土壤/地下水集成式注射系统及其单源、双源及混合微纳米气泡液注射方法与流程

本发明涉及污染的土壤的再生及水、废水、污水或污泥的处理的技术领域，特别涉及一种用于污染场地及其地下水的修复治理的土壤/地下水集成式注射系统及其单源、双源及混合微纳米气泡液注射方法。

背景技术：

近几十年来，国内经济快速发展，粗放型的经济增长方式、社会各界薄弱的环境保护意识、企业环保设备及资金投入的不足、环保管理的不当以及生产过程中跑冒滴漏、乱堆乱放、随意倾倒、泄露事故等因素造成了在发展的同时，各地区历史遗留、积累的环境污染问题严重。目前，随着产业结构的优化调整和城市化进程的加快，全国范围内出现大量工业企业搬迁而遗留的场地，涉及行业包括农药、化工、石油、焦化、电镀、印染等，搬迁后的场地主要将作为居住用地或绿化、场馆建设的公共用地进行开发，而暴露的污染土壤对人居健康和周边环境却产生了巨大威胁，污染场地数量巨大。

针对有机物污染场地，目前国内的修复技术以异位修复为主，主要包括异位热脱附技术、异位化学氧化技术、异位气相抽提技术、抽出处置等，异位修复技术虽然处理效果较好，但因为需要土壤开挖或地下水抽提，因而处理成本较高，而且土壤开挖转移过程中容易造成异味扩散，对现场工人和周边群众造成不利影响，严重时甚至会影响施工进度，这种情况在一些生产历史较长的化工及农药生产企业退役场地的修复过程中尤为突出。

相对于异位修复，原位修复无需进行土壤开挖，施工对场地扰动小，不易产生异味，对周边环境影响较小，是一种低成本、低扰动的修复技术，具有广阔的发展前景，因而越来越受到环境修复企业的关注。其中，原位生物曝气是一种常用的原位修复技术，然而，由于部分有机污染物在地下环境中容易被土壤有机质和颗粒吸附，形成吸附态污染物，难以直接通过生物曝气方式处理，导致原位修复过程存在浓度拖尾和后期反弹的现象。对此，通过注射增溶剂、配合生物曝气技术，促进吸附态污染物解吸并溶解进入水相中，是解决该问题的一个有效技术措施。

原位增溶及曝气处置效果主要取决于两个方面：一是制备高浓度的含氧气泡或者富氧液，二是向地下水有效的注入含氧气泡、富氧液及增溶剂。由于不同污染场地水文地质条件差异大，要求增溶增氧药剂制备及注入装置具有非常广泛的适用范围和场地适应性。国内目前有一些土壤/地下水曝气及注入装置的报道，但均存在一定的不足，极大的限制了原位生物曝气技术的推广和应用。

专利号cn105621643b提供了一种水体超饱和溶解氧增氧方法及增氧系统，其通过微纳米气泡发生装置将超饱和溶解氧水中所携带的氧气释放成微纳米气泡后，通过推溜器将携带微纳米气泡的污水重新回流至水域中，以实现对黑臭水的超饱和溶解氧增氧处理。该发明主要针对地面黑臭水体水体进行曝气处理，并且提供一种超饱和溶解氧水的制备方法，但对于如何将富氧气泡和溶液注入复杂的地下环境，该发明却没有进行专门的设计，且整个系统无法直接应用于场地土壤/地下水的修复处置。

技术实现要素：

本发明解决了现有技术中存在的问题，提供了一种优化的土壤/地下水集成式注射系统及其单源、双源及混合微纳米气泡液注射方法。

本发明所采用的技术方案是，一种土壤/地下水集成式注射系统，所述系统包括集装箱体，所述集装箱体包括入料口和注射口；所述集装箱体内设有药剂配置单元、给气单元、给水单元；

所述药剂配置单元通过第一通道连接至注射缓存器，所述药剂配置单元通过第二通道与给气单元配合设置；所述药剂配置单元配合入料口设置；

所述给气单元通过第三通道连接至注射缓存器，所述给气通道通过第四通道连接至注射分配器；

所述给水单元通过第五通道连接至注射缓存器，所述给水单元通过第六通道连接至给气单元；

所述注射缓存器的出液通道通过第七通道连接至注射分配器，所述注射缓存器的出气通道通过第八通道连接至注射分配器；所述注射分配器与注射口配合设置；

所述药剂配置单元、给气单元、给水单元、注射缓存器和注射分配器与控制器连接；

所述药剂配置单元、给气单元、给水单元、注射缓存器和注射分配器配合设有若干与控制器连接的传感器。

优选地，所述药剂配置单元包括至少2个药剂初配装置，任一药剂初配装置对应一入料口设置；任一药剂初配装置通过第一传输单元连接至对应的药剂存储罐，任一药剂存储罐通过第二传输单元连接至药剂混合器，所述药剂混合器分别通过第一通道和第二通道连接至注射缓存器及给气单元；

