一种污染土壤原位修复喷射井点降水系统的制作方法

1.本实用新型涉及土壤环境修复技术领域，具体涉及一种污染土壤原位修复喷射井点降水系统。


背景技术：

[0002]“净土”工作是我国三大环保攻坚战之一，是建设美丽中国的重要组成部分。随着《土壤污染防治法》的颁布实施，目前，土壤污染防治工作得到前所未有的重视。污染土壤修复模式包括原位修复和异位修复，异位修复涉及土方开挖、土壤转运和暂存等施工弊端，目前土壤原位热脱附修复逐渐成为污染土壤修复的热点技术。
[0003]
原位热脱附是一种通过加热土壤促使污染物挥发并对其进行集中处理的土壤修复方法，依据加热方式的不同，常用的原位热脱附包括热传导、电阻加热以及蒸汽加热三种类型，其中热传导包括电加热热传导与燃气加热热传导。热传导具有加热温度高的优势，但污染土在100℃以前升温主要是蒸干土壤里的水份，尤其是我国南方地区地块含水率普遍过高，修复过程存在能耗高、修复成本高的弊端。另外，污染土壤水文地质比较复杂，污染土壤均质性差，修复深度不一，土壤所含水份影响加热效果，消耗能源较大，在开展修复工程前或修复过程中，地块降水工作尤为重要。目前对于土壤原位热处理工艺降水工作往往使用水泵降水，存在成本高，故障率高，用电安全，二次污染等因素，限制了其大规模应用。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于污染土壤原位修复喷射井降水系统，利用压缩空气压力作为抽提废水的动力，同时联合降水井、降水管道和中转水箱实现地块降水、收集，有利于加速污染物的去除、地块升温和避免发生废水二次污染，缩短修复周期，降低修复成本。
[0005]
本实用新型采用如下技术方案：
[0006]
一种污染土壤原位修复喷射井点降水系统，包括多个降水井废水收集装置、降水管道、废水中转水箱系统装置、空气压缩机和压缩空气管道，多个所述降水井废水收集装置呈间隔固定置于地下并延伸至地下土壤污染区域，用于收集污染土壤中的废水，所述降水管道包括降水主管和多根降水支管，每根所述降水支管的一端分别深入到对应的所述降水井废水收集装置中，其另一端汇集到所述降水主管后与所述废水中转水箱系统装置连通，用于将所述降水井废水收集装置收集的废水转运到所述废水中转水箱系统装置中临时储存，所述压缩空气管道包括压缩空气主管和多根压缩空气支管，每根所述压缩空气支管的一端分别深入到对应的所述降水井废水收集装置中，其另一端汇集到所述压缩空气主管后与所述空气压缩机连通，为所述降水管道输送所述降水井废水收集装置中的废水提供动力。
[0007]
每个所述降水井废水收集装置包括降水井、井管、井管底堵和井管封盖，所述降水井成型于地下并延伸至地下土壤污染区域，所述井管伸入到所述降水井内，所述井管的底
部设有所述井管底堵，其顶部通过所述井管封盖密封，所述压缩空气支管穿过所述井管封盖伸入到所述井管底部，所述降水支管穿过所述井管封盖伸入到所述井管底部并与所述压缩空气支管连通。
[0008]
所述井管根据不同底层的降水需求，在其管身水位以下位置处间隔开设有若干滤孔，以作为地下水进入所述井管内的通道。
[0009]
设置有所述降水井的地面处铺设有覆盖层，所述井管穿过所述覆盖层后伸入到所述降水井内，且所述井管的上端高出所述覆盖层至少20cm。
[0010]
所述降水井的上端与所述井管之间的空隙处采用黏土密封层密封。
[0011]
伸入到所述井管的所述降水支管的底部设有过滤装置，所述降水支管的底端距离所述井管底部15cm-30cm。
[0012]
所述废水中转水箱系统装置包括封闭式中转水箱、排水泵、第一排水管、第二排水管、抽提管和抽提风机，所述降水主管远离所述井管的一端与所述中转水箱连通，所述第一排水管位于所述中转水箱内部，其另一端伸出所述中转水箱后与所述排水泵的进口连通，所述第二排水管的一端与所述排水泵的出口连通，其另一端与外部废水处理设备连通；所述中转水箱的顶部还设有废气出口，所述抽提管的一端与所述废气出口连通，其另一端通过所述抽提风机与外部废气处理设备连通。
[0013]
