本發(fā)明涉及土壤地下水修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于多相抽提裝置的新型抽提滴管及其控制方法。

背景技術(shù)：

多相抽提是一種原位修復(fù)技術(shù)，通過(guò)真空強(qiáng)化抽提方式，抽取地下污染區(qū)域的土壤氣體、地下水和非水相流體(Non-Aqueous Phase Liquid，NAPL)到地面進(jìn)行相分離及處理，以控制和修復(fù)土壤與地下水中的有機(jī)污染物。非水相流體在土壤地下水修復(fù)領(lǐng)域又稱為自由相。多相抽提是多種修復(fù)技術(shù)的結(jié)合，包括泵出處理、土壤氣體抽提、生物通風(fēng)、自由相回收等，相比以上單獨(dú)修復(fù)技術(shù)，能夠明顯提高修復(fù)效率，縮短修復(fù)時(shí)間。若氣相和液相污染物通過(guò)一個(gè)抽提泵在同一管路中被混合抽提，則該多相抽提又稱為單泵多相抽提；若氣相和液相通過(guò)兩個(gè)抽提泵在兩個(gè)管路中被分別抽提，則又被稱為雙泵多相抽提。

單泵多相抽提系統(tǒng)相對(duì)于雙泵多相抽提系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此安裝、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)低廉，但單泵多相抽提系統(tǒng)存在一個(gè)較大的應(yīng)用局限。單泵多相抽提系統(tǒng)使用真空泵來(lái)進(jìn)行抽提，而一般真空泵能夠產(chǎn)生的井頭抽提負(fù)壓不會(huì)超過(guò)1個(gè)大氣壓(10米水柱，0.1Mpa)，因此無(wú)法在地下水埋深超過(guò)10米時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水的抽提，因?yàn)槌樘嶝?fù)壓不夠，無(wú)法提升超過(guò)10米的地下水柱。通過(guò)選用更大抽提負(fù)壓的真空泵雖然在理論上可行，但高負(fù)壓狀態(tài)下運(yùn)行對(duì)管路、閥門(mén)等的耐壓和密閉性提出了很高的要求，并且設(shè)備投資和能耗顯著提升，其在工程應(yīng)用上不具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。目前國(guó)內(nèi)涉及多相抽提的專利均是單泵多相抽提裝置，如中國(guó)專利CN201120475085.0和CN201420621000.9，以及中國(guó)專利公布CN105253932A和CN104874592A。以上專利技術(shù)均無(wú)法克服上文提到的應(yīng)用局限，無(wú)法在地下水埋深超過(guò)10米的區(qū)域開(kāi)展應(yīng)用。

在保持單泵多相抽提系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，安裝、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)低廉優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，提供一種能克服真空抽提負(fù)壓能力限制，可以應(yīng)用于地下水位埋深超過(guò)10米區(qū)域的單泵多相抽提裝置是一個(gè)該領(lǐng)域的技術(shù)突破，具有很大應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，從而提供一種應(yīng)用于多相抽提裝置的新型抽提滴管，克服現(xiàn)有單泵抽提系統(tǒng)由于負(fù)壓能力限制而無(wú)法應(yīng)用于地下水位埋深較深地區(qū)的局限；并通過(guò)配套優(yōu)化的實(shí)施方法，提高修復(fù)效率。

發(fā)明所采用的技術(shù)方案是這樣的：應(yīng)用于多相抽提裝置的新型抽提滴管，包括抽提井系統(tǒng)，所述抽提井系統(tǒng)包括白管、固定連接于所述白管下端部的篩管、固定設(shè)置于所述篩管底部的底蓋、固定設(shè)置于所述白管上部的井頭三通、由上至下依次填充于所述白管以及所述篩管外側(cè)的回填土、膨潤(rùn)土、石英砂，還包括抽提滴管系統(tǒng)，所述抽提滴管系統(tǒng)包括插設(shè)于所述白管以及所述篩管內(nèi)的滴管導(dǎo)管以及壓縮空氣管，所述滴管導(dǎo)管由多段拼接而成，所述滴管導(dǎo)管的下端部具有斜切口，所述斜切口的上部開(kāi)設(shè)有用于固定所述壓縮空氣管下端部的穿孔，所述壓縮空氣管的上端部穿過(guò)所述井頭三通與進(jìn)氣閥門(mén)相連接，所述滴管導(dǎo)管的上端部與真空泵相連接，所述滴管導(dǎo)管的上部與所述白管的上部之間設(shè)置有活動(dòng)密封頂蓋，所述白管上設(shè)置有將所述活動(dòng)密封頂蓋固定的固定結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步改進(jìn)的是：多段所述滴管導(dǎo)管相互之間采用螺紋連接的方式拼接而成。