所述第一通道上设有第一阀门和第二阀门，所述第二通道上设有第一阀门和第三阀门；

任一所述药剂存储罐与对应的第二传输单元间设置回流搅拌通道；

所述药剂初配装置、第一传输单元、第二传输单元、药剂混合器、第一阀门、第二阀门和第三阀门连接至控制器。

优选地，所述回流搅拌通道的两端分别与第二传输单元的出口和药剂存储罐的回液口空间连通，所述回流搅拌通道上设有回流阀。

优选地，所述给气单元包括压缩空气供应装置、制氧装置和臭氧发生装置；

所述压缩空气供应装置通过第三通道连接至注射缓存器，所述第三通道上设有第四阀门和第五阀门；所述压缩空气供应装置通过第四通道连接至注射分配器；所述第四通道上设有第九阀门；

第四阀门和第五阀门间的所述第三通道通过支路通道连接至微纳米气泡发生装置的进气口，所述支路通道上设有第六阀门；所述药剂配置单元通过第二通道与微纳米气泡发生装置的进液口配合设置；所述微纳米气泡发生装置与注射缓存器配合设置；

所述制氧装置通过第七阀门与第四阀门和第五阀门间的第三通道导通；

所述臭氧发生装置通过第八阀门与第三通道和第六阀门间的支路通道导通；

所述压缩空气供应装置、制氧装置、臭氧发生装置、微纳米气泡发生装置、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门和第九阀门连接至控制器。

优选地，所述微纳米气泡发生装置连接至微纳米气泡释放器，微纳米气泡释放器设于注射缓存器内部底部，所述微纳米气泡释放器的出口与注射缓存器的内部空间连通。

优选地，所述给水单元包括给水罐，给水罐连接至给水动力传输装置；所述第五通道与第二阀门空间连通，所述第六通道与第三阀门空间连通；所述给水罐、给水动力传输装置连接至控制器。

优选地，所述第七通道设有高压注液装置，所述第八通道设有高压注气动力装置；所述高压注液装置和高压注气动力装置分别连接至注射分配器的进液口和进气口。

一种采用所述的土壤/地下水集成式注射系统的单源注射方法，所述单源注射方法包括药剂注射方法、气体注射方法和冲水注射方法；

所述药剂注射方法包括以下步骤：

步骤a.1.1：将一种或多种药剂置入对应的一个或多个药剂初配装置，将药剂配制成液态药剂并搅拌均匀；

步骤a.1.2：开启第一传输单元，将药剂初配装置中配置完毕的药剂传输至对应的药剂存储罐，向药剂存储罐中按预设比例加水，以回流搅拌通道将药剂混合均匀；

步骤a.1.3：将一个或多个药剂存储罐中的药剂通过第二传输单元输送至药剂混合器进行混合，开启第一阀门和第二阀门，混合液从药剂混合器输送至注射缓存器；

步骤a.1.4：药剂达到预设量或注射缓存器收到指令后，开启高压注液装置，药剂自注射缓存器输出至注射分配器，通过注射口输出；

所述气体注射方法包括以下步骤：

步骤a.2.1：启动压缩空气供应装置和/或制氧装置和/或臭氧发生装置，开启压缩空气供应装置和/或制氧装置和/或臭氧发生装置与注射缓存器间对应的阀门；

步骤a.2.2：待需要注射时，启动高压注气动力装置，气体自注射缓存器输送至注射分配器，通过注射口输出；完成气体注射；

所述冲水注射方法包括以下步骤：

步骤a.3.1：启动给水动力传输装置、第五通道与第二阀门，给水罐中的水自给水罐输入注射缓存器；

步骤a.3.2：待需要注射时，开启高压注液装置，药剂自注射缓存器输出至注射分配器，通过注射口输出；完成冲水注射。

一种采用所述的土壤/地下水集成式注射系统的双源注射方法，所述双源注射方法为微纳米气泡液注射方法，包括以下步骤：

步骤b.1.1：启动压缩空气供应装置和/或制氧装置和/或臭氧发生装置，开启压缩空气供应装置和/或制氧装置和/或臭氧发生装置与微纳米气泡发生装置间对应的阀门；

步骤b.1.2：启动给水动力传输装置、第五通道、第二阀门、第六通道与第三阀门，给水罐中的水自给水罐输入注射缓存器和微纳米气泡发生装置；

步骤b.1.3：启动微纳米气泡发生装置，产生气液混合液，从微纳米气泡发生装置输入注射缓存器内的微纳米气泡释放器，在微纳米气泡释放器作用下，微纳米气泡液被释放至注射缓存器的水中暂存；

步骤b.1.4：当微纳米气泡液达到预设量或注射缓存器收到指令后，开启高压注液装置，微纳米气泡液自注射缓存器输出至注射分配器，通过注射口输出。

一种采用所述的土壤/地下水集成式注射系统的混合微纳米气泡液注射方法，所述方法包括以下步骤：

步骤c.1：将药剂a和另一种预设的药剂b置入对应的药剂初配装置，将药剂配制成液态药剂并搅拌均匀；

步骤c.2：开启第一传输单元，将药剂初配装置中配置完毕的药剂传输至对应的药剂存储罐，向药剂存储罐中按预设比例加水，以回流搅拌通道将药剂混合均匀；

步骤c.3：开启给水动力传输装置、第五通道与第二阀门，将给水罐内的水通过给水动力传输装置输入注射缓存器；完成后，关闭给水动力传输装置、第五通道与第二阀门；

步骤c.4：开启第二传输单元、第一阀门和第三阀门，药剂进入药剂混合器，在药剂混合器作用下，形成的混合药剂输出至微纳米气泡发生装置；

基于需要配置的气体，启动压缩空气供应装置和/或制氧装置和/或臭氧发生装置，开启压缩空气供应装置和/或制氧装置和/或臭氧发生装置与微纳米气泡发生装置间对应的阀门；

步骤c.5：启动微纳米气泡发生装置，产生药剂气液混合液，从微纳米气泡发生装置输入注射缓存器内的微纳米气泡释放器，在微纳米气泡释放器作用下，形成药剂混合微纳米气泡液，被释放至注射缓存器的水中暂存；

