本發(fā)明屬于環(huán)境修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種土壤和地下水污染原位修復(fù)裝置及工藝。

背景技術(shù)：

原位化學(xué)還原修復(fù)是一種常用的有效原位修復(fù)技術(shù)，其中納米鐵材料以粒徑小、比表面積大、表面活性高、還原能力強(qiáng)等特點，能夠有效去除有機(jī)物、重金屬和硝酸鹽等多種污染物，已越來越多的被應(yīng)用于土壤和地下水污染修復(fù)的研究。

國內(nèi)外研究表明，納米鐵用于修復(fù)土壤和地下水污染的機(jī)理為：在feo-h2o系統(tǒng)中存在有三種還原劑，分別為feo、fe(ⅱ)和氫氣，污染物的還原可能會由于還原劑的不同而存在三種途徑。同時納米鐵具有較高的比表面積、優(yōu)良的表面吸附能力和反應(yīng)活性，促進(jìn)了鐵腐蝕反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生的大量的fe(ⅱ)和氫可作為污染物還原過程的電子供體，即反應(yīng)在短時間內(nèi)創(chuàng)造了一個不斷有電子供體給予的環(huán)境體系，從而提高了污染物的還原效率。但是，目前納米鐵在地下水環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用尚存在一些問題：

(1)由于納米零價鐵粒度小、比表面積大、表面能大且自身存在磁性，因而很容易發(fā)生團(tuán)聚，其粒徑就從納米級變?yōu)槲⒚准?，極大降低了反應(yīng)的比表面積，從而導(dǎo)致降解效率的降低；(2)在空氣中極易被氧化，形成鈍化層而降低活性，有的甚至可以發(fā)生自燃，納米鐵從制備到修復(fù)現(xiàn)場的運輸過程挑戰(zhàn)巨大，這樣就限制了納米零價鐵在地下水和土壤修復(fù)中的應(yīng)用。

為了解決上述這些問題，越來越多的納米零價鐵改性技術(shù)應(yīng)運而生，如鈍化納米零價鐵、負(fù)載納米零價鐵及穩(wěn)定劑改造納米鐵，其中以穩(wěn)定劑改造納米鐵的研究較多，且由此產(chǎn)生了多種納米鐵改性用穩(wěn)定劑，如淀粉、聚苯乙烯磺酸鈉等。如，中國專利申請?zhí)枮?01010221529.8的申請案公開了一種納米鐵漿反應(yīng)帶原位修復(fù)硝基苯污染地下水的方法，該申請案是在地下水污染區(qū)打一口以上注入井和觀測井，將預(yù)先制備好的納米鐵漿或淀粉改性納米鐵漿灌入注入井，灌注時實時監(jiān)測觀測井中目標(biāo)污染物，當(dāng)達(dá)到預(yù)期處理效果時停止灌注。該申請案即是采用淀粉對納米鐵進(jìn)行改性處理，從而在一定程度上能夠提高所得納米鐵材料的比表面積，改善其修復(fù)效果。又如，中國專利申請?zhí)枮?01210445834.4的申請案公開了一種適用于地下水治理的改性零價納米鐵的制備方法，該申請案是采用聚苯乙烯磺酸鈉對納米鐵材料進(jìn)行改性處理從而可以獲得相對穩(wěn)定的分散零價納米鐵。

目前現(xiàn)有研究主要集中在保持納米鐵原有的反應(yīng)活性及與污染物的充分接觸等問題上，但大多數(shù)研究還僅限于實驗室研究階段，將其應(yīng)用于實際處理工藝中成效并不大，仍無法有效避免納米鐵材料的鈍化失活。因此，如何使納米鐵材料能夠有效應(yīng)用于實際工藝過程，并保證其對污染物的修復(fù)處理效果對于納米鐵材料在地下水和土壤修復(fù)中的推廣應(yīng)用就至關(guān)重要，也是目前國內(nèi)外研究者急需解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中將納米鐵材料應(yīng)用于土壤和地下水污染修復(fù)時，納米鐵材料在制備、運輸過程中易發(fā)生鈍化失活，從而影響其修復(fù)效果的不足，提供了一種納米鐵試劑原位注入裝置及注入方法。采用本發(fā)明的技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)納米鐵的地下原位制備與修復(fù)，降低了納米鐵與污染體接觸前發(fā)生氧化、團(tuán)聚的可能性，從而能夠有效保證其修復(fù)效果。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種納米鐵試劑原位注入裝置，包括雙液注射泵和雙液注射鉆桿，所述的雙液注射泵與液壓控制系統(tǒng)相連，該雙液注射泵包括第一柱塞泵和第二柱塞泵，所述的雙液注射鉆桿內(nèi)設(shè)有相互分隔的第一藥劑注射腔和第二藥劑注射腔，且第一柱塞泵的藥劑出口與第一藥劑注射腔的進(jìn)液口相連，第二柱塞泵的藥劑出口與第二藥劑注射腔的進(jìn)液口相連，在液壓控制系統(tǒng)的作用下通過上述兩個柱塞泵及第一藥劑注射腔、第二藥劑注射腔分別向待修復(fù)土壤內(nèi)注射feso4和nabh4溶液。

