專利名稱：遠程監(jiān)控地下水處理的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于地下水遠程監(jiān)控的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明特別涉及處理現(xiàn)場的抽水和處理方法的遠程監(jiān)控。
背景技術：
來自污染源的污染物可接觸到地下水蓄水層，形成地下水污染流。該流可沿著地下水流方向遷移。一種抽水和處理方法可用于提供包含污染流的蓄水層的處理。抽水和處理方法工作如下，在截流區(qū)截流地下水，從截流區(qū)抽取地下水到地面，在地面處理單元去除污染物，然后或者將處理好水重新充回地下，或者將它排到地面水體或市政污水處理廠。一旦地下水被抽到地面，通過既定處理技術或既定技術的組合，污染物可被去除至很低水平。通常使用的地面處理技術的實例包含空氣抽提，碳吸附，油水分離，化學氧化，膜過濾，金屬沉淀/吸附和離子交換。
抽水和處理是一種接受的處理技術，可是它涉及高的設備和勞力費用。提高抽水和處理的努力集中在兩個不同階段的控制上-在遷移至或在截流區(qū)過程中的原位階段和抽取到地面后的處理階段。該兩階段涉及不同的考慮。近距離監(jiān)控抽水和處理系統(tǒng)以保證過程有效性和調節(jié)柔性將是有好處的。另外，提供監(jiān)控將是有好處的，因為這將保證因有效監(jiān)控節(jié)省的費用不會因監(jiān)控本身的費用而浪費。迄今，有效的抽水和處理系統(tǒng)監(jiān)控僅限于第一原位置階段的控制。例如，Misquitta，U.S.Pat.5,639,380揭示了監(jiān)控提取井以控制地下水的流體動力。在Misquitta過程中，以第一流速從井里提取地下水，周圍區(qū)域的流體動力被監(jiān)控，流體動力信息被傳輸?shù)接嬎銠C控制器，該控制器計算新的第二流速并自動調節(jié)水泵到第二流速，以保持期望的截流區(qū)域。類似地，Dawson，U.S.Pat.5,316,085揭示了在井中提供流體位置檢測裝置。水泵可根據(jù)檢測裝置控制流體位置。Lowry等人的U.S.Pat.6,098,448揭示了測定可滲透性，即土壤對液體流的傳導率。
這些監(jiān)控專利僅限于在井的附近檢測水壓或流體動力以調整水流。盡管這對控制抽水和處理系統(tǒng)很重要，但是涉及地面處理步驟的考慮也很重要。地面處理步驟的控制可以根據(jù)來自截流區(qū)的饋送地下水和來自處理設施的產出水兩者或之一中的污染物的性質和范圍。污染物性質和范圍的檢測取決于樣本的適時檢驗和取樣系統(tǒng)代表性地獲取主要的污染物的能力。
常規(guī)的處理現(xiàn)場監(jiān)控，診斷，和報告是昂貴且勞力密集的操作。每口井處理現(xiàn)場的監(jiān)控，診斷和報告的年費用經常超過2000美元。常規(guī)處理現(xiàn)場監(jiān)控，診斷和報告方法和系統(tǒng)包含在處理現(xiàn)場提供一口井或其它地下水獲取裝置。一個人訪問處理現(xiàn)場，定位水井并進入水井。水井中的水被特征取樣(下文中為″地下水特征″)，例如，但不限于，水質參數(shù)；地下水位；和地下水中的污染物如苯，甲苯，乙荃，二甲苯(BTEX)，芳香烴和氯化溶劑如三氯乙烯(TCE)，四氯乙烯(PCE)和它們的降解產品，二氯乙烯和乙烯基氯化物。然后地下水樣本被傳送到實驗室，該實驗室經常遠離處理現(xiàn)場。然后該樣本經過合適的方法分析以得到一定的特征。費用與每個步驟相關，并且與水井和實驗室的相對位置緊密相關。確切的費用取決于處理現(xiàn)場，反映了實施分析的復雜程度。期望獲得地下水的實時數(shù)據(jù)。樣本從水井傳輸?shù)綄嶒炇倚枰獣r間。另外，時間延時與地下水樣本的分析有關。