步骤c.6：当注射缓存器内药剂混合微纳米气泡液达到一定量后，停止对注射缓存器的输入，开启高压注液装置，药剂混合微纳米气泡液自注射缓存器输出至注射分配器，通过注射口输出。

本发明涉及一种优化的土壤/地下水集成式注射系统及其单源、双源及混合微纳米气泡液注射方法，通过在集装箱体内设置药剂配置单元、给气单元、给水单元，药剂配置单元、给气单元、给水单元间通过不同的通道可控连接，药剂配置单元、给气单元、给水单元通过不同的通道可控连接至注射缓存器及注射分配器，以控制器控制各个通道在不同需求下的启闭，完成水/药剂/气的单源、微纳米气泡水的双源及混合微纳米气泡液的注射作业。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）注射系统可以实现对水/药剂/气的单源、微纳米气泡水的双源及药剂混合微纳米气泡液稳定均匀的高压注射，有利于注射物扩散，在渗透性系数较低的粉土、粉粘土层或较深地下水层注射效果好；

（2）采用微纳米气泡技术进行气液混合，利用微纳米气泡在水中的上升速度非常缓慢、在水中由产生到最终破裂消失需要几分钟甚至达到十几分钟的特点，提高了对水的处置效果；

（3）注射功能齐全，可以向污染区单独注射氧化剂、还原剂，实现化学氧化/还原处理，或单独注射增溶剂促进吸附态污染物的解吸溶解，或单独注射微纳米气泡液或药剂混合微纳米气泡液提升地下水中含氧量，促进微生物降解，还可以直接向污染区注入气体进行生物曝气（空气吹脱）修复，曝气气体类型可以是氧气、空气或者臭氧，根据工艺要求，实现高效土壤地下水修复，亦可以对注射位置直接注入大量水、进行冲洗作业；

（4）具备疏通注射井功能，可以直接通过压缩空气供应装置往注射井内注入高压气体进行疏通，从而恢复注射井的性能；

（5）能够快速调整注射压力或注射流量，适用于各类地质的污染场地；注射过程中，控制器获得注射口的压力传感器和流量传感器数据，通过控制电动阀的开度调整注射的压力或注射流量，使其能逐渐稳定在设计值，从而适应不同性质场地的需求；

（6）实现系统装备集成化，将各系统设备集中设计在一个集装箱体内，便于设备运输转移，减少了频繁的管路安装工作；

（7）实现系统的集中控制及安全性；本设备装置设有中央控制系统，可对各装置内各设备的启停进行远程的控制与监管，并在各主要管路上设置有压力传感器、流量传感器等仪表，可实施监管各管路的运行控制情况，并能根据工况要求，对相应的阀门等执行机构进行控制调整，从而实现对相应管路的运行控制；并且在中央控制系统的远程监控下，当某一管路压力、流量异常，超过报警值时，系统会根据具体情况自动调整管路阀门与相应的动力装置，使压力、流量回到安全值；当某动力装置出现异常时，系统能自动关闭相应管路的阀门，避免液体回灌倒流，损坏设备。

本发明主要用于污染场地及地下水的修复，可用于各类地质的污染场地，药剂混合性能强，可以对污染区注射液体、液气，以及曝气等多种修复操作，并具备疏通注射井功能，能够快速调整注射压力，适用于各类地质的污染场地，药剂混合性能强等功能，移动方便、使用高效、使用寿命长、施工过程安全性高、施工作业环境好，具有较好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为在正常工作情况下，药剂注射时本发明的系统工作示意图；

图3为在正常工作情况下，气体注射时本发明的系统工作示意图；

图4为在正常工作情况下，冲水注射时本发明的系统工作示意图；

图5为在正常工作情况下，以产生富含氧气的微纳米气液混合液为例，本发明的系统工作示意图；

图6为在正常工作情况下，以压缩空气作为气源的药剂混合微纳米气泡液注射时本发明的系统工作示意图；

图7为发生堵井情况下，以第四通道作用通孔时，本发明的系统工作示意图。

图2-图7中，以箭头表示气体或液体或气液混合体的输出方向。

图中，1为集装箱体，2为入料口，3为注射口，4为第一通道，5为注射缓存器，6为第二通道，7为第三通道，8为第四通道，9为注射分配器，10为第五通道，11为第六通道，12为第七通道，13为第八通道，14为微纳米气泡发生装置，15为压缩空气供应装置，16为药剂初配装置，17为第一传输单元，18为药剂存储罐，19为第二传输单元，20为药剂混合器，21为第一阀门，22为第二阀门，23为第三阀门，24为回流搅拌通道，25为回流阀，26为第十阀门，27为制氧装置，28为臭氧发生装置，29为第四阀门，30为第五阀门，31为第九阀门，32为支路通道，33为第六阀门，34为第七阀门，35为第八阀门，36为微纳米气泡释放器，37为给水罐，38为给水动力传输装置，39为高压注液装置，40为高压注气动力装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明涉及一种土壤/地下水集成式注射系统，所述系统包括集装箱体1，所述集装箱体1包括入料口2和注射口3；所述集装箱体1内设有药剂配置单元、给气单元、给水单元；