更進(jìn)一步的，所述的液壓控制系統(tǒng)包括液壓缸、換向閥和油泵，其中，油泵的進(jìn)油口與油箱相連，其出油口一方面通過換向閥分別與液壓缸的兩個腔體相連，另一方面通過溢流閥與油箱相連；所述液壓缸的活塞通過活塞桿分別與第一柱塞泵和第二柱塞泵的柱塞固定相連。

更進(jìn)一步的，所述的雙液注射鉆桿設(shè)計為雙層空心套管結(jié)構(gòu)，內(nèi)層套管的內(nèi)部設(shè)有第一藥劑注射腔，兩層套管之間形成第二藥劑注射腔，且第一藥劑注射腔和第二藥劑注射腔均為頂部開口、底部封閉的腔體。

更進(jìn)一步的，所述雙液注射鉆桿的底部設(shè)有鉆頭組件，鉆頭組件上設(shè)有分別與第一藥劑注射腔和第二藥劑注射腔相連通的兩組噴射口，兩組噴射口的高度不同，兩組噴射口分別對應(yīng)設(shè)有第一藥劑噴嘴和第二藥劑噴嘴，且與第一藥劑注射腔相連通的第一藥劑噴嘴向上傾斜設(shè)置，與第二藥劑注射腔相連通的第二藥劑噴嘴向下傾斜設(shè)置。

更進(jìn)一步的，所述的雙液注射鉆桿包括頂外管和頂內(nèi)管，且頂外管與鉆頭組件之間設(shè)有加長外桿，頂內(nèi)管與鉆頭組件之間設(shè)有加長內(nèi)管，頂外管、頂內(nèi)管、加長外桿及加長內(nèi)管共同構(gòu)成雙層空心套管結(jié)構(gòu)；所述的加長外桿及加長內(nèi)管與鉆頭組件之間均通過螺紋連接，且加長外桿的內(nèi)壁底部向內(nèi)延伸形成臺階，該臺階的內(nèi)徑尺寸與加長內(nèi)管的外徑尺寸相匹配，上述臺階的內(nèi)壁與加長內(nèi)管外壁之間設(shè)有第二密封圈；所述鉆頭組件的內(nèi)部設(shè)有與頂內(nèi)管及加長內(nèi)管的內(nèi)腔相連通的空腔，該空腔與頂內(nèi)管及加長內(nèi)管的內(nèi)腔共同組成第一藥劑注射腔。

更進(jìn)一步的，所述頂內(nèi)管的頂部與液壓管的一端相連，液壓管的另一端通過直角接頭與頂外管螺紋相連，所述的直角接頭通過第二連接管與第一柱塞泵的藥劑出口相連；所述的頂外管上設(shè)有與其內(nèi)腔相連通的直通接頭，該直通接頭通過第二連接管與第二柱塞泵的藥劑出口相連。