首先需要監(jiān)控，診斷和報告流到或流自水泵和處理區(qū)的污水的特征，其次需要對抽水和處理過程和系統(tǒng)的污水進行精確取樣的系統(tǒng)和過程。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種方法和系統(tǒng)，以監(jiān)控地下水抽水和處理系統(tǒng)及使用由監(jiān)控獲得的信息控制系統(tǒng)。在該方法中，從地下水提取井回收污染的水成份，并在抽水和處理系統(tǒng)中處理該地下水以去除污染物。在遠離地下水提取井的地方監(jiān)控該水成份的處理，并根據(jù)監(jiān)控調整處理過程以去除污染物。
在另一實施例中，本發(fā)明涉及處理污染的水成份的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含截取污染的水成份的截流區(qū)和從截流區(qū)接收并處理污染的水成份的地面抽水和處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)也包括檢測污染的水成份中的污染物的傳感器，和從傳感器接收關于污染物的信息并連續(xù)控制抽水和處理系統(tǒng)處理污染的水成份的監(jiān)控器。該監(jiān)控器位于遠離抽水和處理系統(tǒng)的地方。
附圖簡述

圖1是遠程監(jiān)控的抽水和處理系統(tǒng)的示意圖；圖2是監(jiān)控系統(tǒng)的簡化表示；圖3是從全美國處理現(xiàn)場采集的系統(tǒng)的示意圖；圖4是一種示范的在線噴射，取樣和監(jiān)控系統(tǒng)的局部示意圖；圖5是在線噴射采樣和檢測系統(tǒng)的方框圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了一種方法和系統(tǒng)，以監(jiān)控和控制地下水處理的抽水和處理操作。該系統(tǒng)的具體單元可包括檢測地下水中污染物的傳感器，污染物如溶解階段的氯化溶劑，碳氫化合物，金屬，LNAPL和DNAPL。可提供一個水流通過單元以容納該傳感器并使該傳感器接觸地下水。還包括從該傳感器傳送數(shù)據(jù)信號到收集器的收發(fā)器如數(shù)據(jù)收集站(經由調制解調器，無線電通信或衛(wèi)星)，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和包括數(shù)據(jù)處理和報告格式化場所的收集器。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可提供實時監(jiān)控，以允許現(xiàn)場操作人員調整抽水井運行或不需操作人員干涉自動調整抽水井，現(xiàn)場選擇操作井并將抽出的水送入預選的處理。目前，根據(jù)可獲得的現(xiàn)場數(shù)據(jù)設計抽水和處理系統(tǒng)并且每年大約監(jiān)控四次。該方法和系統(tǒng)可提供關于污染物濃度的常見數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可用于優(yōu)化地下水提取，以進行更有效的處理。在早期處理研究階段，改善的數(shù)據(jù)采集可確保抽水和處理系統(tǒng)的適當規(guī)模。
污染物濃度數(shù)據(jù)可用于將污染的地下水引導到適當?shù)奶幚?。例如，假如地下水中的石油碳氫化合物濃度降低到不能用油水分離器進行處理，本發(fā)明可用來檢測降低現(xiàn)象并將地下水直接送到碳床。同樣，假如抽取到地面的地下水具有可接受的污染物級別，則可直接送離處理系統(tǒng)并直接排放。本發(fā)明可減少現(xiàn)場操作人員，并可用來直接傳送地下水樣本到分析實驗室或避免分析實驗室完全提交。
本發(fā)明可提供增強的數(shù)據(jù)密度，以允許方便的現(xiàn)場模式趨勢分析。本發(fā)明也可加強數(shù)據(jù)質量。將用于降水量(如降雨量)和地下水水位的監(jiān)控器與抽水和處理監(jiān)控耦合可提供更多的好處。本發(fā)明可根據(jù)地下水位的變化自動改變提取率。