所述药剂配置单元通过第一通道4连接至注射缓存器5，所述药剂配置单元通过第二通道6与给气单元配合设置；所述药剂配置单元配合入料口2设置；

所述给气单元通过第三通道7连接至注射缓存器5，所述给气通道通过第四通道8连接至注射分配器9；

所述给水单元通过第五通道10连接至注射缓存器5，所述给水单元通过第六通道11连接至给气单元；

所述注射缓存器5的出液通道通过第七通道12连接至注射分配器9，所述注射缓存器5的出气通道通过第八通道13连接至注射分配器9；所述注射分配器9与注射口3配合设置；

所述药剂配置单元、给气单元、给水单元、注射缓存器5和注射分配器9与控制器连接；

所述药剂配置单元、给气单元、给水单元、注射缓存器5和注射分配器9配合设有若干与控制器连接的传感器。

本发明中，以集装箱体1作为整体的载体，自入料口2处入料、自注射口3注射，另有采水部件，用于引入外接水；将药剂配置单元、给气单元、给水单元，药剂配置单元、给气单元、给水单元间通过不同的通道可控连接，药剂配置单元、给气单元、给水单元通过不同的通道可控连接至注射缓存器5及注射分配器9，将以上的部件均设置在集装箱体1中，整体执行工作、不需在每次工作前布置线路，只需将注射分配器9的注射口3对准需要进行注射的区域、以控制器启动对应的通道即可。

本发明中，各个通道完成不同的作业：

第一通道4连接药剂配置单元和注射缓存器5，用于提供注射所需药剂；

第二通道6连接药剂配置单元和给气单元，用于将药剂与给气单元中的微纳米气泡发生装置14进行作用，生成所需的药剂混合微纳米气泡液；

第三通道7连接给气单元和注射缓存器5，用于提供注射所需气体；

第四通道8连接给气单元和注射分配器9，用于直接向指定位置注射气体；

第五通道10连接给水单元和注射缓存器5，用于提供注射所需水；

第六通道11连接给水单元和给气单元，用于将水与给气单元中的微纳米气泡发生装置14进行作用，生成所需的微纳米气泡液；

第七通道12连接注射缓存器5的出液通道和注射分配器9，用于将注射缓存器5中的液体输送至注射口3；

第八通道13连接注射缓存器5的出气通道和注射分配器9，用于将注射缓存器5中的气体输送至注射口3。

本发明中，传感器包括设置在各个管路及独立的装置，如压缩空气供应装置15上的液位传感器、压力传感器、流量传感器和温度传感器等，以传感器反馈各处的液位值、压力值、流量值、温度值，并基于实际的修复区域的特性给出具体的处理方案。传感器的设置为本领域常规技术，本领域技术人员可以依据需求自行设置、完成不同的反馈作业。

本发明中，进一步地，注射分配器9与多个注射口3配合，注射口3为集成增溶增氧注射系统出口，均设有流量计、压力计及电动阀门装置。

本发明中，以控制器控制各个通道在不同需求下的启闭，具体来说，是不同通道上的阀门的启闭，并以传感器辅助反馈传感信号，完成水/药剂/气的单源、微纳米气泡水的双源及混合微纳米气泡液的注射作业；一般来说，控制器还连接有供电单元及操作/显示单元，控制了集装箱体1内所有单元的动力设备装置和管路仪表。控制器的设置为本领域常规技术，本领域技术人员可以依据需求自行设置，图中未显示。

所述药剂配置单元包括至少2个药剂初配装置16，任一药剂初配装置16对应一入料口2设置；任一药剂初配装置16通过第一传输单元17连接至对应的药剂存储罐18，任一药剂存储罐18通过第二传输单元19连接至药剂混合器20，所述药剂混合器20分别通过第一通道4和第二通道6连接至注射缓存器5及给气单元；

所述第一通道4上设有第一阀门21和第二阀门22，所述第二通道6上设有第一阀门21和第三阀门23；

任一所述药剂存储罐18与对应的第二传输单元19间设置回流搅拌通道24；

所述药剂初配装置16、第一传输单元17、第二传输单元19、药剂混合器20、第一阀门21、第二阀门22和第三阀门23连接至控制器。

所述回流搅拌通道24的两端分别与第二传输单元19的出口和药剂存储罐18的回液口空间连通，所述回流搅拌通道24上设有回流阀25。

本发明中，药剂配置单元完成药剂的配置和输出，一般来说设置2套并置的药剂配置单元，可以直接完成单成分药剂的配置，也可以完成混合药剂的配置；药剂包括但不限于氧化剂、还原剂、增溶剂。

本发明中，通过入料口2向药剂初配单元16投入初始化学试剂，一般来说，药剂初配单元16以配置罐为载体，在配制罐中设置搅拌桨，并以液位传感器感测液位高度，搅拌到一定程度后，开启第一传输单元17传输至对应的药剂存储罐18中暂存；当需要使用药剂时，开启药剂存储罐18和药剂混合器20间对应的第二传输单元19，将药剂传输至药剂存储罐18中。