更進(jìn)一步的，所述鉆頭組件內(nèi)部空腔的底部設(shè)有復(fù)位彈簧和止回閥，且止回閥與鉆頭組件內(nèi)腔之間設(shè)有第一密封圈；所述加長外桿與加長內(nèi)管的端部均設(shè)置為榫頭結(jié)構(gòu)，其一端為公頭，另一端為母頭，且頂外管及頂內(nèi)管的底部設(shè)有分別與加長外桿及加長內(nèi)管相匹配的母頭或公頭結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的一種納米鐵試劑原位注入方法，啟動本發(fā)明的納米鐵試劑原位注入裝置，在液壓控制系統(tǒng)的控制下，通過雙液注射泵向雙液注射鉆桿的不同注射腔內(nèi)分別注射feso4溶液和nabh4溶液，控制feso4·7h2o與nabh4注射的摩爾比為1:3，然后通過雙液注射鉆桿將feso4溶液與nabh4溶液分別噴射到待修復(fù)土壤中，feso4溶液與nabh4溶液混合并反應(yīng)生成納米鐵，從而對待修復(fù)土壤中的污染物質(zhì)進(jìn)行還原降解，實現(xiàn)污染土壤的修復(fù)。

更進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種納米鐵試劑原位注入方法的具體步驟為：

(1)將鉆頭組件安裝于環(huán)境鉆機(jī)上，利用環(huán)境鉆機(jī)將鉆頭組件的鉆頭鉆入地下，當(dāng)鉆頭到達(dá)地下污染部位時，使第一藥劑注射腔的進(jìn)液口通過外接管道與第一柱塞泵的藥劑出口相連，使第二藥劑注射腔的進(jìn)液口通過外接管道與第二柱塞泵的藥劑出口相連；

(2)在液壓控制系統(tǒng)的控制下，第一柱塞泵通過其藥劑進(jìn)口管路吸入feso4溶液，并通過其藥劑出口管路向雙液注射鉆桿的第一藥劑注射腔注射feso4溶液；第二柱塞泵通過其藥劑進(jìn)口管路吸入nabh4溶液，并通過其藥劑出口管路向雙液注射鉆桿的第二藥劑注射腔注射nabh4溶液；

(3)第一藥劑注射腔內(nèi)的feso4溶液通過第一藥劑噴嘴噴射到待修復(fù)土壤，第二藥劑注射腔內(nèi)的nabh4溶液通過第二藥劑噴嘴噴射到待修復(fù)土壤，feso4溶液與nabh4溶液在藥劑混合面混合并反應(yīng)生成納米鐵，納米鐵在注射壓力和流體動力差的驅(qū)動下，與注射口區(qū)域的污染物質(zhì)接觸，從而對待修復(fù)土壤中的污染物質(zhì)進(jìn)行還原降解。

更進(jìn)一步的，所述第一柱塞泵的藥劑進(jìn)口管路與feso4藥劑罐相連，所述第二柱塞泵的藥劑進(jìn)口管路與nabh4藥劑罐相連；所述feso4藥劑罐中還添加有體積濃度為5g/l的聚乙烯吡咯烷酮或按1:5的比例添加有質(zhì)量百分比為0.6％的羧甲基纖維素溶液作為穩(wěn)定劑。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

(1)本發(fā)明的一種納米鐵試劑原位注入裝置，包括雙液注射泵和雙液注射鉆桿，雙液注射鉆桿內(nèi)設(shè)有相互分隔的第一藥劑注射腔和第二藥劑注射腔，第一藥劑注射腔和第二藥劑注射腔分別與雙液注射泵的第一柱塞泵、第二柱塞泵相連，從而可以保證向污染土壤內(nèi)分別注射feso4和nabh4溶液，實現(xiàn)了納米鐵的地下原位制備與修復(fù)，降低了納米鐵與污染體接觸前發(fā)生氧化、團(tuán)聚的可能性，進(jìn)而改善了原位修復(fù)效果。

(2)本發(fā)明的一種納米鐵試劑原位注入裝置，所述雙液注射鉆桿的底部設(shè)有鉆頭組件，使得該雙液注射鉆桿既是藥劑的載體，也是鉆孔、打眼的執(zhí)行器，便于污染土壤的修復(fù)操作。上述鉆頭組件上設(shè)有分別與第一藥劑注射腔和第二藥劑注射腔相連通的兩組噴射口，兩組噴射口的高度不同，兩組噴射口分別對應(yīng)設(shè)有第一藥劑噴嘴和第二藥劑噴嘴，且與第一藥劑注射腔相連通的第一藥劑噴嘴向上傾斜設(shè)置，與第二藥劑注射腔相連通的第二藥劑噴嘴向下傾斜設(shè)置，從而使得藥劑噴射到污染體后能夠快速混合，保證納米鐵試劑的合成速率及土壤的修復(fù)效率。上述第一藥劑噴嘴和第二藥劑噴嘴的角度、間距及數(shù)量均可根據(jù)實際地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(3)本發(fā)明的一種納米鐵試劑原位注入裝置，所述的雙液注射鉆桿包括頂外管和頂內(nèi)管，且頂外管與鉆頭組件之間設(shè)有加長外桿，頂內(nèi)管與鉆頭組件之間設(shè)有加長內(nèi)管，頂外管、頂內(nèi)管、加長外桿及加長內(nèi)管共同構(gòu)成雙層空心套管結(jié)構(gòu)，從而可以根據(jù)修復(fù)需要選擇安裝不同段數(shù)的加長外桿及加長內(nèi)管，從而能夠滿足不同深度土壤的修復(fù)需求。