所述中转水箱内竖向设置一隔板，将所述中转水箱分割为两个空间，分别为沉淀池和集水箱，所述降水主管与所述沉淀池直接连通，所述第一排水管与所述集水箱直接连通，所述废气出口设置在所述集水箱顶部；所述隔板的中上部设有孔口，用于将所述沉淀池中沉淀后的废水进入所述集水箱内。
[0014]
所述空气压缩机与所述压缩空气主管之间还设有储气罐，所述储气罐的进口通过管路与所述空气压缩机连通，其出口与所述压缩空气主管连通。
[0015]
位于所述井管外部的每根所述降水支管管路上均设有第一开闭阀和止回阀，位于所述井管外部的每根所述压缩空气支管管路上均设有第二开闭阀、压力表和电磁阀。
[0016]
所述系统还包括控制装置，所述控制装置与所述空气压缩机控制连接；所述储气罐内设有压力传给器，所述压力传给器与所述控制装置电性连接，所述控制装置根据接收到的所述储气罐内空气压力信号控制所述空气压缩机启停；所述中转水箱内设有液位传感器，所述液位传感器与所述控制装置电性连接，所述控制装置根据接收到的所述中转水箱内的水位信号控制所述空气压缩机启停。
[0017]
本实用新型技术方案，具有如下优点：
[0018]
a、本实用新型污染土壤原位修复喷射井点降水系统，利用压缩空气压力作为抽提废水的动力，同时联合降水井、降水管道和中转水箱实现地块降水、收集，有利于加速污染物的去除、地块升温和避免发生废水二次污染，缩短修复周期，降低修复成本。该系统适用于处理原位修复地块降水施工，甚至于地下水位较高的修复地块。
[0019]
b、本实用新型系统利用压缩空气喷射时对井管产生正压排出土壤废水，同时增加降水井对土壤废水吸附收集能力，提高降水效率，从而提高热脱附对土壤加热效率，节约修复成本。
[0020]
c、本实用新型系统使用压缩空气作为动力避免不同深度降水井对水泵的要求及用电安全；另外，系统为全密封系统，避免降水过程中废水跑冒滴漏发生二次污染。
[0021]
d、本实用新型系统设有控制装置，控制装置与空气压缩机控制连接，压缩空气储气罐设置压力传感器，当空气压力低于设定值时控制装置控制空气压缩机启动，给储气罐补充空气压力；中转水箱内设有液位传感器，通过控制装置实现中转水箱液位与空气压缩机互锁联动，防止中转水箱水位过高时降水井持续降水造成系统故障。上述过程为全自动控制，减少人力操作成本。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]
图1为本实用新型污染土壤原位修复喷射井点降水系统整体结构示意图；
[0024]
图2为本实用新型中控制装置控制原理图。
[0025]
图中标识如下：
[0026]
1-降水井废水收集装置，11-降水井，12-井管，13-井管底堵，14-井管封盖，15-黏土密封层；
[0027]
2-降水管道，21-降水主管，22-降水支管，221-第一开闭阀，222-止回阀，223-过滤装置；
[0028]
3-废水中转水箱系统装置，31-中转水箱，311-沉淀池，312-集水箱，313-隔板，314-废气出口，315-液位传感器，32-排水泵，33-第一排水管，34-第二排水管，35-抽提管，36-抽提风机；
[0029]
4-空气压缩机；
[0030]
5-压缩空气管道，51-压缩空气主管，52-压缩空气支管，521-第二开闭阀，522-压力表，523-电磁阀；
[0031]
6-储气罐，61-压力传给器；
[0032]
7-覆盖层；
[0033]
8-控制装置。
具体实施方式
[0034]
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0035]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0036]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安
装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0037]