本发明中，第一传输单元17和第二传输单元19均为隔膜泵或耐腐离心泵。

本发明中，为了保证药剂的混合均匀、不发生沉淀，故在药剂存储罐18与对应的第二传输单元19间设置回流搅拌通道24，通过回流阀25的作用，药剂自药剂存储罐18、通过第二传输单元19和回流阀25后，返回药剂存储罐18，起到搅拌药剂的作用；基于此，原则上药剂混合器20可以独立以入液口的启闭达到引入药剂或阻止药剂输入的目的，而设置回流搅拌通道24后，为了保证搅拌药剂和药剂混合器20接收药剂的同步进行，可以在第二传输单元19和药剂混合器20的连接管路上增设第十阀门26，可以控制第二传输单元19和药剂混合器20间的管路的开闭及开合度。

本发明中，药剂混合器20的出口设有三通管路，分别以第一阀门21和第三阀门23引导通向给气单元中微纳米气泡发生装置14的进口、以第一阀门21和第二阀门22引导通向注射缓存器5的进口，分别完成为药剂混合微纳米气泡液提供药剂、为普通药剂注射提供药剂注射液的目的。

所述给气单元包括压缩空气供应装置15、制氧装置27和臭氧发生装置28；

所述压缩空气供应装置15通过第三通道7连接至注射缓存器5，所述第三通道7上设有第四阀门29和第五阀门30；所述压缩空气供应装置15通过第四通道8连接至注射分配器9；所述第四通道8上设有第九阀门31；

第四阀门29和第五阀门30间的所述第三通道7通过支路通道32连接至微纳米气泡发生装置14的进气口，所述支路通道32上设有第六阀门33；所述药剂配置单元通过第二通道6与微纳米气泡发生装置14的进液口配合设置；所述微纳米气泡发生装置14与注射缓存器5配合设置；

所述制氧装置27通过第七阀门34与第四阀门29和第五阀门30间的第三通道7导通；

所述臭氧发生装置28通过第八阀门35与第三通道7和第六阀门33间的支路通道32导通；

所述压缩空气供应装置15、制氧装置27、臭氧发生装置28、微纳米气泡发生装置14、第四阀门29、第五阀门30、第六阀门33、第七阀门34、第八阀门35和第九阀门31连接至控制器。

所述微纳米气泡发生装置14连接至微纳米气泡释放器36，微纳米气泡释放器36设于注射缓存器5内部底部，所述微纳米气泡释放器36的出口与注射缓存器5的内部空间连通。

本发明中，压缩空气供应装置15分别与注射缓存器5及注射分配器9相连，制氧装置27与注射缓存器5相连，臭氧发生装置28与注射缓存器5相连，三者分别用于输出空气、氧气和臭氧，完成不同的注射功能。

本发明中，注射任何溶液或者是曝气都可能会遇到堵井，故都需要通孔，通过第四通道8上的第九阀门31的启闭，压缩空气供应装置15可以直接向注射分配器9注气，用以疏通注射井/管，可以进行多种应用；同时，以第三通道7上的第四阀门29和第五阀门30的联合开启，将压缩空气输出至注射缓存器5进行预存储；第三通道7为给气单元中的主干通道，第四阀门29主要用于对压缩空气供应装置15产生的压缩空气的输入，而第五阀门30则用于控制对注射缓存器5的输入。

本发明中，制氧装置27通过第七阀门34与给气单元的主干通道连接，其位置一般在第四阀门29和第五阀门30间，可以进行合并给气、也可以进行单一气源给气，实现制氧装置27产生的氧气直接通入注射缓存器5进行存贮的目的。

本发明中，臭氧发生装置28通过第八阀门35与给气单元的主干通道连接，其位置一般在第四阀门29和第五阀门30间，可以进行合并给气、也可以进行单一气源给气，实现臭氧发生装置28产生的臭氧直接通入注射缓存器5进行存贮的目的。

本发明中，最重要的是在给气单元中设置微纳米气泡发生装置14，在常规曝气时，气泡分子通常为大于百微米或毫米级气泡，气泡进入水相后会很快上升到水面并破裂消失，存在时间短，一般只有几秒钟，而微纳米气泡具有很大的比表面积，在水中的上升速度非常缓慢，在水中由产生到最终破裂消失需要几分钟甚至达到十几分钟，加上自身的增压性，使得气液界面的传质效率能持续增强，从而可以大大提高对水的处置效果；进一步来说，即可以以压缩空气供应装置15产生的压缩气体通入微纳米气泡发生装置14进一步促进富含空气的气液混合液的形成、以制氧设备27产生的氧气通入微纳米气泡发生装置14进一步形成富含氧气的气液混合液、或以臭氧发生装置28产生的臭氧通入微纳米气泡发生装置14进一步形成富含臭氧的气液混合液。

本发明中，事实上药剂混合器20亦与微纳米气泡发生装置14的进口连接，与微纳米气泡发生装置14进一步形成药剂混合气泡液。

本发明中，为了完成上述作业，给气单元的主干通道另设支路通道32、连接至微纳米气泡发生装置14的进气口，支路通道32设置在压缩空气供应装置15、制氧装置27和臭氧发生装置28的接入点后且位于第四阀门29、第七阀门34和第八阀门35与第五阀门30间，即压缩空气供应装置15、制氧装置27和臭氧发生装置28可以通入微纳米气泡发生装置14进一步作业，亦可以由微纳米气泡发生装置14独立作业；同时药剂混合器20通过第一阀门21和第三阀门23与微纳米气泡发生装置14的进液口配合设置，即药剂可以通入微纳米气泡发生装置14进一步作业。