(4)本發(fā)明的一種納米鐵試劑原位注入方法，通過雙液注射泵向雙液注射鉆桿的不同注射腔內(nèi)分別注射feso4溶液和nabh4溶液，然后通過雙液注射鉆桿將feso4溶液與nabh4溶液分別噴射到待修復(fù)土壤中，feso4溶液與nabh4溶液混合并原位反應(yīng)生成納米鐵，從而對待修復(fù)土壤中的污染物質(zhì)進(jìn)行還原降解，實現(xiàn)污染土壤的修復(fù)，從而能夠有效避免現(xiàn)有技術(shù)中納米鐵與污染體接觸前易發(fā)生氧化、團(tuán)聚的現(xiàn)象，保證了對污染土壤的修復(fù)效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的納米鐵試劑原位注射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的注射泵的液壓系統(tǒng)的原理圖；

圖3為本發(fā)明的注射鉆桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中區(qū)域a的放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明注射鉆桿的工作示意圖。

附圖中的標(biāo)號說明：

1、環(huán)境鉆機(jī)；2、第一連接管；3、雙液注射泵；301、第一柱塞泵；302、第二柱塞泵；4、第二連接管；5、雙液注射鉆桿；6、直角接頭；7、直通接頭；8、液壓管；9、頂外管；10、頂內(nèi)管；11、加長外桿；12、加長內(nèi)管；13、鉆頭組件；14、鉆頭；15、復(fù)位彈簧；16、第一密封圈；17、止回閥；18、第一藥劑注射腔；19、第一藥劑噴嘴；20、第二藥劑注射腔；21、第二藥劑噴嘴；22、第二密封圈；23、藥劑混合面；24、液壓缸；25、換向閥；26、油泵；27、溢流閥。

具體實施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實施例1

如圖1-圖4所示，本實施例的一種納米鐵試劑原位注入裝置，包括雙液注射泵3和雙液注射鉆桿5，所述的雙液注射泵3與液壓控制系統(tǒng)相連，該雙液注射泵3包括第一柱塞泵301和第二柱塞泵302，所述的雙液注射鉆桿5內(nèi)設(shè)有相互分隔的第一藥劑注射腔18和第二藥劑注射腔20，且第一柱塞泵301的藥劑出口與第一藥劑注射腔18的進(jìn)液口相連，第二柱塞泵302的藥劑出口與第二藥劑注射腔20的進(jìn)液口相連，在液壓控制系統(tǒng)的作用下通過上述兩個柱塞泵及第一藥劑注射腔18、第二藥劑注射腔20分別向待修復(fù)土壤內(nèi)注射feso4和nabh4溶液，利用feso4與過量的nabh4溶液進(jìn)行反應(yīng)來制備納米鐵。本實施例通過兩個柱塞泵的設(shè)置以及雙液注射鉆桿5內(nèi)不同藥劑注射腔的分隔設(shè)計能夠有效保證兩種溶液在被噴射到地下污染介質(zhì)之前是相對隔離的，從注射鉆桿5噴射出去后相互接觸，在數(shù)秒內(nèi)即可完成反應(yīng)生成納米鐵，反應(yīng)速率快，對土壤修復(fù)效率較高，由于實現(xiàn)了納米鐵的地下原位制備與修復(fù)，降低了納米鐵與污染體接觸前發(fā)生氧化、團(tuán)聚的可能性，進(jìn)而改善了原位修復(fù)效果。