該遠程監(jiān)控方法和系統(tǒng)可提供實時數(shù)據(jù)。該實時數(shù)據(jù)可在處理現(xiàn)場進行分析以便采取快速的行動取得水成份的特征。在此，術語“水成份”包括水環(huán)境，特別是自然水環(huán)境如蓄水層，特別是地下水和其它地下環(huán)境。本發(fā)明涉及對去除水成份中污染物的抽水和處理系統(tǒng)的遠程控制。抽水和處理方法工作如下，在截流區(qū)截流地下水，從截流區(qū)抽取地下水到地面，在地面處理單元去除污染物，然后或者將處理好水重新充回地下，或者將它排到地面水體或市政污水處理廠。遠程裝置與控制抽水和處理方法的數(shù)據(jù)中心之間的距離比通常距離大。遠程裝置不在站點內，間隔距離至少大于監(jiān)控水井之間的距離。
通過附圖及以下的詳細討論，各種特征將變得顯而易見，該附圖和討論作為實例用來論述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但不局限于此。
圖1展示了本發(fā)明的整個系統(tǒng)和過程，參照圖2到5將更詳細地進行論述。圖1展示了處理現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)1，該系統(tǒng)包括監(jiān)控井15，該井包括探測器和檢測模塊10。污染的地下水由水泵5從采集井6中抽取，圖示該采集井與監(jiān)控井15分開?？墒窃谄渌鼘嵤├?，采集井可以是裝有監(jiān)控模塊10的監(jiān)控井15中的一個或多個。
污染的地下水被傳送7到處理單元9，該單元被示作雙吸附單元。水泵5，水井6和處理單元9的組合可包括用于從井中回收污染的地下水和處理該地下水的任何方法和系統(tǒng)。例如，污染物可在空氣提取塔中揮發(fā)，或者氣相污染物可吸附到活性碳粒(GAC)上。該地下水在單元9中處理并通過管線8排放。
收集器20是通過線26接收來自模塊10的地下水污染物信息的數(shù)據(jù)收集中心，如下文所述，線26可表示傳輸信號。另外，根據(jù)單元9中處理的程度，收集器20可通過連接14接收來自合適的檢測單元18的數(shù)據(jù)。通信鏈接30傳送收集器20收集的數(shù)據(jù)至遠程控制器55。遠程控制器55可分析該數(shù)據(jù)并相應地控制水泵5和/或處理單元9的工作。
圖2中示意性地圖解了監(jiān)控系統(tǒng)1。該監(jiān)控系統(tǒng)1包含井模塊(模塊)10。該模塊包含探測器11和置于探測器11上的至少一個傳感器12。圖2示出三個這樣的傳感器12。模塊10包括任意數(shù)量的傳感器，依靠該傳感器可以容易地檢測想要的地下水特征。
在處理現(xiàn)場100，模塊10被置于地下水井15中。地下水井15可包括私人飲用水井，市政飲用水井，污染控制井和垃圾監(jiān)控井。井15可散布在處理現(xiàn)場100或較大或較小區(qū)域，如置于可變高度以決定地下水流特征。模塊10可檢測不同的地下水特征如水質，地下水位和污染物和雜質含量。對應于一個或多個地下水特征，模塊10可產生信號(數(shù)據(jù))。模塊10包括通信單元19，該單元電結合并可傳送數(shù)據(jù)到收集器如數(shù)據(jù)收集中心20。該通信單元19包括井收發(fā)器17，通過該收發(fā)器來自模塊10的數(shù)據(jù)可傳送到數(shù)據(jù)收集中心20。該信號可由井收發(fā)器17通過以下方式送出，硬線通信鏈接如電導線16，無線通信鏈接如無線電信號，衛(wèi)星通信或無線和硬線連接組合。通信單元19可包含連接收發(fā)器17的天線18。該收發(fā)器17以信號25的形式傳送信息到數(shù)據(jù)收集中心20，該信號25代表來自通信中心19的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集中心20包含可從收發(fā)器17接收信號25的中心通信單元21。類似于通信單元19，該中心通信單元21可包含天線23和收發(fā)器24。假如在處理現(xiàn)場有超過一個水井，該中心通信單元21和從多個水井15接受信號25。該數(shù)據(jù)采集中心20也可包含控制器22，該控制器分析信號25并根據(jù)地下水特征代表性地產生信息。數(shù)據(jù)采集中心20的控制器22可包括“用戶界面友好的”數(shù)據(jù)采集軟件包?？刂破?2中的該軟件包將信息轉換成易讀的實的或虛的格式或轉換成命令，以控制圖1中示出的處理單元9。