本发明中，微纳米气泡释放器36一般设置在注射缓存器5内部底部，便于微纳米气泡向注射缓存器5的内部空间的缓释；为了便于控制，微纳米气泡发生装置14与微纳米气泡释放器36间的管路上一般亦设有阀门，用于控制微纳米气泡的释放效果。

所述给水单元包括给水罐37，给水罐37连接至给水动力传输装置38；所述第五通道10与第二阀门22空间连通，所述第六通道11与第三阀门23空间连通；所述给水罐37、给水动力传输装置38连接至控制器。

本发明中，给水罐37可以自外界取水、亦可以为集装箱体1内的内置水，给水罐37通过给水动力传输装置38分别向注射缓存器5和给气单元的微纳米气泡发生装置14给水，实现为注射缓存器5内注入清水、或是为气泡液提供清水的目的。

本发明中，给水动力传输装置38的输出管路设置有三通阀，通过阀路的切换，分别导通给水动力传输装置38与第二阀门22或第三阀门23，当导通第二阀门22时，可以独立注水、亦可以与药剂混合，而导通第三阀门23时，则是用于产生气泡液。

本发明中，给水动力传输装置38一般为水泵即可。

所述第七通道12设有高压注液装置39，所述第八通道13设有高压注气动力装置40；所述高压注液装置39和高压注气动力装置40分别连接至注射分配器9的进液口和进气口。

本发明中，注射缓存器5为压力容器，设有压力仪表、安全阀、液位检测仪器和安全警报装置等电子仪表，所有的电子仪表均与控制器连接，并反馈信号或数据至控制器，此为本领域技术人员容易理解的内容，本领域技术人员可以依据需求自行设置。

本发明中，高压注液装置39与注射分配器9间由密封管路相连，密封管路上设有流量计和压力仪表，高压注气动力装置40与注射分配器9间由气体管路相连，气体管路上设置有压力表、气体流量计等电气仪表；在实际作业过程中，高压注液装置39和高压注气动力装置40与注射分配器9间均设有对应的阀门，通过对阀门的开度进行调整，可以实现对注射流量和注射压力进行调节控制；显而易见地，高压注液装置39和高压注气动力装置40与控制器配合设置。

本发明中，高压注液装置39设置为柱塞泵；注射系统中高压注液动力装置40选用柱塞泵，实现对药剂或气泡液稳定均匀的高压注射。直推注射设备一般为0.6mpa~0.8mpa左右，而柱塞泵最大注射压力可达20mpa，更有利于药剂扩散，在渗透性系数较低的粉土、粉粘土层或较深地下水层注射效果好

本发明中，高压注气动力装置40为高压鼓风机。

本发明中，如无特殊说明，则阀门均为电磁阀或电动阀，其控制信号线均与控制器相连，可进行远程控制切换管线。

本发明还涉及一种采用所述的土壤/地下水集成式注射系统的单源注射方法，所述单源注射方法包括药剂注射方法、气体注射方法和冲水注射方法。

本发明中，单源注射方法主要是指单独从药剂配置单元、给气单元或给水单元中获取注射物进行注射，药剂配置单元、给气单元和给水单元间互相不反应、不配合；单源注射的药剂用于完成基本的污染物氧化/还原/增溶操作，单源注射的气体用于向注射地进行通气、疏通管井等，一般为压缩空气，而单源注射的水则主要用于清洗。

所述药剂注射方法包括以下步骤：

步骤a.1.1：将一种或多种药剂置入对应的一个或多个药剂初配装置16，将药剂配制成液态药剂并搅拌均匀；

步骤a.1.2：开启第一传输单元17，将药剂初配装置16中配置完毕的药剂传输至对应的药剂存储罐18，向药剂存储罐18中按预设比例加水，以回流搅拌通道24将药剂混合均匀；

步骤a.1.3：将一个或多个药剂存储罐18中的药剂通过第二传输单元19输送至药剂混合器20进行混合，开启第一阀门21和第二阀门22，混合液从药剂混合器20输送至注射缓存器5；

步骤a.1.4：药剂达到预设量或注射缓存器5收到指令后，开启高压注液装置39，药剂自注射缓存器5输出至注射分配器9，通过注射口输出。

本发明中，当药剂注射时，将一种或多种药剂置入对应的一个或多个药剂初配装置16，药剂包括增溶药剂、氧化药剂、还原药剂等，以耐腐离心泵作为一级药剂动力传输装置和二级药剂动力传输装置；严格来说，当使用的药剂均为液态时，可以选择多条通路共同作业，也可以顺次进行注射作业；而若涉及非液态药剂，则应尽可能将药剂分开进行配置并导入。

本发明中，通过药剂初配装置16中的搅拌桨将药剂搅拌均匀，将药剂配制成液态药剂，通过第一传输单元17输送至药剂存储罐18，以回流搅拌通道24工作保持药剂匀态。

本发明中，获得注射命令后，一种或多种药剂自各自对应的药剂存储罐18传输至药剂混合器20，开启第一阀门21和第二阀门22，混合药剂从药剂混合器20输出至注射缓存器5缓存，当注射缓存器5中的药剂达到预设量后，以高压注液装置39将混合药剂输送至注射分配器9，并最终通过注射口3向污染场地注入。