實施例2

如圖1-圖4所示，本實施例的一種納米鐵試劑原位注入裝置，包括環(huán)境鉆機(jī)1、雙液注射泵3和雙液注射鉆桿5，其中，所述雙液注射泵3的液壓控制系統(tǒng)位于環(huán)境鉆機(jī)1上，該雙液注射泵3包括第一柱塞泵301和第二柱塞泵302，所述的雙液注射鉆桿5內(nèi)設(shè)有相互分隔的第一藥劑注射腔18和第二藥劑注射腔20，且第一柱塞泵301的藥劑出口與第一藥劑注射腔18的進(jìn)液口相連，第二柱塞泵302的藥劑出口與第二藥劑注射腔20的進(jìn)液口相連，在液壓控制系統(tǒng)的作用下通過上述兩個柱塞泵及第一藥劑注射腔18、第二藥劑注射腔20分別向待修復(fù)土壤內(nèi)注射feso4和nabh4溶液。

如圖2所示，本實施例的液壓控制系統(tǒng)包括液壓缸24、換向閥25和油泵26，其中，油泵26的進(jìn)油口與鉆機(jī)1油箱相連，其出油口一方面通過換向閥25分別與液壓缸24的兩個腔體相連，另一方面通過溢流閥27與油箱相連。所述液壓缸24的活塞通過活塞桿分別與第一柱塞泵301和第二柱塞泵302的柱塞固定相連，即所述雙液注射泵3是由鉆機(jī)1的備用接口經(jīng)過減壓閥和溢流閥27之后提供的一路穩(wěn)定壓力和流量的液壓動力源直接驅(qū)動，泵口溢流閥27的設(shè)置主要起安全保護(hù)作用，泵口的流量經(jīng)過換向閥25進(jìn)入單柱塞雙作用的液壓缸24的兩腔，由于液壓缸24與雙液注射泵3的第一柱塞泵301和第二柱塞泵302均是剛性連接，因此通過液壓缸24的往復(fù)運動即可實現(xiàn)兩種液體的交替注射。本實施例中換向閥25的p口與油泵26的出油口相連，其t口與油箱相連，其a口、b口分別通過第一連接管2與液壓缸24的兩個腔體相連。所述雙液注射泵3具體運作過程如下：液壓缸24向右運動的時候，換向閥25的左位接通，液壓缸24的左位進(jìn)油，右位回油，實現(xiàn)液壓缸24的向右運動。運動過程中，帶動第二柱塞泵302右移，由于壓力差的作用，a、c、e、g單向閥開啟，b、d、f、h單向閥關(guān)閉，a單向閥開啟，feso4進(jìn)入第二柱塞泵302的左腔，c單向閥開啟，feso4進(jìn)行注射；e單向閥開啟，nabh4進(jìn)入第一柱塞泵301的左腔，g單向閥開啟，nabh4進(jìn)行注射。當(dāng)?shù)诙?02的右腔液體排完的時候，液壓缸24會觸碰到換向閥25上的右側(cè)制動銷，使液壓缸24停止右移，同時換向閥25開始換向，換向閥25的右位接通，液壓缸24開始左移。左移過程中，b、d、f、h單向閥開啟，a、c、e、g單向閥關(guān)閉。b單向閥開啟，feso4/nabh4進(jìn)入第二柱塞泵302的右腔，d單向閥開啟，feso4進(jìn)行注射；f單向閥開啟，nabh4進(jìn)入第一柱塞泵301的右腔，h單向閥開啟，nabh4進(jìn)行注射。缸的往復(fù)運動實現(xiàn)了feso4/nabh4和nabh4/feso4的連續(xù)注射。當(dāng)柱塞泵的左腔液體排完時，液壓缸24會觸碰到換向閥25上的左側(cè)制動銷，液壓缸24停止左移，此時換向閥25開始換向，換向閥25的左位接通。如此往復(fù)，實現(xiàn)兩種液體的連續(xù)注射。

