专利名称：排除地污染的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明的方法及装置涉及从地下水和其邻近地方排除含有油性废物和其它有机烃物的污染。
排除土壤及地下水污染已成为近年来重要的问题。由于污染物在地面下并且在许多情况下不易除去等独特的性质，为了提供污染地点的生境安全以及/或控制和防止污染物转移到未污染地方，所以这种排污已显示出其独特的挑战性。
美国专利No.4，435，292公开了一种排除地污染的具体方法。在该方法中，将多孔管和竖井插入污染处的地壳中，其中将一些多孔管和竖井加压同时将另外一些减压，使冲洗流体在土壤中流动，以加速除去污染物及防止污染物转移到其它区域。关闭该系统在一端加压并且，例如利用连接在中心集管上的真空吸管，在另一端抽空空。然后在压力下迫使冲洗流体通过多孔管进入被污染的土壤中，冲洗出其中的存在的污染物。冲洗流体既可以是液体也可以是气体，例如氮气等惰性气体或者与污染物反应生成惰性或无害化学物质的活性气体体系。但是，该方法需要耗资昂贵的惰性冲洗液体和/或气体，或具有被未反应的冲洗溶剂进一步污染的危险。
美国专利No.4，600，508公开了另一种土壤去污染的方法，据说该法是在上述方法的改进。在该方法中，将多支多孔管连接在一个供水集管上，在泵驱动下使水分配通过整个被污染的区域。将另外一组多孔管连接到返回集管上在压力下抽出含有地下污染物的循环水。再将污染物从水中除去，并将该循环水返回到系统中。
其它一些已知的方法涉及用一种循环系统从渗流层(在土地的地下水面上方的地方)浸取污染物，使之进入地下水面，在此通过排水井和泵将污染物抽出。美国专利No.4，167，973是这种方法的典型实例。
但是，上述的这种水冲洗法和浸取法，由于大多数有机污染物的水溶性差，所以效率低和回收耗资大。
一些减少土壤和/或地下水污染的其它方法采用在渗流区设置的抽取井中建立真空的措施。在抽取井周围各处注入土壤的空气推动污染物流到抽取井，在此使其气化然后利用抽真空吸取法在抽取井中收集污染物。美国专利No.4，593，760和Re.33，102公开了这种方法的一些实例。
在美国专利No.4，730，672中讨论了上述真空法的一种变型，它公开了一种活性连续闭路法从被污染地的渗流区除去和收集挥发性的液体污染物，其中由位于被污染渗流区的抽取井中的多孔导管内的真空源造成一个减压区，使其中所含的污染物气化，并且被抽到抽取导管中收集并排掉。
这些方法虽然对于除去渗流层一些易挥发的液体污染物是有效的，但已证明对于除去和排掉许多其它普通的地下污染物来说作用是十分有限的。另外，这些方法不能用于除去位于饱和区中地下水之下的污染物。
因此，有必要提供一种能迅速有效除去地下水区域(包括高于和低于地下水面)的烃类污染物的工艺方法。
附
图1是用于本发明排污方法的装置剖面示意图。
附图2是用于附图1所示装置的附加部件的示意图。
附图3是用于本发明方法的蒸汽和/或营养物供应井的剖面视图。
附图4是用于本发明方法的抽取井的剖面视图。
附图5是按照本发明布置的蒸汽和营养物注入井和抽取井的一种平面阵列示意图。
本发明方法满足上述要求并且提供了从被污染的地下区域除去污染物的改进方法。
根据本发明，提供了一种从被污染的地下区域去除污染物的方法，其中该地下区域具有地下水面、低于地下水面的地下饱和区以及高于地下水面的地下渗流区，而污染物存在于饱和区和/或渗流区，而且，其中该方法包括如下步骤(a)从地面往下延伸建立至少两口注射井，其中每口所述的注射井具有让物料从中流过的多孔下部，以及其中将该注射井的多孔下部设置在地下水饱和区或其邻近处;