傳送到數(shù)據(jù)采集中心20的信息包含代表地下水特征的數(shù)據(jù)。該信息由數(shù)據(jù)采集中心20采集并存儲。該信息可由用戶訪問，無論用戶位于數(shù)據(jù)采集中心20或位于遠處。該信息格式結構可由用戶定制，用戶在報告中根據(jù)該信息計劃的用途設計想要的信息結構。該信息被設計用來解釋，分類，量化，和歸類地下水特征。例如，信息報告可提供關于地下水特征的實時信息。該信息報告也可設計來提供各個井15和處理現(xiàn)場100的地下水特征的歷史摘要。
數(shù)據(jù)采集中心20可位于靠近井15的地方。例如，數(shù)據(jù)采集中心可位于通信單元19范圍之內的處理現(xiàn)場100?？蛇x地，數(shù)據(jù)采集中心位于靠近一個或多個處理現(xiàn)場的地方。在可供選擇的辦法中，數(shù)據(jù)采集中心可以是可移動的并可以在通信單元19范圍之內移動以接受數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)采集中心可位于通信單元19范圍內的任何地方。
控制器22包含任意合適的固定設備，如計算機。該控制中心22可包括數(shù)據(jù)采集能力，如數(shù)據(jù)采集軟件?？刂破?2可包含用于全面系統(tǒng)控制的中央處理器，和在中央處理器部件控制下執(zhí)行不同的特殊組合功能和其它程序的分離部件。該控制器22可通過使用不同的單獨專用可編程集成和其它電子電路和設備來實現(xiàn)。這些設備包括硬連接的電子設備，邏輯電路，該電路包括分離元件電路和可編程邏輯設備?？删幊踢壿嬙O備包括可編程邏輯設備(PLD)，可編程陣列邏輯(PAL)，可編程邏輯陣列(PLA)等等。該控制器也可通過使用適當編程的通用計算機如微處理器、微控制器或其它的處理器設備如控制處理單元(CPU)或微處理單元(MPU)和一個或多個數(shù)據(jù)和信號處理設備來實現(xiàn)。任何能夠實現(xiàn)流程圖的有限的固定設備都可用作控制器。
該控制器22可打印報告的硬拷貝并提供計算機可讀的電子輸出，該輸出可由監(jiān)控地下水特征的用戶120訪問。假如該用戶位于遠離處理現(xiàn)場100的中央網(wǎng)絡中心監(jiān)控現(xiàn)場50(下文為“監(jiān)控現(xiàn)場”)，該用戶可通過通信鏈接訪問涉及處理現(xiàn)場100的電子信息。如圖2中實線121所示，該用戶120可經由監(jiān)控現(xiàn)場50連接到數(shù)據(jù)采集中心20。如圖2中虛線122所示，用戶120可選地直接連接到數(shù)據(jù)采集中心20。至于另一選擇，如圖2中點線123所示，用戶可通過通信鏈接130連接到數(shù)據(jù)采集中心20。此外，多個用戶通過各自的通信鏈接130連接到監(jiān)控現(xiàn)場50，以獲得來自數(shù)據(jù)采集中心的數(shù)據(jù)。
監(jiān)控現(xiàn)場用戶120可接收來自多個處理現(xiàn)場的電子信息。通過通信鏈接30，監(jiān)控現(xiàn)場50和每個數(shù)據(jù)采集中心20通信。該監(jiān)控現(xiàn)場50可和多個數(shù)據(jù)采集中心20通信。該通信鏈接20可以是電話調制解調器，網(wǎng)絡連接，通信，無線電通信或其它的無線通信系統(tǒng)或蜂窩通信，衛(wèi)星通信，網(wǎng)頁訪問通信或因特網(wǎng)訪問通信或它們的組合。通信鏈接30的具體結構取決于數(shù)據(jù)采集中心20可訪問到處理現(xiàn)場100或在監(jiān)控現(xiàn)場50的用戶的通信鏈接類型。通過通信鏈接30，該用戶可訪問并容易地測定地下水特征。