如图1所示，本实用新型提供了一种污染土壤原位修复喷射井点降水系统，包括多个降水井废水收集装置1、降水管道2、废水中转水箱系统装置3、空气压缩机4和压缩空气管道5，多个降水井废水收集装置1呈间隔固定置于地下并延伸至地下土壤污染区域，用于收集污染土壤中的废水，降水管道2包括降水主管21和多根降水支管22，每根降水支管22的一端分别深入到对应的降水井废水收集装置1中，其另一端汇集到降水主管21后与废水中转水箱系统装置3连通，用于将降水井废水收集装置1收集的废水转运到废水中转水箱系统装置3中临时储存，压缩空气管道5包括压缩空气主管51和多根压缩空气支管52，每根压缩空气支管52的一端分别深入到对应的降水井废水收集装置1中，其另一端汇集到压缩空气主管51后与空气压缩机4连通，为降水管道2输送降水井废水收集装置1中的废水提供动力。本实用新型利用压缩空气压力作为抽提废水的动力，同时联合降水井、降水管道和中转水箱实现地块降水、收集，有利于加速污染物的去除、地块升温和避免发生废水二次污染，缩短修复周期，降低修复成本。该系统适用于处理原位修复地块降水施工，甚至于地下水位较高的修复地块。
[0038]
进一步地，每个降水井废水收集装置1包括降水井11、井管12、井管底堵13和井管封盖14，利用打井机进行降水井钻井施工，将降水井11成型于地下并延伸至地下土壤污染区域，钻井完成后安装井管12，井管12伸入到降水井11内，一般选用钢制或混凝土井管作为降水井11，井管12的底部采用混凝土制成的井管底堵13封堵，防止泥土进入，其顶部通过钢制材料制成的井管封盖14密封。压缩空气支管52穿过井管封盖14伸入到井管12底部，降水支管22穿过井管封盖14伸入到井管12底部并与压缩空气支管52连通。通常在安装完降水支管22和压缩空气支管52后进行井管口密封。
[0039]
设置有降水井11的地面处设铺设有覆盖层7，井管12穿过覆盖层7后伸入到降水井11内，且井管12的上端高出覆盖层7至少20cm。覆盖层7包括保温层和防护层，分别用于加热保温和防止雨水侵入，运行维护通行。降水井11的上端100cm左右用黏土将其与井管12之间的空隙处密封，形成黏土密封层15，防止空气进入降水井影响排水压力，同时也防止污染土壤中的废气外溢发生二次污染。井管12根据不同底层的降水需求，在其管身水位以下位置处间隔开设有若干滤孔，以作为地下水进入所述井管12内的通道。
[0040]
每一降水支管22均装设第一开闭阀221和止回阀222，各降水支管22之间采用并联形式连接至降水主管21。降水管道2选用钢制材料，根据降水支管22数量及流量确定降水主管21管径；降水支管22选用直径40mm焊接钢管即可，每一降水主管21流量2m3/h，在井管12口处务必密封好；伸入到井管12的降水支管22的底部设有过滤装置223，防止杂物进入降水支管22内，降水支管22的底端距离井管12底部15cm-30cm。
[0041]
压缩空气管道5是将压缩空气输送至降水支管22底部，每一压缩空气支管52均装设第二开闭阀521、压力表522、电磁阀523和时间继电器，各压缩空气支管52之间采用并联形式连接至压缩空气主管51。压缩空气主管51一般选用钢制材料，设置压力表，根据压缩空气支管52数量及流量确定主管管径；压缩空气支管52选用直径8mm塑料管即可,每一支管流
量6m3/h，在井管口处务必密封好。
[0042]
废水中转水箱系统装置3包括封闭式中转水箱31、排水泵32、第一排水管33、第二排水管34、抽提管35和抽提风机36，降水主管21远离井管12的一端与中转水箱31连通，第一排水管33位于中转水箱31内部，其另一端伸出中转水箱31后与排水泵32的进口连通，第二排水管34的一端与排水泵32的出口连通，其另一端与外部废水处理设备连通，通过排水泵32将废水输送至废水处理设备进行处置；中转水箱31的顶部还设有废气出口314，抽提管35的一端与废气出口314连通，其另一端通过抽提风机36与外部废气处理设备连通，通过抽提风机36将废气输送至废气处理设备进行处置。
[0043]