(b)从地面往下延伸建立至少一口抽取井，并具有允许物料流入其中的多孔下部，其中将该多孔下部设置在地下水饱和区或其邻近处;然后(c)将水蒸汽通入至少一口注射井，使蒸汽从多孔下部流入地下水饱和区;以及(d)同时将营养物注入至少一口所述的注射井，所说的营养物能有效地促使所说的地下污染区存在的自然和/或非自然存在的降解烃类的生物生长，从而使该营养物从该注射井的多孔下部流入该饱和区，以有效地提高至少部分存在的污染物的生物降解作用和/或生物转化作用;及(e)将抽力加在至少一口提取井上，使注入的蒸汽经由被污染的地下区抽出，以便将至少部分污染物处在所说地下饱和区的，以液态或汽态或其混合形式被抽到抽取井的多孔下部，借以从抽取井抽出污染物，从该被污染的地下区域除去作进一步处理和/或排掉。
在本发明的优选实施方案中，提供了一种从被污染的地下区域除去污染物的方法，其中所述的地下区域具有地下水面、低于地下水面的地下饱和区以及高于地下水面的地下渗流区，而污染物存在于饱和区和/或渗流区，其中该方法包括如下步骤(a)从地面往下延伸建立至少两口注射井，其中每口注射井具有让物料从中流过的多孔下部，以及将该注射井的多孔下部设置在地下饱和区或其邻近处;
(b)从地面往下延伸建立至少两口抽取井，其中每口抽取井具有允许物料流入其中的多孔下部，以及将一口抽取井中的多孔下部设置在地下饱和区或其邻近处，另一口抽取井的多孔下部设置在地下渗流区或其邻近处;然后(c)将蒸汽通入至少一口注射井中，使蒸汽从多孔下部流入地下饱和区;
(d)同时将营养物注入另外的注射井中，其中该营养物能有效地促使该地下被污染区存在的自然或非自然存在的烃类降解的生物生长，并且使该营养物从该注射井的多孔下部流入该饱和区，有效地提高至少一部分存在的污染物的生物降解作用和/或生物转化作用;以及(e)将抽力加在抽取井上，使注入的蒸汽通过污染区被抽出，将存在于地下饱和区和/或渗流区的至少一部分污染物，以液态或汽态或其混合形式被抽到两口抽取井中一口或两口井的多孔下部，以便，利用一口或两口所说的抽取井从被污染的地下区域抽出污染物，作进一步处理和/或排掉。
本发明在下文详细说明中参照优选的实施方案作更加充分地描述。
本发明用于从大地的被污染地下区域去除污染物，尤其用于从中去除非自然存在的烃类污染物。
本文所用的术语“非自然存在的烃类污染物”，是指本发明要去除这样的烃类，它们是石油中一般发现的那些芳烃、烷烃、烯烃以及杂环化合物，以及这些化合物的各种衍生物，例如醇、酯、酮、羧酸酯、酸以及其它卤代衍生物。尤其要去除的是卤代脂肪族化合物，如三氯乙烯及1，1，1-三氯乙烷，它们一般用来作干洗剂和工业脱脂剂。
本发明要清除和去污的被污染地下区域是具有地下水面、低于地下水面的地下饱和区以及高于地下水面并延伸到地表面的地下渗流区的那些区域。众所周知，在地下水面的正上方通常是污染物以液体和汽体的形式存在的毛细管区或毛细管边缘区，可以把毛细管区作为从地下水面到渗流区的一种过渡区。可是，对于本发明来说，该区是被看作是地下水面的广延区或其部分。