監(jiān)控現(xiàn)場50可位于中心或用戶能訪問通信鏈接30的任何地方。例如，用戶可通過網(wǎng)絡連接訪問。監(jiān)控現(xiàn)場50可包含控制器55，類似于控制器22。該控制器55可包括“用戶友好的”數(shù)據(jù)采集軟件包。這樣的軟件包可將信息轉換成格式化報告。該報告可包括圖，圖表，表格，電子表格等。該報告可由用戶通過電子方式得到或打印成硬拷貝。用戶可指定報告形式并通過通信鏈接30從數(shù)據(jù)采集中心20遠程獲得格式化的報告。
監(jiān)控現(xiàn)場50能夠從散布在全國的處理現(xiàn)場收集信息。監(jiān)控現(xiàn)場50可位于離數(shù)據(jù)采集中心20相對近的距離范圍內，如大約小于10米，或可根據(jù)通信單元19的范圍，位于遠離該中心20處。圖3是通信網(wǎng)絡系統(tǒng)2的示意圖，該系統(tǒng)用于采集來自遍布全美國的處理現(xiàn)場100的信息。衛(wèi)星75定位于美國上空的對地靜止軌道。圖3示出單個衛(wèi)星75，但可以表示多個衛(wèi)星。通過衛(wèi)星反射信號，類似地采集和再傳送信號或網(wǎng)絡類型連接可用的任何其它方法，信息可直接送到監(jiān)控現(xiàn)場50。
監(jiān)控系統(tǒng)1可提供用戶可訪問的歷史或實時信息。用戶不需要專門程序，常規(guī)程序或軟件知識就可訪問該信息，因為可以以用戶選擇的格式提供報告。通信單元19軟件，數(shù)據(jù)采集中心20軟件，通信單元21軟件，通信鏈接30，監(jiān)控現(xiàn)場控制器50或用戶訪問軟件之間的連接可由連接平臺提供。報告格式可提供地下水和地下水特征的實時信息或歷史趨勢數(shù)據(jù)。實時信息允許快速反應不良的地下水狀況如污染物增加。
傳感器12可檢測所關心的地下水污染物或污染物水平。傳感器12可裝在探測器11中以檢測特定污染物。傳感器適合的類型包括化學傳感器，光纖傳感器，固態(tài)傳感器如金屬氧化物半導體(MOS)，電化傳感器和這些傳感器的組合。
圖4是優(yōu)選的在線取樣和檢測系統(tǒng)210的示意圖，該系統(tǒng)可作為圖2監(jiān)控系統(tǒng)1中的模塊10。在圖4中，在線取樣和檢測系統(tǒng)210包括管狀器件的相互連接網(wǎng)絡，用以傳送用來監(jiān)控的水樣。在線取樣和檢測系統(tǒng)包含噴頭管狀件211，底部連接管狀件212，側面管狀件213，U形管狀件214和通風及排放管狀件215。在線取樣和檢測系統(tǒng)210中的管狀器件和連接可做成合適的尺寸，使之有效地減少或消除污垢和因沉積物和微粒造成的阻塞。
噴頭管狀件211包含封蓋227，該封蓋在一端，連接管狀件212在對面另一端。該封蓋227包含多個在線噴射取樣和檢測系統(tǒng)組件端口。封蓋排氣端口可敞開，連接到排氣處理系統(tǒng)或冷凝系統(tǒng)。圖4中封蓋227包含封蓋排氣端口271，用以向大氣排放噴頭管狀件211中的壓力。該封蓋227還包含氣體色譜端口272，該端口允許在線噴射取樣和檢測系統(tǒng)210中的頂部空間氣體色譜法。例如，噴頭管狀件211可包括微氣色譜法(micro-gc)。該封蓋227還包含傳感器端口273，該端口包括傳感器導線276，該導線引自傳感器275，如金屬氧化半導體(MOS)傳感器，并可和分析設備連接。
噴頭管狀件211也包括流體流入口220。該入口220置于管狀器件網(wǎng)絡中并位于封蓋227和噴頭管狀件211與底部連接管狀件212的連接處之間。該入口220可提供廢水和副產品通道，用于監(jiān)控過程，或者該入口可通過流體連接連接到廢水和副產品通道，用于回收廢水和副產品的代表性樣品。流入的水排放建立了水排放水位311。頂部空間312規(guī)定在水排放水位311之上。在頂部空間312，可監(jiān)控噴射材料，如VOC。如下文所述，水排放水位311定義了用來噴射的水排放部分313。
