一种基于气流屏障的污染场地原位防控系统

本发明涉及地下水污染控制与修复，具体是一种基于气流屏障的污染场地原位防控系统。

背景技术：

1、地下水污染阻隔技术就是通过阻隔墙将污染地下水或污染物源与未污染地下水隔绝开，快速阻止污染物的迁移和扩散，从而有效地避免污染羽范围的增大。

2、现有的阻隔技术根据阻隔墙构筑方式和材料可分为灌浆阻截墙、泥浆阻截墙和土工膜复合阻截墙等。阻截材料直接影响污染物的阻截效果。因此，一般阻截材料的选择主要考虑两方面的问题：(1)阻截材料形成的墙体渗透性不能大于10-7cm/s；(2)阻截材料与污染物能够共存兼容，不会被腐蚀，导致渗透系数变大，阻截效果降低。

3、由此，阻截材料的特性，造成了较高的成本，而且阻截效率越高，其材料成本也越高。再者，安装阻截材料，还存在施工时间周期长、施工成本高的问题，地层扰动还会对阻截材料造成破坏。

4、因此，如何在确保污染物不会发生迁移和扩散的情况下，降低成本，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为解决背景技术中的技术问题，本发明公开了一种基于气流屏障的污染场地原位防控系统。

2、本发明提供一种基于气流屏障的污染场地原位防控系统，包括：

3、气动力装置，设为多个，分布于污染羽的外侧，包括设置于地底、且上下两端封闭的曝气井，曝气井插入至含水层，其下端深于污染羽；曝气井以供气装置为气源，向外侧喷出气体，并流入含水层，包裹污染羽，将污染羽与外界隔断；

4、药剂注入装置，安装于靠近气动力装置的位置，包括上下两端封闭的药剂注入井，其顶部通过管路连接有药剂加注泵和配药罐，其底部位于含水层，并设置有出药孔；配药罐中的药剂在加注泵的作用下输入至药剂注入井，并从出药孔流出，降低地下水表面张力或增加地下水黏稠度；

5、地下水检测装置，安装于靠近气动力装置和药剂注入装置的位置，包括监测井，其底部位于含水层，并设置有进水孔；监测井周围的水通过进水孔进入监测井中；通过提取并检测监测井内的水，检测污染物与药剂的浓度分布。

6、通过向污染羽喷射气体，使得污染羽外侧形成气流屏障，将污染羽与外界隔离，避免污染物的迁移和扩散。通过药剂降低地下水表面张力或增加地下水黏稠度，增加气流的通道数量，从而强化气流屏障的阻隔效果。通过检测检监测井内的水，可检测出污染物的种类，并根据污染物的种类调配相应的反应物，与污染物进行化学反应，生成无污染的物质；通过检测药剂的浓度，控制出药孔的药剂含量，从而调整地下水表面张力或黏稠度。本发明相比于传统的阻截材料，施工的时间与成本明显减少，气流不存在被腐蚀的情况；而且向地下注入气体，地层破坏程度小，有利于场地污染控制与修复。

7、气体直接从曝气井流出，气压较小，难以形成稳定的气流屏障，基于此，进一步的改进在于：曝气井的下端、且位于含水层的部分为花管段，花管段内安装有曝气头，其入口连接供气装置。曝气头用于增大气压，花管段上设置有多个均布的孔，使得气体均匀、稳定地流入含水层；在曝气头和花管段的共同作用下，形成的气流屏障更加稳定。

8、由于地层结构多样，为适应多种地层结构，进一步的设计是：曝气头设为并联的多个；

9、当地层结构为层状非均质地层时，曝气头对应层状非均质地层中的每一层，并根据污染羽位于的地层位置，启动相应的曝气头；

10、当地层结构为非层状非均质地层时，所有曝气头同时启动。

11、由于曝气头产生的气流会吹向其它的曝气头，从而对其它的曝气头产生的气流造成影响，基于此，进一步的改进在于：曝气头之间设置有隔板。

12、当污染物具有挥发性时，容易排向空气造成污染，基于此，进一步的设计是：气动力装置围成的区域内安装有气相抽提装置；气相抽提装置包括上下两端封闭的抽气井，其下端高于含水层；抽气井的上端通过管路连接有抽气泵，将污染羽内的污染物跟随气体抽出。抽气泵启动时，会在抽气井附近形成负压，将含有污染物的气体抽取至地面进行处理。

13、抽取污染物的气体时，为避免泄漏，进一步的设计是：抽气泵的出口通过管路依次连接有药剂反应箱和活性炭管；药剂反应箱内安装有与污染物反应的物质，使得污染物通过化学反应生成无害的物质；活性炭管内安装有活性炭，用于吸附气体中的有害物质。

技术特征：

1.一种基于气流屏障的污染场地原位防控系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于气流屏障的污染场地原位防控系统，其特征在于：所述曝气井(11)的下端、且位于所述含水层(3)的部分为花管段(13)，所述花管段(13)内安装有曝气头(14)，其入口连接所述供气装置(12)。

3.根据权利要求2所述的一种基于气流屏障的污染场地原位防控系统，其特征在于：所述曝气头(14)设为并联的多个；

4.根据权利要求3所述的一种基于气流屏障的污染场地原位防控系统，其特征在于：所述曝气头(14)之间设置有隔板(15)。

5.根据权利要求1所述的一种基于气流屏障的污染场地原位防控系统，其特征在于：所述气动力装置(1)围成的区域内安装有气相抽提装置(6)；

6.根据权利要求5所述的一种基于气流屏障的污染场地原位防控系统，其特征在于：所述抽气泵(62)的出口通过管路依次连接有药剂反应箱(63)和活性炭管(64)；

技术总结
本发明提供一种基于气流屏障的污染场地原位防控系统，通过向污染羽喷射气体，使得污染羽外侧形成气流屏障，将污染羽与外界隔离，避免污染物的迁移和扩散。通过药剂降低地下水表面张力或增加地下水黏稠度，增加气流的通道数量，从而强化气流屏障的阻隔效果。通过检测检监测井内的水，可检测出污染物的种类，并根据污染物的种类调配相应的反应物，与污染物进行化学反应，生成无污染的物质；通过检测药剂的浓度，控制出药孔的药剂含量，从而调整地下水表面张力或黏稠度。本发明相比于传统的阻截材料，施工的时间与成本明显减少，气流不存在被腐蚀的情况；而且向地下注入气体，地层破坏程度小，有利于场地污染控制与修复。

技术研发人员：姚猛,吕佳仪,王明新,李忠玉
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22