[发明专利]一种地下水循环井控温方法、系统及装置

说明书

本发明涉及一种地下水循环井控温系统，包括用于将带有机污染物的地下水收集进行处理的循环井井体、用于在循环井井体内分离有机污染物和地下水的第一净化设备、用于对分离的有机污染物进行处理以解除危害的第二净化设备。第一净化设备包括驱动循环井水力环流的曝气装置以及用于加热循环井井体内的地下水以促进地下水内的有机污染物挥发的温控装置，温控装置设置于循环井井体内部容纳空间内上层筛管和下层筛管之间以对循环井井体内的地下水进行加热。本发明通过曝气协同加热升温能够提高地下水中挥发性/半挥发性有机污染物的挥发速率，促进污染物与地下水分离，并通过净化设备对挥发的有机污染物处理，降低有机污染物的危害。

技术领域

本发明涉及节能环保技术领域，尤其涉及一种地下水循环井控温方法、系统及装置。

背景技术

苯胺、多环芳烃等半挥发性有机物(SVOCs)作为重要的化工原料，在工业快速发展的时期被大量制造和使用，随之而来产生了大量的污染物泄漏事故，如因保存不合理、输油管线破裂、储油槽渗漏等造成这类半挥发性有机物进入地表水中。这些污染物在溶液中极易附着到胶体态的有机物上，这样的性质增强了其溶解度以及向地下水迁移的能力。此外，这类有机污染物对血液和神经的毒性非常强烈，可经面板吸收或经呼吸道引起中毒。这类化学物质在演变的过程中，会随着地下径流迁移到其他水域，再经灌溉或饮用与人体接触，造成广泛的影响。

当前针对半挥发性地下水污染修复主要有异位修复技术和原位修复技术。异位修复技术主要包括抽出和处理的步骤，将地下水抽出到地面进行修复处理；原位修复技术包括原位化学氧化、可渗透反应屏障等技术。原位化学氧化技术在使用中主要存在：注入的药剂注入与污染物均匀接触反应难以控制，处理效果高度依赖于场地的准确刻画和注入药剂输送系统的设计的局限性。此外，土壤和地下水中其他有机成分对氧化剂的消耗偏高，也会导致药剂的利用效率偏低。可渗透反应屏障的修复方法在使用的过程中可能产生堵塞，影响PRB工程的实施效果，因此必须保障反应介质有足够的透水性。

地下水循环井技术作为原位修复的另一种选择，通过驱动地下水在井内外形成循环流动，携带溶解在地下水中的有机污染物进入内井，在曝气吹脱的作用下能够将半挥发性有机污染物去除。循环井设备具有操作维护简易、能有效加速水流的垂向循环、容易搭配其它修复技术、可直接移除污染物并同时进行污染物扩散控制等优点，在实际场地修复过程中具有广泛的应用前景。

现有技术CN103864263B提供了一种用于去除地下水中挥发性有机物的循环井系统，该系统包括：外井、内井、气体注入系统、气体抽提系统和药剂喷淋系统，所述内井置于所述外井中，所述气体注入系统用于向所述内井井水中通入气体曝气，曝气后掺杂有机污染物的所述气体一部分被所述气体抽提系统抽提后经活性炭吸附装置吸附排出，另一部分进入所述外井，所述药剂喷淋系统用于向所述外井中喷淋药液。

单独的循环井技术对BTEX等挥发性有机污染物具有很好的的修复效果，而对一些挥发性差、溶解度低的半挥发性有机污染物(如苯胺、多环芳烃、氯苯)的去除效率较低，需要较长修复周期，其原因在于：半挥发性有机污染物的挥发性较差，难以从水相进入气相中，井内曝气吹脱作用不明显；其次，半挥发性有机污染物溶解度小，污染物从介质向地下水的传质效率低，导致循环井修复效果不明显。

场地原位热修复技术在修复机理上与循环井有着相同之处，均是利用污染物的挥发性将其从地下水中分离出。场地原位热修复技术是通过原地加热污染区域，大幅度提高场地土壤和地下水温度，从而加速污染区域内有机污染物的挥发、有机污染物与土壤有机质的分离或增加污染物在地下的流动性，挥发或分离后的污染物再通过抽提在地面进行处理。场地原位热修复技术能够显著加快土壤和含水层介质中的污染物的解析，强化污染物的挥发。将场地原位热修复技术与循环井结合能够显著提高循环井对半挥发性污染物的修复效果。