噴頭管狀件211還包含氣體入口222，該入口位于入口220之上，在入口220和封蓋227之間。氣體入口222允許惰性氣體，如大氣進入噴頭管狀件211。因此，在線噴射取樣和檢測系統(tǒng)210在水流過程中可能有相等的壓力，而沒有反壓和真空。惰性氣體入口222可置于水排放水位311之上。該定位使VOC容易從頂部空間排出。該噴頭管狀件211也包括噴頭225，該噴頭置于噴頭管狀件211和底部連接管狀件212連接處附近。噴頭225允許惰性不反應氣體250持續(xù)流過水排放部分313。進入噴頭225的氣體是惰性的，以防止和VOC或水排放中的其它材料起反應。在線噴射取樣和檢測系統(tǒng)210的噴頭225可引入的氣體包括空氣和氮。
在線噴射取樣和檢測系統(tǒng)210的管狀器件由適用于液體流的任何合適的材料組成，其中該材料不會因水排放而變質，腐蝕，或受到其它負面影響。例如，管狀器件可由聚氯乙烯(PVC)或其它允許視覺檢查的不反應惰性材料如厚壁玻璃或丙烯酸和其它透明抗化學聚合樹脂組成。
在線噴射取樣和檢測系統(tǒng)210中的水排放水位可由U形管狀件214和通風及排放管狀件215控制。通風及排放管狀件215包含到大氣的出口，該出口通常如230所示，沿著在線噴射取樣和檢測系統(tǒng)210，位于排放水流通道之上的某些點。出口232給在線噴射取樣和檢測系統(tǒng)210提供大氣壓并減壓。
連接到在線噴射取樣和檢測系統(tǒng)210的分析設備300和310，可從各種可用過程分析器中選擇。如在頂部空間312和分析設備300和310之間耦合的MOS傳感器275和微氣色譜法可提供密切的實時監(jiān)控和分析。術語“實時”意味著一種處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)控制正在進行的過程，并在不遲于它們所需的時間內傳送它的輸出或控制它的輸出。例如，MOS傳感器275可以以大約1秒的反應時間傳送總的碳氫化合物濃度數(shù)據(jù)。微氣色譜系統(tǒng)可以以大約6分鐘的反應時間提供VOC數(shù)據(jù)。
在線噴射取樣和檢測系統(tǒng)210可連接到通信鏈接，以提供分析數(shù)據(jù)給用戶或遠程控制器。如圖5展示了在線噴射取樣和檢測系統(tǒng)210通過通信鏈接301連接到不同用戶320的方框圖。用戶320可與圖2的控制器22聯(lián)系起來，或者在圖1示出的處理單元9的自動遠程控制的實例中，用戶320實際上就是控制器22。來自分析設備的信息可以直接傳送給一方，例如通過通信鏈接310’。通過通向公共數(shù)據(jù)收集點305如網(wǎng)絡點的通信鏈接301，來自分析設備310或300的信息可以直接傳送給一方。通信鏈接301可以是電話調制解調器，網(wǎng)絡連接，無線電通信或其它的無線通信，蜂窩通信，衛(wèi)星通信，網(wǎng)頁訪問通信或因特網(wǎng)訪問通信或它們的組合。
再次參考圖2，通信單元19和21的每個收發(fā)器17和24可包含接收和傳送電信號的適當?shù)脑O備。每個天線18和23(如果每個收發(fā)器不是硬線連接都會配備)可包含一個集成接收器和發(fā)射天線。天線可選地包含一個與收發(fā)器分開的單獨的元件。每個收發(fā)器可以是需要很少人工作用的低能耗(很低電壓)收發(fā)器單元。例如，每個收發(fā)器可使用獨立的能源，如電池包，太陽能或太陽能充電電池。沒有用戶作用，收發(fā)器17也能工作。該收發(fā)器17是一種經受地下水井和處理現(xiàn)場環(huán)境考驗的設備。該收發(fā)器17可包含能覆蓋計劃地理范圍的無線電和射頻設備。收發(fā)器24可能比收發(fā)器17需要更多的能源，因為它可能通過通信鏈接30傳播更長的距離。
通信鏈接30可提供用戶320(可以是控制器22)和模塊10之間的雙向通信。雙向通信允許用戶不到現(xiàn)場就可進行遠程監(jiān)控系統(tǒng)校準。雙向通信也允許對處理單元9進行自動選擇，活化，鈍化，修改，調整，操作。雙向通信可由任何合適的通信模式提供，如無線電，衛(wèi)星，傳真，硬連接通信，電子語音郵件，警報，郵件，因特網(wǎng)傳送或它們的組合。
