的井頭壓力17、氣泵吸入口4的壓力，抽提流量保持不變。現(xiàn)場(chǎng)SVE通風(fēng)采用連續(xù)操作在抽提流量保持不變條件， SVE通風(fēng)試驗(yàn)中CO2呼吸連續(xù)進(jìn)行需24小時(shí)以上，在主井21的地面取樣口29取樣，同時(shí)測(cè)量井頭溫度測(cè)量口30氣體的溫度變化，用氣相色譜法測(cè)定CO2的呼吸量的變化趨勢(shì)，這與場(chǎng)地的本地生物菌種的活動(dòng)有關(guān)。生物降解率基于氧氣的利用率和烴類與氧氣反應(yīng)生成CO2的濃度關(guān)系。本操作目的在于確定修復(fù)場(chǎng)地的土壤中CO2的本底值，為進(jìn)一步采用SVE與生物通風(fēng)的復(fù)合修復(fù)方法提供依據(jù)。
3)實(shí)施實(shí)例三土壤氣相抽提裝置與抽提及監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)連接如實(shí)施實(shí)例二，打開(kāi)抽提主井21井口閥16?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中污染物以點(diǎn)源方式加入，本例中從測(cè)壓點(diǎn)20加入正己烷，注入深度為不飽和土壤層25與26的界面，從固體樣品采取位置7采取土樣分析其污染物含量，實(shí)際工程修復(fù)中污染物存在于土壤不同層位中。豎井的吸入口或井屏的設(shè)置因污染物的分布狀況及土壤的通透性情況而異，本例中井屏位置位于飽和區(qū)土壤27之上的土壤26中。以抽提主井21進(jìn)行SVE現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)抽提操作89小時(shí)，不飽和區(qū)土壤層26中揮發(fā)性有機(jī)污染物經(jīng)井屏22、抽提井套管內(nèi)通道23進(jìn)氣液分離器11，液相在廢液排出口14排出，氣相最后經(jīng)氣泵尾氣排放口3進(jìn)入后續(xù)裝置如活性炭處理裝置等。經(jīng)尾氣中正己烷的初始濃度為452.04mg/m3，試驗(yàn)終了濃度為6.28mg/m3，大部分污染物在SVE操作中明顯去除?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)見(jiàn)圖2，試驗(yàn)終了地下水水位28其高度提升了0.5米。
上述三項(xiàng)是單獨(dú)測(cè)量的，第一項(xiàng)主要確定抽提壓力影響半徑，后兩項(xiàng)分別研究了土壤的呼吸性質(zhì)和SVE修復(fù)中有機(jī)污染物的去除效果。
本發(fā)明提出的土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置及監(jiān)測(cè)方法，已通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)較佳實(shí)施例子進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的結(jié)構(gòu)和制備方法進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求
1.一種土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置，包括土壤氣相抽提(SVE)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置和抽提井、監(jiān)測(cè)井、測(cè)壓點(diǎn)組成，其特征是土壤氣相抽提裝置與現(xiàn)場(chǎng)抽提井、監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)通過(guò)地面管路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置，其特征是所述的土壤氣相抽提裝置中氣泵吸入口設(shè)置有臨時(shí)閥門；氣泵吸入口前端連接了壓力測(cè)量系統(tǒng)；SVE裝置中氣液分離器設(shè)置有彎管并填充散堆填料。
3.如權(quán)利要求1所述的土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置，其特征是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土壤分層及污染物分布狀況，建立土壤氣相抽提及監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)，確定測(cè)壓點(diǎn)的設(shè)置以及設(shè)計(jì)抽提主井(21)及監(jiān)測(cè)副井(32)的深度及井結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置，其特征是所述的抽提主井、監(jiān)測(cè)副井的結(jié)構(gòu)相同，差別在于抽提主井口徑略大于監(jiān)測(cè)副井；井屏設(shè)置在不飽和區(qū)土壤。