中转水箱31为保证密封效果一般选用钢制水箱，中转水箱31内竖向设置一隔板313，将中转水箱31分割为两个空间，分别为沉淀池311和集水箱312，降水主管21与沉淀池311直接连通，第一排水管33与集水箱312直接连通，废气出口314设置在集水箱312顶部。隔板313的中上部设有孔口，用于将沉淀池311中沉淀后的废水进入集水箱312内，收集土壤废水先经沉淀池311沉淀后流入集水箱312，集水箱312安装好排水和抽提管道后箱顶部应密封，防止废气溢散造成二次污染。
[0044]
空气压缩机4与压缩空气主管51之间还设有储气罐6，储气罐6的进口通过管路与空气压缩机4连通，其出口与压缩空气主管51连通。根据降水井数量、深度选用空气压缩机4功率、流量和储气罐6容量，储气罐6设置有安全阀、压力表和疏水器装置。本实用新型系统使用压缩空气作为动力避免不同深度降水井对水泵的要求及用电安全；另外，系统为全密封系统，避免降水过程中废水跑冒滴漏发生二次污染。
[0045]
如图2所示，系统还包括控制装置8，控制装置8与空气压缩机4控制连接；储气罐6内设有压力传给器61，压力传给器61与控制装置8电性连接，控制装置8根据接收到的储气罐6内空气压力信号控制空气压缩机4启停，当空气压力低于设定值时控制装置8控制空气压缩机4启动，给储气罐6补充空气压力；中转水箱31内设有液位传感器315，液位传感器315与控制装置8电性连接，通过控制装置8实现中转水箱31液位与空气压缩机4互锁联动，控制装置8根据接收到的中转水箱31内的水位信号控制空气压缩机4启停，防止中转水箱水位过高时降水井持续降水造成系统故障。上述过程为全自动控制，减少人力操作成本。
[0046]
本实用新型未述之处适用于现有技术。
[0047]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

技术特征：
1.一种污染土壤原位修复喷射井点降水系统，其特征在于，所述系统包括多个降水井废水收集装置(1)、降水管道(2)、废水中转水箱系统装置(3)、空气压缩机(4)和压缩空气管道(5)，多个所述降水井废水收集装置(1)呈间隔固定置于地下并延伸至地下土壤污染区域，用于收集污染土壤中的废水，所述降水管道(2)包括降水主管(21)和多根降水支管(22)，每根所述降水支管(22)的一端分别深入到对应的所述降水井废水收集装置(1)中，其另一端汇集到所述降水主管(21)后与所述废水中转水箱系统装置(3)连通，用于将所述降水井废水收集装置(1)收集的废水转运到所述废水中转水箱系统装置(3)中临时储存，所述压缩空气管道(5)包括压缩空气主管(51)和多根压缩空气支管(52)，每根所述压缩空气支管(52)的一端分别深入到对应的所述降水井废水收集装置(1)中，其另一端汇集到所述压缩空气主管(51)后与所述空气压缩机(4)连通，为所述降水管道(2)输送所述降水井废水收集装置(1)中的废水提供动力。2.根据权利要求1所述的污染土壤原位修复喷射井点降水系统，其特征在于，每个所述降水井废水收集装置(1)包括降水井(11)、井管(12)、井管底堵(13)和井管封盖(14)，所述降水井(11)成型于地下并延伸至地下土壤污染区域，所述井管(12)伸入到所述降水井(11)内，所述井管(12)的底部设有所述井管底堵(13)，其顶部通过所述井管封盖(14)密封，所述压缩空气支管(52)穿过所述井管封盖(14)伸入到所述井管(12)底部，所述降水支管(22)穿过所述井管封盖(14)伸入到所述井管(12)底部并与所述压缩空气支管(52)连通。3.根据权利要求2所述的污染土壤原位修复喷射井点降水系统，其特征在于，所述井管(12)根据不同底层的降水需求，在其管身水位以下位置处间隔开设有若干滤孔，以作为地下水进入所述井管(12)内的通道。4.根据权利要求3所述的污染土壤原位修复喷射井点降水系统，其特征在于，设置有所述降水井(11)的地面处铺设有覆盖层(7)，所述井管(12)穿过所述覆盖层(7)后伸入到所述降水井(11)内，且所述井管(12)的上端高出所述覆盖层(7)至少20cm。