該發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)1可減少取樣井15產生的勞動力費用和錯誤。該監(jiān)控系統(tǒng)可消除樣品處理和相關的危險物資發(fā)放，并可消除分析用的樣品費用及一系列的關于污染源的保管問題。監(jiān)控系統(tǒng)1還基本上消除了外部分析實驗室并減少另外來自處理現(xiàn)場運輸?shù)奈廴尽?br> 雖然論述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本發(fā)明能夠變化和修改，因此不應局限于所述案例的具體細節(jié)。本發(fā)明包括屬于以下權利要求范圍內的變化和變更。
權利要求
1.處理污染的水成份的方法，包含從抽水和處理系統(tǒng)(9)的地下水提取井(6)中回收所述污染水成份；處理所述水成份，以去除污染物；在遠離所述地下水提取井(6)的地方監(jiān)控所述水成份的所述處理過程；根據(jù)對所述水成份的監(jiān)控，調整所述處理過程以去除污染物。
2.權利要求1中的方法，還包含將一種不易反應的氣體噴入所述污染的水成份，以分離揮發(fā)性的污染物；和監(jiān)控來自所述水成份的所述揮發(fā)性污染物。
3.權利要求1中的方法，還包含使所述污染的水成份滲透過薄膜，用以從所述成份中分離所述污染物；和監(jiān)控所述分離的污染物。
4.權利要求1中的方法，其中所述水成份包含地下水，所述方法還包含在地下截流區(qū)截流所述地下水，從截流區(qū)抽取地下水到地面，并通過在地面處理現(xiàn)場去除污染物來處理所述地下水。
6.權利要求5中的方法，還包含將所述處理好的地下水重新充回地下，將所述處理好的地下水排放到地面水體或將所述處理好的地下水排放到市政污水廠收集器。
7.權利要求1中的方法，其中所述監(jiān)控包含取樣所述水成份。
8.權利要求7中的方法，其中所述取樣包含噴射來自所述水成份的揮發(fā)性有機化合物并檢測所述揮發(fā)性有機化合物。
9.權利要求7中的方法，其中所述取樣包含提供相互連接的管狀器件網(wǎng)絡，以定義流體通道和位于所述通道內的噴頭(225)；使水成份在所述噴頭(225)附近流動；使得來自所述噴頭(225)的氣體流過所述水成份，以噴射揮發(fā)性有機化合物并將所述揮發(fā)性有機化合物傳送到形成的頂部空間；在所述頂部空間檢測所述揮發(fā)性有機化合物，以測定所述污染的水成份中的揮發(fā)性有機化合物內容。
10.權利要求1中的方法，其中所述監(jiān)控包含監(jiān)控所述井中的所述水成份中的污染物特征，其中所述井包括探測器和傳感器(12)。
11.權利要求1中的方法，其中所述監(jiān)控包含檢測污染物，并將有關所述污染物的信號從所述井模塊傳送到數(shù)據(jù)收集器(20)。
12.權利要求11中的方法，其中所述數(shù)據(jù)收集器(20)收集所述信號并傳送關于所述污染物的信息，該信息得自所述信號。
13.權利要求12中的方法，其中所述收集器(20)傳送所述信息到遠程監(jiān)控器(50)。
14.權利要求13中的方法，其中所述信息傳送通過網(wǎng)頁連接，電話調制解調器連接，無線電連接，網(wǎng)絡連接，無線連接，蜂窩連接，衛(wèi)星連接，因特網(wǎng)連接或它們的組合來實現(xiàn)。
15.權利要求13中的方法，還包含從所述遠程監(jiān)控器(50)輸出污染物報告。
16.權利要求1中的方法，包含監(jiān)控多個地下水提取井中的所述水成份的所述處理過程。
17.處理污染的水成份的系統(tǒng)(1)，包含截流區(qū)，用以截流污染的水成份；地面抽水和處理系統(tǒng)(9)，用以接收和處理來自所述截流區(qū)的所述污染的水成份；傳感器(12)，該傳感器檢測所述污染的水成份中的污染物；監(jiān)控器(50)，用以接收來自所述傳感器(12)的關于所述污染物的信息，并持續(xù)控制所述抽水和處理系統(tǒng)(9)以處理所述污染的水成份；其中所述監(jiān)控器(50)位于遠離所述抽水和處理系統(tǒng)(9)的地方。