根据本发明，为了有效地去除被污染的地下区域的烃类污染物，要在怀疑被污染的区域内、其周围或其紧邻处设置一个井系统。本发明可以使用按常规设计的井，这些井能将蒸汽和其它物料(如营养物和/或降解烃类的生物)注入地下被污染的区域，其中包括饱和区和未饱和区(即渗流区)。至少要有两台注射井，包括一口注入蒸汽的井以及一口注入营养物的井，该营养物必须能有效地促使在被污染的区域存在的自然存在降解烃类的生物生长，如果必要的话，还要(或者)注入非自然存在降解烃类的生物和营养物。注射井由置于钻孔中的不透流体的管道材料构成，并且具有最好置于地下饱和区(即低于地下水面)的多孔下部，能让注入的蒸汽和营养物(或必要时非自然存在的生物和营养物)进入地面以下并流入饱和区。本发明中还考虑到，除了饱和区的注射井之外或为代替它一口或多口上述注射井具有置于渗流区的多孔下部，允许注入的蒸汽和其它物流(即供自然存在的降解烃类的生物用营养物，和/或必要时非自然存在的降解烃类生物和营养物)流入渗流区。最好提供多口这样的蒸汽和营养物注射井，各种井的数量取决于这样一些因素，例如待处理的具体污染区域大小和地下地质情况以及污染物的具体性质等。
在注射井群中至少有一口返回或抽取井，它也是按常规设计的并且由置于钻孔中的不透水导管材料构成，它具有置于地下饱和区的多孔下部，让含污染物的地下水和蒸汽从饱和区抽到地面，供进一步处理和去除污染物。优选在上述注射井群之中隔开设置多台这样的抽取井，以形成一个注射井和抽取井的阵列。
在一种优选实施方案中，在所说的注射井和饱和区抽取井群之中存在和设置一口或多口额外的相对浅的抽取井，或用来替代之，它们都有置于渗流区的多孔下部，让汽化的污染物和液体从中抽出。
通过给抽取井施加抽力，例如在泵的机械作用下或在真空泵提供的负压下，同时注入蒸汽和营养物，包括以各种物理态下污染物的气体和流体从饱和区和/或渗流区转移到抽取井的一个或两个多孔下部。然后将这些气体和液体通过多孔部分从抽取井抽到地面，作进一步处理和/或排掉，以便实现大地目标地下区的除污。
根据本发明，将蒸汽通入一口或多口注射井使得地下不挥发的污染物汽化，以便于通过施加在抽取井中的抽力将污染物从注射井的邻近区域除去。该方法尤其针对非溶解性液体污染物的浓集物或油池。根据采用蒸汽和提取的具体地下地质结构，其中包括矿物的结构和孔隙率，在饱和区和/或渗流区使所注入的蒸汽和汽化的化合物及液体(如不挥发的污染物)从各个方向通过地下区域流向抽取井的多孔下部，最终排到地面。利用注射的蒸汽使液体和其它未汽化的物料移动和被驱赶到抽取井的多孔部分。
根据本发明，将蒸汽注入地下饱和区和/或渗流区，同时将有效地促使在被污染区中含的自然存在的降解烃类的生物生长用的营养物也注入饱和区或渗流区，业已发现，污染溶剂常常以不溶解态存在于被污染区域中，因此从被污染的地下区域，尤其是从饱和区使污染物除去是困难的。通过注入这些营养物提高自然存在的降解烃类生物的生长速率，能方便地使得一些污染化合物或溶剂更容易生物降解和/或生物转化成更易溶于水和/或更易挥发的物质，因而极大地方便了经由地下水和/或蒸汽抽取井去除污染物。例如，将三氯化的溶剂生物转化成更易溶于水的二氯化的乙烯类和乙烷类，因此从地下饱和区经由抽取井更容易提取污染物。
能够生物降解和/或生物转化有机化合物(和无机化合物)的天然菌是公知的，例如已在美国专利No.4，765，902中详细地讨论过。按照本发明加到被污染区的对这些微生物的生长是必不可少的营养物，也是公知的，包括例如碱金属磷酸盐(像六偏磷酸钠)以及氮源(像硝酸盐和铵化合物)。所采用的营养物体系最好至少包括矿物的和原始底物营养物，其中矿物介质包括六偏磷酸钠形式的磷以及以氯化铵形式的氮，最好还含有痕量的镍盐和钴盐。所说的原始底物最好是乙酸钾和/或甲酸钾。当然，本发明还包括通过注射井注入非自然存在的降解烃类生物和提高其生长的营养物，以补充或补足自然存在降解烃类生物的作用，或者简单地注入在污染地可能不存在的降解烃类的生物。这些非自然存在的降解烃类生物和营养物也是公知的，例如已在美国专利No.4，765，902中讨论过。