結(jié)合圖3、圖4，本實施例的雙液注射鉆桿5設(shè)計為雙層空心套管結(jié)構(gòu)，內(nèi)層套管的內(nèi)部設(shè)有第一藥劑注射腔18，兩層套管之間形成第二藥劑注射腔20，且第一藥劑注射腔18和第二藥劑注射腔20均為頂部開口、底部封閉的腔體。上述雙液注射鉆桿5的底部設(shè)有鉆頭組件13，鉆頭組件13上設(shè)有分別與第一藥劑注射腔18和第二藥劑注射腔20相連通的兩組噴射口，兩組噴射口的高度不同，與第一藥劑注射腔18相連通的噴射口向上傾斜設(shè)置，與第二藥劑注射腔20相連通的噴射口向下傾斜設(shè)置，從而使得藥劑噴射到污染體后能夠快速混合，兩組噴射口的個數(shù)具體可根據(jù)實際情況設(shè)置為2-5個。上述兩組噴射口分別對應(yīng)設(shè)有第一藥劑噴嘴19和第二藥劑噴嘴21。本實施例通過控制不同的壓力以及調(diào)節(jié)兩組藥劑噴嘴的角度和間距，可以實現(xiàn)不同深度土壤的原位修復(fù)。

實施例3

本實施例的納米鐵試劑原位注入裝置的結(jié)構(gòu)基本同實施例2，更具體的，如圖3、圖4所示，本實施例的雙液注射鉆桿5包括頂外管9和頂內(nèi)管10，頂外管9和頂內(nèi)管10通過螺紋連接，且頂外管9與鉆頭組件13之間設(shè)有加長外桿11，頂內(nèi)管10與鉆頭組件13之間設(shè)有加長內(nèi)管12，頂外管9、頂內(nèi)管10、加長外桿11及加長內(nèi)管12共同構(gòu)成雙層空心套管結(jié)構(gòu)。上述加長外桿11與鉆頭組件13之間用npt螺紋連接，加長內(nèi)管12與鉆頭組件13之間采用普通螺紋連接，且加長外桿11的內(nèi)壁底部向內(nèi)延伸形成臺階，該臺階的內(nèi)徑尺寸與加長內(nèi)管12的外徑尺寸相匹配，上述臺階的內(nèi)壁與加長內(nèi)管12外壁之間設(shè)有第二密封圈22。上述臺階與加長內(nèi)管12的外壁一起將外管與內(nèi)管之間的空腔底部封閉，并由第二密封圈22保證其密封性，由此形成第二藥劑注射腔20。所述鉆頭組件13的內(nèi)部設(shè)有與頂內(nèi)管10及加長內(nèi)管12的內(nèi)腔相連通的空腔，該空腔與頂內(nèi)管10及加長內(nèi)管12的內(nèi)腔共同組成第一藥劑注射腔18，且第一藥劑注射腔18與第二藥劑注射腔20相對封閉，從而可以對feso4和nabh4兩種藥劑分別進(jìn)行輸送。

上述鉆頭組件13內(nèi)部空腔的底部還設(shè)有復(fù)位彈簧15和止回閥17，從而可防止地下水回流，且止回閥17與鉆頭組件13內(nèi)腔之間設(shè)有第一密封圈16以保證其密封性。當(dāng)nabh4注射腔內(nèi)藥劑達(dá)到設(shè)定壓力時，會打開止回閥套，nabh4即可從噴射口噴出，當(dāng)壓力小于設(shè)定壓力時，復(fù)位彈簧15使止回閥套復(fù)位，可堵住噴射口防止地下水回流。所述加長外桿11與加長內(nèi)管12的端部均設(shè)置為榫頭結(jié)構(gòu)，其一端為公頭，另一端為母頭，且頂外管9及頂內(nèi)管10的底部設(shè)有分別與加長外桿11及加長內(nèi)管12相匹配的母頭或公頭結(jié)構(gòu)，從而可以根據(jù)鉆井深度進(jìn)行疊加使用，滿足不同深度土壤的修復(fù)要求。

本實施例中頂內(nèi)管10的頂部與液壓管8的一端相連，液壓管8的另一端通過直角接頭6與頂外管9螺紋相連，該液壓管8為軟管，因為其長度上可調(diào)節(jié)內(nèi)管和外管間的累積長度差。所述的直角接頭6通過第二連接管4與第一柱塞泵301的藥劑出口相連；所述的頂外管9上焊接有與其內(nèi)腔相連通的直通接頭7，該直通接頭7通過第二連接管4與第二柱塞泵302的藥劑出口相連。

