[发明专利]一种用于污染场地治理的气动压裂强化多相抽提系统

说明书

本发明公开了一种用于污染场地治理的气动压裂强化多相抽提系统，包括压裂系统单元和多相抽提系统单元，压裂系统单元包括空气压缩机、空气加热器、压裂井及注入管，空气压缩机的出口端与所述空气加热器进口端连接，压裂井延伸至液相污染源以下区域，其下端封闭，沿压裂井长度方向上设有多个呈间隔设置的出风缝隙，注入管的入口端与空气加热器出口端连接，注入管的出口端延伸至压裂井中，用于将加热后的空气注入至压裂井中，并由对应的出风缝隙渗透至污染土壤中。本发明利用气动压裂使地层产生裂缝，提高非饱和区透气率，改变含水层的渗透率，水力传导率等，热空气流过可提高该区域挥发性污染物的饱和蒸气压，促进其挥发，极大提高MPE的抽提效率。

技术领域

本发明涉及污染场地修复技术领域，具体涉及一种用于污染场地治理的气动压裂强化多相抽提系统。

背景技术

多相抽提(MPE)是一种对环境友好的土壤和地下水修复技术，对地面环境的扰动较小，适用于加油站、石化企业和化工企业等多种类型的污染场地，尤其适用于存在非水相液态污染物(NAPL)情形的污染土壤与地下水的修复。它具有修复效率高、影响面积大，适用范围广等优点。

通常，MPE技术通过使用真空和/或水泵提取等手段，同时抽取地下污染区域的土壤气体、地下水和NAPL到地面进行多相分离、处理，达到污染土壤及地下水的治理。MPE技术兼有土壤气相抽提和地下水泵出处理的功能，但同时也存在相应的技术缺陷。例如，不适用渗透性较差地质条件 (适用范围渗透系数Kf：10^-3～10^-5cm/s)；当污染物质饱和蒸气压过低(饱和蒸气压＜0.5mm Hg)时会限制其抽提效果；单泵真空抽提时，因为需要同时进行抽气和抽液，则相对单独气或液抽提系统的抽提效率较低。诸如这些问题，很大程度上限制了MPE技术在渗透性差、污染物情况复杂的场地修复。因此，有必要研发新的修复技术，来提高MPE原位场地修复效果。

申请公布号CN104624623A的专利文献公开了一种污染场地原位抽提修复方法，该方法包括调查、布井、压裂和抽提，在布井完成后，通过压裂的方式将砂浆混合液高压泵入土壤中形成土层裂隙，进而在井道不同高度形成砂层，增大黏性土壤的渗透能力，加快原位抽提速度，从而提高抽提修复效果。但是，上述方法需要向地层中泵入砂浆，对地层扰动较大，操作相对复杂增加了劳动量，且注浆压裂缝隙距离相对较短，不利于大面积场地修复成本控制。

因此，有必要开发一种针对渗透性差，且污染情况复杂的污染场地原位多相抽提修复系统，从而改善上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种气动压裂强化多相抽提系统，利用气动压裂，向地层中注入高压热空气，使地层产生裂缝增加气、液体流动通道，从而可加速污染气体、地下水和NAPL的抽提回收，且对地层扰动较小。

本发明采用如下技术方案：

一种用于污染场地治理的气动压裂强化多相抽提系统，包括设置于所述污染场地的压裂系统单元和多相抽提系统单元，所述压裂系统单元包括空气压缩机、空气加热器、压裂井及注入管，所述空气压缩机的出口端与所述空气加热器进口端连接，所述压裂井延伸至液相污染源以下区域，其下端封闭，沿所述压裂井长度方向上设有多个呈间隔设置的出风缝隙，所述注入管的入口端与所述空气加热器出口端连接，所述注入管的出口端延伸至所述压裂井中，用于将加热后的空气注入至所述压裂井中，并由对应的所述出风缝隙渗透至污染土壤中。

靠近所述注入管的出口端设有在长度方向上呈间隔设置的至少两个分隔气囊，相邻两所述分隔气囊之间的所述注入管上设有出风喷嘴，所述分隔气囊注气后与所述压裂井的内壁呈密封贴合，所述注入管上的出风喷嘴与分隔在两相邻分隔气囊之间的所述压裂井上的出风缝隙相连通。

所述压裂井上的出风缝隙间隔0.2m～0.9m，所述压裂井中气体的注入压力为0.5～2Mpa，注入流量为20～50L/min。