本发明中，在注射过程中，控制器获得注射分配器9各出口的压力传感器和流量传感器的数据，通过控制电动阀调整注射流量，使其稳定在设计值；注射过程中，会出现堵井情况，例如注射压力异常偏高等，当出现堵井时，则停止高压注液装置39的工作，启动压缩空气供应装置15及第九阀门31，进行通孔作业，直至疏通。

所述气体注射方法包括以下步骤：

步骤a.2.1：启动压缩空气供应装置15和/或制氧装置27和/或臭氧发生装置28，开启压缩空气供应装置15和/或制氧装置27和/或臭氧发生装置28与注射缓存器5间对应的阀门；

步骤a.2.2：待需要注射时，启动高压注气动力装置40，气体自注射缓存器5输送至注射分配器9，通过注射口3输出；完成气体注射。

本发明中，各制气装置的进出口管路为并联形式，可实现单一气体使用或混合气体使用的目的，以单一气体的制配与注射，最终实现多种气体的注射。

本发明中，启动与压缩空气供应装置15和/或制氧装置27和/或臭氧发生装置28对应的第四阀门29和/或第七阀门34和/或第八阀门35，同时打开第五阀门30，气体输出至注射缓存器5；设置完成需要的注射量与压力后，启动高压注气动力装置40，注射缓存器5内的气体通过高压注气动力装置40、沿着气路进入注射分配器9内，并通过注射分配器9的注射口3输出、打入指定位置。

本发明中，可以通过实时反馈注射分配器9出口处的流量计与压力表数据自动调整注射口3阀门，使流量与压力控制在设定值范围内。

本发明中，第四通道8及其对应的第九阀门31的工作原理与气体注射方法不同。

所述冲水注射方法包括以下步骤：

步骤a.3.1：启动给水动力传输装置38、第五通道10与第二阀门22，给水罐37中的水自给水罐37输入注射缓存器5；

步骤a.3.2：待需要注射时，开启高压注液装置39，药剂自注射缓存器5输出至注射分配器9，通过注射口3输出；完成冲水注射。

本发明中，冲水注射方法与气体注射方法一致，自给水罐37引水，通过给水动力传输装置38、第五通道10与第二阀门22将水输送至注射缓存器5；达到预设的水量后，启动高压注液装置39，注射缓存器5内的水通过高压注液装置39、沿着封闭管路进入注射分配器9内，并通过注射分配器9的注射口3输出、打入指定位置。

本发明中，在冲水过程中亦可能产生堵井的情况，故也可以实时获取传感器反馈的数据，注射过程中，会出现堵井情况，例如注射压力异常偏高等，当出现堵井时，则停止注水，启动压缩空气供应装置15及第九阀门31，进行通孔作业，直至疏通。

本发明中，可以通过实时反馈注射分配器9出口处的流量计与压力表数据自动调整注射口3阀门，使流量与压力控制在设定值范围内。

本发明还涉及一种采用所述的土壤/地下水集成式注射系统的双源注射方法，所述双源注射方法为微纳米气泡液注射方法，包括以下步骤：

步骤b.1.1：启动压缩空气供应装置15和/或制氧装置27和/或臭氧发生装置28，开启压缩空气供应装置15和/或制氧装置27和/或臭氧发生装置28与微纳米气泡发生装置14间对应的阀门；

步骤b.1.2：启动给水动力传输装置38、第五通道10、第二阀门22、第六通道11与第三阀门23，给水罐37中的水自给水罐37输入注射缓存器5和微纳米气泡发生装置14；

步骤b.1.3：启动微纳米气泡发生装置14，产生气液混合液，从微纳米气泡发生装置14输入注射缓存器5内的微纳米气泡释放器36，在微纳米气泡释放器36作用下，微纳米气泡液被释放至注射缓存器5的水中暂存；

步骤b.1.4：当微纳米气泡液达到预设量或注射缓存器5收到指令后，开启高压注液装置39，微纳米气泡液自注射缓存器5输出至注射分配器9，通过注射口3输出。

本发明中，双源注射方法主要是指从给气单元和给水单元两者中获取气和水进行作用并注射；具体来说，此处双源注射主要是生成了微纳米气泡液，提升地下水中含氧量，促进微生物降解。

本发明中，一方面是将给水单元中的水引至注射缓存器5，另一方面是将给气单元产生的气体通过微纳米气泡发生装置14进行处理后输送至注射缓存器5内的微纳米气泡释放器36，两者在注射缓存器5内共同作用，形成微纳米气泡液。

本发明中，自给水罐37引水，通过给水动力传输装置38、第五通道10、第二阀门22、第六通道11与第三阀门23将水按照预设比例分别输送至注射缓存器5和微纳米气泡发生装置36，启动与压缩空气供应装置15和/或制氧装置27和/或臭氧发生装置28对应的第四阀门29和/或第七阀门34和/或第八阀门35，同时关闭第五阀门30、开启第六阀门33，气体输出至微纳米气泡发生装置14；一部分水在注射缓存器5内进行暂存，另一部分在微纳米气泡发生装置14作用下，与所配制的气体形成的气液的混合体从微纳米气泡发生装置14通过管路进入内置于注射缓存器5底部的微纳米气泡释放器36，通过微纳米气泡释放器36的作用，在暂存于注射缓存器5内的水中形成微纳米气泡液，暂存。