進(jìn)一步改進(jìn)的是：所述滴管導(dǎo)管每段長(zhǎng)度為0.5-1m。

進(jìn)一步改進(jìn)的是：所述滴管導(dǎo)管為中空?qǐng)A管。

進(jìn)一步改進(jìn)的是：所述滴管導(dǎo)管由UPVC或不銹鋼制成。

進(jìn)一步改進(jìn)的是：所述穿孔位于所述斜切口上方5cm處。

進(jìn)一步改進(jìn)的是：所述斜切口的角度為45°-60°。

進(jìn)一步改進(jìn)的是：所述固定結(jié)構(gòu)為抱箍。

進(jìn)一步改進(jìn)的是：所述活動(dòng)密封頂蓋由橡膠制成，所述活動(dòng)密封頂蓋的中部具有開(kāi)孔，所述開(kāi)孔的孔徑小于所述滴管導(dǎo)管的外徑。

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，從而提供一種應(yīng)用于多相抽提裝置的新型抽提滴管的控制方法，根據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件以及修復(fù)目的綜合確定斜切口的位置。

發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是這樣的：一種應(yīng)用于多相抽提裝置的新型抽提滴管的控制方法，具體為：

(1)、回收自由相時(shí)，滴管導(dǎo)管的斜切口放置在自由相層位的中部；

(2)、實(shí)現(xiàn)地下水位降深最大化目的時(shí)，滴管導(dǎo)管的斜切口放置在抽提井底部；

(3)、不存在自由相時(shí)，滴管導(dǎo)管的斜切口放置在污染最嚴(yán)重的地下水層位。

通過(guò)采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

(1)：實(shí)現(xiàn)地下水埋深較深(超過(guò)10m)地區(qū)的單泵多相抽提系統(tǒng)的高效運(yùn)行，克服了真空泵抽提負(fù)壓能力的限制；

(2)：能夠最大限度的實(shí)現(xiàn)抽提井的地下水降深；

(3)：污染地下水以汽水混合物形式被抽提出來(lái)的過(guò)程是一種吹脫過(guò)程，能夠顯著降低后續(xù)廢水處理的負(fù)荷；

(4)：滴管導(dǎo)管可以實(shí)時(shí)調(diào)整在抽提井內(nèi)的位置，根據(jù)場(chǎng)地特征條件(如地下水水波動(dòng))以及修復(fù)目的變化可以靈活調(diào)整。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明示意圖；

圖2是滴管導(dǎo)管剖面示意圖。

圖中，1、白管；2、井頭三通；3、篩管；4、底蓋；5、膨潤(rùn)土；6、石英砂；7、回填土；8、滴管導(dǎo)管；9、壓縮空氣管；10、地下水位；11、絲扣；12、斜切口；13、穿孔；14、活動(dòng)密封頂蓋；15、抱箍；16、進(jìn)氣閥門(mén)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明公開(kāi)一種應(yīng)用于多相抽提裝置的新型抽提滴管，包括抽提井系統(tǒng)，所述抽提井系統(tǒng)包括白管1、固定連接于所述白管1下端部的篩管3、固定設(shè)置于所述篩管3底部的底蓋4、固定設(shè)置于所述白管1上部的井頭三通2、由上至下依次填充于所述白管1以及所述篩管3外側(cè)的回填土7、膨潤(rùn)土5、石英砂6，還包括抽提滴管系統(tǒng)，所述抽提滴管系統(tǒng)包括插設(shè)于所述白管1以及所述篩管3內(nèi)的滴管導(dǎo)管8以及壓縮空氣管9，所述滴管導(dǎo)管8由多段拼接而成，所述滴管導(dǎo)管8的下端部具有斜切口12，所述斜切口12的上部開(kāi)設(shè)有用于固定所述壓縮空氣管9下端部的穿孔13，通常所述穿孔13位于所述斜切口12上方5cm處，所述壓縮空氣管9的上端部穿過(guò)所述井頭三通2與進(jìn)氣閥門(mén)16相連接，所述滴管導(dǎo)管8的上端部與真空泵相連接，所述滴管導(dǎo)管8的上部與所述白管1的上部之間設(shè)置有活動(dòng)密封頂蓋14，所述白管1上設(shè)置有將所述活動(dòng)密封頂蓋14固定的固定結(jié)構(gòu)。

抽提井地下部分和常規(guī)抽提井基本一致，為行業(yè)內(nèi)公知技術(shù)，不再贅述。

所述滴管導(dǎo)管8為中空?qǐng)A形導(dǎo)管，材質(zhì)可以是UPVC、不銹鋼等，外徑根據(jù)抽提井內(nèi)徑來(lái)確定，一般至少比抽提井內(nèi)徑小20mm，便于放置壓縮空氣管9以及可能的液位或壓力的探頭和信號(hào)傳導(dǎo)線。