18.權利要求17中的系統(tǒng)(1)，還包含噴頭(225)，用以將不易反應氣體噴入所述污染的水成份。
19.權利要求18中的系統(tǒng)(1)，還包含滲透器，用以使所述污染的水成份滲透過薄膜，從而分離揮發(fā)性污染物，其中所述揮發(fā)性污染物由所述傳感器(12)檢測。
20.權利要求17中的系統(tǒng)(1)，還包含與所述傳感器(12)聯(lián)系的發(fā)射器(24)，用以傳送關于所述污染物的信號。
21.權利要求20中的系統(tǒng)(1)，還包含收集器(20)，用以接收來自發(fā)射器(24)的所述信號。
22.權利要求21中的系統(tǒng)(1)，其中所述收集器(20)能夠傳送關于所述污染物的信號到監(jiān)控器(50)。
23.權利要求22中的系統(tǒng)(1)，還包含連接數(shù)據(jù)收集器(20)和監(jiān)控器(50)的通信鏈接(30)，該通信鏈接(30)能傳送所述信號，使得位于監(jiān)控器(50)的用戶能獲得關于污染物的信息。
24.權利要求23中的系統(tǒng)(1)，其中通信鏈接(30)包含網(wǎng)頁連接。
25.權利要求23中的系統(tǒng)(1)，其中通信鏈接(30)包含網(wǎng)絡。
26.權利要求23中的系統(tǒng)(1)，其中通信鏈接(30)包含電話調制解調器連接，無線電通信鏈接，網(wǎng)絡通信鏈接，無線通信鏈接，蜂窩通信鏈接，衛(wèi)星通信鏈接，網(wǎng)頁連接，因特網(wǎng)連接或它們的組合。
27.權利要求23中的系統(tǒng)(1)，還包含所述收集器(20)和所述傳感器(12)之間的雙向通信(30)，以允許所述探測器的選擇，活化，鈍化，修改，調整，操作或復位
28.權利要求23中的系統(tǒng)(1)，還包含所述監(jiān)控器(50)和所述抽水和處理系統(tǒng)(9)之間的通話裝置(26)，用以根據(jù)來自所述監(jiān)控器(50)的信號，控制所述抽水和處理系統(tǒng)(9)。
29.權利要求21中的系統(tǒng)(1)，其中收集器(20)包含控制器(22)。
30.權利要求29中的系統(tǒng)(1)，其中控制器(22)包含計算機。
31.權利要求21中的系統(tǒng)(1)，其中收集器(20)包含收發(fā)器(24)。
32.權利要求31中的系統(tǒng)(1)，其中收發(fā)器(24)包含集成天線(23)或分離天線(23)。
33.權利要求17中的系統(tǒng)(1)，其中傳感器(12)包含原位傳感器，水氣傳感器，化學傳感器，纖維光學傳感器，固態(tài)傳感器，金屬氧化物傳感器，電化傳感器和它們的組合。
34.權利要求17中的系統(tǒng)(1)，包含多個檢測污染物的傳感器(12)。
全文摘要
從地下水提取井(6)回收污染的地下水，并且在抽水和處理系統(tǒng)(5，9)中處理該地下水以去除污染物。從遠離地下水提取井(6)的地方監(jiān)控該處理過程，并根據(jù)監(jiān)控調整該處理過程以去除污染物。處理污染的水成份的系統(tǒng)(5，9)包含用以截流污染的水成分的截流區(qū)，和用以接收和處理來自截流區(qū)的污染的水成分的地面抽水和處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)還包含傳感器，該傳感器檢測污染的水成分中的污染物，和監(jiān)控器(55)，該監(jiān)控器接收來自傳感器的關于污染物的信息，并持續(xù)控制抽水和處理系統(tǒng)以處理污染的水成分。該監(jiān)控器(55)位于遠離抽取和處理系統(tǒng)(5，9)的地方。
文檔編號B01D19/00GK1473075SQ01818525
公開日2004年2月4日 申請日期2001年7月12日 優(yōu)先權日2000年11月7日
發(fā)明者T·M·西瓦維克, P·D·麥肯茲, S·S·巴赫爾, J·J·薩爾沃, T M 西瓦維克, 巴赫爾, 薩爾沃, 麥肯茲 申請人:通用電氣公司