5.如權(quán)利要求4所述的土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置，其特征是所述的抽提主井、監(jiān)測(cè)副井填料為自上而下依次充填水泥膨潤(rùn)土漿、膨潤(rùn)土和礫石。
6.如權(quán)利要求1所述的土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置，其特征是所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的抽提主井、監(jiān)測(cè)副井井口設(shè)置有溫度測(cè)量口、氣相取樣口和壓力測(cè)量口，另井頭設(shè)置有井頭保護(hù)裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置，其特征是所述的測(cè)壓點(diǎn)為外徑12-20mm小口徑的鋼性探針以及套管組成。
8.如權(quán)利要求1所述的土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置的監(jiān)測(cè)方法，其特征是采用間歇或連續(xù)操作。
9.如權(quán)利要求8所述的土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置的監(jiān)測(cè)方法，其特征是在土壤氣相抽提裝置(1)與井系統(tǒng)(2)連接試驗(yàn)前，首先采用空測(cè)法測(cè)定確定土壤氣相抽提試驗(yàn)裝置的抽提能力，其間歇操作方法為與豎井系統(tǒng)相接的軟管(15)與大氣相通，泵吸入口(4)處的真空度采用U形壓力計(jì)測(cè)量，測(cè)得泵吸入口真空度與空氣相抽吸流量的關(guān)系即SVE裝置中氣泵的特性曲線，進(jìn)而確定土壤氣相抽提裝置的氣泵類型及壓力、流量范圍，氣體流量及壓力表計(jì)量程范圍和氣液分離器；土壤氣相抽提裝置(1)與井系統(tǒng)(2)連接后，改變臨時(shí)閥門(5)的開(kāi)度，測(cè)量井頭真空度與氣相的抽提流量的關(guān)系得到SVE系統(tǒng)曲線；撤掉臨時(shí)閥門(5)，安裝微壓差計(jì)(6)于副井井頭或測(cè)壓計(jì)上端，在以抽提井(21)為主井抽氣條件下，測(cè)量各測(cè)壓點(diǎn)的井頭真空度，從而可以確定單井抽提的影響半徑。
10.如權(quán)利要求8所述的土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置的監(jiān)測(cè)方法，其特征是通過(guò)連接SVE抽提裝置(1)與抽提主井(21)，關(guān)閉其井口閥(16)，井內(nèi)氣體處于密封狀態(tài)，24小時(shí)后測(cè)二氧化碳初始值；現(xiàn)場(chǎng)SVE通風(fēng)連續(xù)操作在抽提流量保持不變條件下，在主井(21)的地面取樣口(29)取樣，用氣相色譜法測(cè)定CO2的呼吸量的變化趨勢(shì)，本連續(xù)操作方法獲得的的土壤中CO2的濃度值為該修復(fù)場(chǎng)地的CO2本底值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種土壤現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及原位修復(fù)裝置及其系統(tǒng)，本發(fā)明是包括土壤氣相抽提監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝置和抽提井、監(jiān)測(cè)井、測(cè)壓點(diǎn)組成，由土壤氣相抽提裝置與現(xiàn)場(chǎng)抽提井、監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)通過(guò)地面管路連接。本發(fā)明的土壤氣相抽提裝置及其抽提、監(jiān)測(cè)井系統(tǒng)，其地面抽提裝置及測(cè)量等管路部分與地下豎井部分有機(jī)結(jié)合構(gòu)成了現(xiàn)場(chǎng)土壤測(cè)試及地下有機(jī)污染物去除的理想、高效的體系，本發(fā)明以相對(duì)較小的設(shè)備投資能夠達(dá)到預(yù)期測(cè)試或污染治理目標(biāo)。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，本發(fā)明是具有設(shè)計(jì)合理、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便可行、易于維護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及中試過(guò)程容易控制的土壤及地下水原位修復(fù)體系，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B09C1/00GK101021520SQ20071005699
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者楊樂(lè)巍, 黃國(guó)強(qiáng), 姜斌, 李鑫鋼 申請(qǐng)人:天津大學(xué)