本實(shí)施例中優(yōu)選的實(shí)施方式為，多段所述滴管導(dǎo)管8相互之間采用螺紋連接的方式拼接而成，如圖2所示，滴管導(dǎo)管8采用絲扣11連接，此外也可以通過(guò)活接、快速接頭等方式連接。

所述滴管導(dǎo)管8每段長(zhǎng)度為0.5-1m，在地下水位1010波動(dòng)較小的地區(qū)，一般設(shè)計(jì)為0.5m的小段；在地下水波動(dòng)較大的地區(qū)，一般設(shè)計(jì)1.0m的小段。

滴管導(dǎo)管8底部的斜切口12的位置需要根據(jù)地下水位10的區(qū)域波動(dòng)情況以及場(chǎng)地特征條件綜合確定，所述斜切口12的角度為45°-60°。

活動(dòng)密封頂蓋14為橡膠材質(zhì)，中部開(kāi)孔，孔徑略小于滴管導(dǎo)管8外徑，滴管導(dǎo)管8從活動(dòng)密封頂蓋14的中孔穿出與后端的真空泵連接。由于橡膠的伸縮性，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整滴管導(dǎo)管8在抽提井中位置。滴管導(dǎo)管8調(diào)整到位后，通過(guò)固定結(jié)構(gòu)，如抱箍15，卡緊活動(dòng)密封頂蓋14實(shí)現(xiàn)密封，本發(fā)明介紹了一種通過(guò)橡膠活動(dòng)密封頂蓋14配合抱箍15的簡(jiǎn)單組合來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)壓狀態(tài)下滴管位置上下靈活調(diào)整的方式，此外還可以通過(guò)密封圈、密封膠帶等多種方式實(shí)現(xiàn)這一目的。

壓縮空氣管9從井頭三通2進(jìn)入抽提井內(nèi)部后，沿著滴管導(dǎo)管8一直延伸至滴管底部，從滴管斜切口12上方的小孔穿入滴管導(dǎo)管8，壓縮空氣管9另一頭安裝有進(jìn)氣閥門(mén)16，之后直接連通大氣或者與外部氣源連接，比如空壓機(jī)等。通過(guò)壓縮空氣管9將空氣引入滴管導(dǎo)管8底部，通過(guò)進(jìn)氣閥門(mén)16控制是否引入空氣以及引入空氣的氣量。

通過(guò)向滴管導(dǎo)管8底部引入空氣或者壓縮空氣的方式，可以在地下水埋深超過(guò)10米的區(qū)域運(yùn)行單泵多相抽提系統(tǒng)。主要原理是空氣和污染地下水混合后降低了其密度，可以實(shí)現(xiàn)相同負(fù)壓能力下抽提能力的顯著提高。此外，汽水混合的過(guò)程也是一種吹脫的過(guò)程，可以將污染地下水中的揮發(fā)性物質(zhì)吹脫出來(lái)，降低后續(xù)廢水處理的負(fù)荷。吹脫處理的廢氣后續(xù)可以通過(guò)活性炭吸附、冷凝等方式處理后達(dá)標(biāo)排放。

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)真空泵負(fù)壓滿足抽提提升能力時(shí)，可以不需要補(bǔ)氣；當(dāng)?shù)叵滤裆钶^深，真空泵負(fù)壓不滿足抽提提升能力時(shí)，可以打開(kāi)進(jìn)氣閥門(mén)16補(bǔ)氣，從而實(shí)現(xiàn)抽提。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間，地下水產(chǎn)生一定的降深，有足夠的土壤氣體補(bǔ)充時(shí)可以關(guān)掉進(jìn)氣閥門(mén)16。此時(shí)，抽提井內(nèi)會(huì)重新產(chǎn)生負(fù)壓，土壤氣體、地下水、自由相(如有)將同時(shí)以汽水混合物的形式被抽提，從而達(dá)到去除污染物，修復(fù)土壤地下水的目的。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明最優(yōu)化的實(shí)施效果，本申請(qǐng)?zhí)峁┝嘶谛迯?fù)目的優(yōu)化控制方法，具體如下：

滴管導(dǎo)管8的放置位置根據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件以及修復(fù)目的綜合確定。當(dāng)需要回收自由相時(shí)，則將滴管導(dǎo)管8的斜切口12放置在自由相層位的中部，通過(guò)減少地下水降深和抽提量的方式實(shí)現(xiàn)自由相回收效率的最大化。當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)地下水位10降深最大化目的時(shí)，則滴管導(dǎo)管8的放置在抽提井底部。在不存在自由相時(shí)，一般將滴管導(dǎo)管8的放置在污染最嚴(yán)重的地下水層位，可以提高修復(fù)效率。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及其優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。