本實施例的納米鐵試劑原位注入方法，啟動本實施例的納米鐵試劑原位注入裝置，在液壓控制系統(tǒng)的控制下，通過雙液注射泵3向雙液注射鉆桿5的不同注射腔內(nèi)分別注射feso4溶液和nabh4溶液，然后通過雙液注射鉆桿5將feso4溶液與nabh4溶液分別噴射到待修復(fù)土壤中，feso4溶液與nabh4溶液混合并反應(yīng)生成納米鐵，從而對待修復(fù)土壤中的污染物質(zhì)進(jìn)行還原降解，實現(xiàn)污染土壤的修復(fù)。采用本實施例的納米鐵試劑原位注入裝置進(jìn)行納米鐵試劑原位注入的具體步驟為：

(1)將上述改進(jìn)的鉆頭組件13安裝于環(huán)境鉆機(jī)1上，利用環(huán)境鉆機(jī)1將鉆頭組件13的鉆頭14鉆入地下，根據(jù)需要鉆入的深度可以接上加長外桿11和加長內(nèi)桿12。當(dāng)鉆達(dá)地下污染部位時，當(dāng)鉆頭14到達(dá)地下污染部位時，使第一藥劑注射腔18進(jìn)液口處的直角接頭6通過外接管道與第一柱塞泵301的藥劑出口相連，使第二藥劑注射腔20進(jìn)液口處的直通接頭7通過外接管道與第二柱塞泵302的藥劑出口相連。

上述第一柱塞泵301的藥劑進(jìn)口管路與feso4藥劑罐相連，feso4溶液中feso4的濃度為0.01mol/l，所述feso4藥劑罐中還添加有體積濃度為5g/l的聚乙烯吡咯烷酮作為穩(wěn)定劑，具體也可添加質(zhì)量百分比為2.4％的羧甲基纖維素作為穩(wěn)定劑，羧甲基纖維素與feso4·7h2o的混合比為1:5，從而能夠使制備所得納米鐵保持較高的還原性，可以在污染介質(zhì)中還原污染物。上述第二柱塞泵302的藥劑進(jìn)口管路與nabh4藥劑罐相連，nabh4溶液中nabh4的濃度為0.03mol/l。通過feso4和nabh4藥劑罐出口的流量計可以準(zhǔn)確計量和調(diào)節(jié)兩種藥劑的注入比例。

(2)在液壓控制系統(tǒng)的控制下，第一柱塞泵301通過其藥劑進(jìn)口管路吸入feso4溶液，并通過其藥劑出口管路向雙液注射鉆桿5的第一藥劑注射腔18注射feso4溶液；第二柱塞泵302通過其藥劑進(jìn)口管路吸入nabh4溶液，并通過其藥劑出口管路向雙液注射鉆桿5的第二藥劑注射腔20注射nabh4溶液，其中feso4·7h2o與nabh4注射的摩爾比為1:3。

(3)如圖5所示，第一藥劑注射腔18內(nèi)的feso4溶液通過第一藥劑噴嘴19噴射到待修復(fù)土壤，第二藥劑注射腔20內(nèi)的nabh4溶液通過第二藥劑噴嘴21噴射到待修復(fù)土壤，feso4溶液與nabh4溶液在藥劑混合面23混合并反應(yīng)生成納米鐵，納米鐵在注射壓力和流體動力差的驅(qū)動下，與注射口區(qū)域的污染物質(zhì)接觸，從而對待修復(fù)土壤中的污染物質(zhì)進(jìn)行還原降解。

本實施例的納米鐵試劑原位注入方法施工方便，實現(xiàn)了原位化學(xué)還原的藥劑制備、鉆孔、打眼、注射修復(fù)一體化，且能夠?qū)嶒炇已芯康某晒麘?yīng)用到實際場地修復(fù)中，解決了納米鐵在制備、運輸過程中的鈍化失活問題，使得納米鐵與污染體接觸時維持最佳藥性，達(dá)到最佳修復(fù)效果。feso4和nabh4藥劑通過各自輸送腔從其噴射口噴出，在藥劑混合面處混合，短時間內(nèi)即可生產(chǎn)納米鐵，同時鐵腐蝕反應(yīng)也產(chǎn)生大量的fe(ⅱ)和氫，可作為污染物還原過程的電子供體。feo、fe(ⅱ)和氫氣等還原性物質(zhì)，在注射壓力和流體動力差的驅(qū)動下，與注射口區(qū)域的污染物質(zhì)接觸，還原降解污染物質(zhì)，有效保證修復(fù)污染時間，解決藥劑了失活鈍化的問題，保證了修復(fù)效率。

以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。