5.根据权利要求4所述的污染土壤原位修复喷射井点降水系统，其特征在于，所述降水井(11)的上端与所述井管(12)之间的空隙处采用黏土密封层(15)密封。6.根据权利要求5所述的污染土壤原位修复喷射井点降水系统，其特征在于，伸入到所述井管(12)的所述降水支管(22)的底部设有过滤装置(223)；所述降水支管(22)的底端距离所述井管(12)底部15cm-30cm。7.根据权利要求6所述的污染土壤原位修复喷射井点降水系统，其特征在于，所述废水中转水箱系统装置(3)包括封闭式中转水箱(31)、排水泵(32)、第一排水管(33)、第二排水管(34)、抽提管(35)和抽提风机(36)，所述降水主管(21)远离所述井管(12)的一端与所述中转水箱(31)连通，所述第一排水管(33)位于所述中转水箱(31)内部，其另一端伸出所述中转水箱(31)后与所述排水泵(32)的进口连通，所述第二排水管(34)的一端与所述排水泵(32)的出口连通，其另一端与外部废水处理设备连通；所述中转水箱(31)的顶部还设有废气出口(314)，所述抽提管(35)的一端与所述废气出口(314)连通，其另一端通过所述抽提风机(36)与外部废气处理设备连通。8.根据权利要求7所述的污染土壤原位修复喷射井点降水系统，其特征在于，所述中转水箱(31)内竖向设置一隔板(313)，将所述中转水箱(31)分割为两个空间，分别为沉淀池(311)和集水箱(312)，所述降水主管(21)与所述沉淀池(311)直接连通，所述第一排水管
(33)与所述集水箱(312)直接连通，所述废气出口(314)设置在所述集水箱(312)顶部；所述隔板(313)的中上部设有孔口，用于将所述沉淀池(311)中沉淀后的废水进入所述集水箱(312)内。9.根据权利要求8所述的污染土壤原位修复喷射井点降水系统，其特征在于，所述空气压缩机(4)与所述压缩空气主管(51)之间还设有储气罐(6)，所述储气罐(6)的进口通过管路与所述空气压缩机(4)连通，其出口与所述压缩空气主管(51)连通。10.根据权利要求9所述的污染土壤原位修复喷射井点降水系统，其特征在于，位于所述井管(12)外部的每根所述降水支管(22)管路上均设有第一开闭阀(221)和止回阀(222)，位于所述井管(12)外部的每根所述压缩空气支管(52)管路上均设有第二开闭阀(521)、压力表(522)和电磁阀(523)。11.根据权利要求10所述的污染土壤原位修复喷射井点降水系统，其特征在于，所述系统还包括控制装置(8)，所述控制装置(8)与所述空气压缩机(4)控制连接；所述储气罐(6)内设有压力传给器(61)，所述压力传给器(61)与所述控制装置(8)电性连接，所述控制装置(8)根据接收到的所述储气罐(6)内空气压力信号控制所述空气压缩机(4)启停；所述中转水箱(31)内设有液位传感器(315)，所述液位传感器(315)与所述控制装置(8)电性连接，所述控制装置(8)根据接收到的所述中转水箱(31)内的水位信号控制所述空气压缩机(4)启停。

技术总结
本实用新型公开了一种污染土壤原位修复喷射井点降水系统，包括多个降水井废水收集装置、降水管道、废水中转水箱系统装置、空气压缩机和压缩空气管道，多个降水井废水收集装置呈间隔固定置于地下并延伸至地下土壤污染区域，降水管道的一端分别深入到对应的降水井废水收集装置中，其另一端汇集后与废水中转水箱系统装置连通，压缩空气管道的一端分别深入到对应的降水井废水收集装置中，其另一端汇集后与空气压缩机连通。本实用新型利用压缩空气压力作为抽提废水的动力，同时联合降水井、降水管道和中转水箱实现地块降水、收集，有利于加速污染物的去除、地块升温和避免发生废水二次污染，缩短修复周期，降低修复成本。降低修复成本。降低修复成本。


技术研发人员：李亚锋 姚元 杨伟光 杨湘智 于宗莲 杨梦凡 范来
受保护的技术使用者：森特士兴环保科技有限公司
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2022/3/8