本发明中，当注射缓存器5内微纳米气泡液达到一定量后，停止制备，启动高压注液装置39，微纳米气泡液经过高压注液装置39送至注射分配器9、通过注射口3打入指定位置，同时，注射分配器9出口的流量计、压力表通过对数据的采集，自动调整注射口3阀门，将注射量和压力控制在所需范围内；注射过程中，会出现堵井情况，例如注射压力异常偏高等，当出现堵井时，则停止高压注液装置39的工作，启动压缩空气供应装置15及第九阀门31，进行通孔作业，直至疏通。

本发明中，每次注射缓存器5内的微纳米气泡液注射完毕后，重复制备过程。

本发明还涉及一种采用所述的土壤/地下水集成式注射系统的混合微纳米气泡液注射方法，所述方法包括以下步骤：

步骤c.1：将药剂a和另一种预设的药剂b置入对应的药剂初配装置16，将药剂配制成液态药剂并搅拌均匀；

步骤c.2：开启第一传输单元17，将药剂初配装置16中配置完毕的药剂传输至对应的药剂存储罐18，向药剂存储罐18中按预设比例加水，以回流搅拌通道24将药剂混合均匀；

步骤c.3：开启给水动力传输装置38、第五通道10与第二阀门22，将给水罐内37的水通过给水动力传输装置38输入注射缓存器5；完成后，关闭给水动力传输装置38、第五通道10与第二阀门22；

步骤c.4：开启第二传输单元19、第一阀门21和第三阀门23，药剂进入药剂混合器20，在药剂混合器20作用下，形成的混合药剂输出至微纳米气泡发生装置14；

基于需要配置的气体，启动压缩空气供应装置15和/或制氧装置27和/或臭氧发生装置28，开启压缩空气供应装置15和/或制氧装置27和/或臭氧发生装置28与微纳米气泡发生装置14间对应的阀门；

步骤c.5：启动微纳米气泡发生装置14，产生药剂气液混合液，从微纳米气泡发生装置14输入注射缓存器5内的微纳米气泡释放器36，在微纳米气泡释放器36作用下，形成药剂混合微纳米气泡液，被释放至注射缓存器5的水中暂存；

步骤c.6：当注射缓存器5内药剂混合微纳米气泡液达到一定量后，停止对注射缓存器5的输入，开启高压注液装置39，药剂混合微纳米气泡液自注射缓存器5输出至注射分配器9，通过注射口3输出。

本发明中，药剂混合微纳米气泡液注射方法是指从药剂配置单元、给气单元或给水单元中均获取注射物进行配合并注射，药剂配置单元、给气单元和给水单元间存在反应和配合；药剂混合微纳米气泡液用于完成基本的污染物氧化/还原/增溶操作，并以微纳米气泡液的形式，提升地下水中含氧量，促进微生物降解。

本发明中，药剂的配置方式与单源注射方法中药剂注射方法一致，同时给水罐37内的水通过正常的给水途径暂存至注射缓存器5；将药剂输送至药剂混合器20，并将混合的药剂通过打开的第一阀门21和第三阀门23输送至微纳米气泡发生装置14；启动与压缩空气供应装置15和/或制氧装置27和/或臭氧发生装置28对应的第四阀门29和/或第七阀门34和/或第八阀门35，同时关闭第五阀门30、开启第六阀门33，气体输出至微纳米气泡发生装置14；形成的气液混合液从微纳米气泡发生装置14进入注射缓存器5底部的气泡液释放器36，通过气泡液释放器36的作用，在暂存于注射缓存器5内的水中形成药剂混合微纳米气泡液，并暂存。

本发明中，当注射缓存器5中的药剂混合微纳米气泡液达到一定量后，经过高压注液装置39送至注射分配器9，并通过注射分配器9的注射口3、注射至指定位置；通过对注射分配器9出口的流量计、压力表通过对数据的采集，自动调整注射口3阀门，将注射量和压力控制在所需范围内。

本发明中，在注射过程中，控制器获得注射分配器9各出口的压力传感器和流量传感器的数据，通过控制电动阀调整注射流量，使其稳定在设计值；注射过程中，会出现堵井情况，例如注射压力异常偏高等，当出现堵井时，则停止药剂混合微纳米气泡液的注射工作，启动压缩空气供应装置15及第九阀门31，进行通孔作业，直至疏通。

本发明通过在集装箱体1内设置药剂配置单元、给气单元、给水单元，药剂配置单元、给气单元、给水单元间通过不同的通道可控连接，药剂配置单元、给气单元、给水单元通过不同的通道可控连接至注射缓存器5或注射分配器9，以控制器控制各个通道在不同需求下的启闭，完成水/药剂/气的单源、微纳米气泡水的双源及混合微纳米气泡液的注射作业。

本发明主要用于污染场地及地下水的修复，可用于各类地质的污染场地，药剂混合性能强，可以对污染区注射液体、液气，以及曝气等多种修复操作，并具备疏通注射井功能，能够快速调整注射压力，适用于各类地质的污染场地，药剂混合性能强等功能，移动方便、使用高效、使用寿命长、施工过程安全性高、施工作业环境好，具有较好的应用前景。