本技术领域里的技术人员还将了解到，同时注入蒸汽使得有机化合物挥发和/或移动，并且随后从被污染的地下区域去除，也具有将这些有机污染物的浓度降低到对本地的降解烃类生物(和/或必要时补加的非自然的生物)几乎没有毒性水平的作用，或者至少减少一些对地下水菌有毒性的具体化合物，以便进一步提高或加速这些生物的生长速度。因此该作用反过来会提高有机污物的现场生物转化和/或生物降解作用，使之变成更易溶于水和/或更易挥发的类似物，于是极大地方便了通过抽取被污染的地下水和汽化的地下物质将其去除。
通过参照附图1-5以及下文的讨论，最能表明和了解本发明的优选实施方案。可是，应理解，这些讨论仅仅是为了说明本发明的若干优选实施方案，对于本技术领域里的技术人员来说许多其它方法及其变型将是显而易见的，这些讨论不能认为是以任何方式对本发明范围或权利要求书或其精神的限制。
现在参照附图的图1，它描述了一种单矿区去污方法，将其用图标1表示。图标2和4分别表示蒸汽和营养物注入用供给集管。图标6和8分别表示去除抽取的地下水和抽取的气体和液体用提取或返回集管。正如此优选实施方案所示，该集管沿地面水平延伸，在其下实际上是待处理的被污染的地下。地面用“S”表示，从地表面往下延伸到地下水面(WT)的渗流区用“V”表示，地下水面之下的区域是饱和区。在图1中也表示了一种含有以下不溶态液体污染物的非水液体相占据了地下水面下饱和区的部分被污染区域。
置于钻孔内的数个相互隔开的垂直提升管，向下延伸进入地下水面之下的饱和区，将注入的蒸汽和营养物送到饱和区中怀疑被污染的地下区域，它们分别用图标10和12表示。提升管10和12的底部是多孔的或装上筛网，允许注入的蒸汽和营养物从中通过进入欲除去污染的地下水面中的地下区域。提升管10和12的上端分别与各自的供料集管2和4连成一体。在本优选实施方案中，尽管可以看到在地表面上分别将供给蒸汽和营养物的集管2和4与各自的提升管10和12连接，但是这样的结构并不是必须的，因为整个装置可以置于地下。另外，在设想的另一些实施方案中，提升管能够与地表面成一夹角向下延伸进入被污染的地下区域，或者如果必要的话，能够以水平的方式向地下延伸。在本实施方案中还指出了，注射蒸汽的提升管10的多孔部分最好延伸到有未溶解的污染物的区域或非水液相的区域，这些物质占据着欲消除污染的部分地下水面的地下区域。例如当地下水饱和区靠近粘土层或密堆积的砾石层，或一些其它基本上不透水的填充材料时，这些非水液相常常包含在上述大体上已定义的区域内。但是本发明也考虑到将蒸汽经由多孔的提升管底部注入被污染的地下区域，这些区域缺少非水液相或者由于具体的地下地质情况缺乏已定义的非水液相区，其中未溶解的污染液体烃类(如果有的话)分散遍及更大部分地下污染区域，并且例如聚积在地孔隙或地层之间。
将数根相互隔开的垂直抽取或返回提升管置于钻孔中向下延伸到处在地下水面以下的饱和区，以抽取带有污染物的地下水和蒸汽，用图标14表示。延伸到地下饱和区的抽取或返回提升管14的底部是多孔的或装上筛网，允许污染的地下水和蒸汽被引流入其中，并且将其移向整体返回集管6作进一步处理，例如空气提取蒸馏和/或分离污染物，下文将作更详细地讨论。另外，在本优选实施方案中，尽管图示的返回集管6与返回提升管14在地面上连接，但是这样的结构并不是本发明的关键，因为整个装置可以置于地下。另外，提取提升管还能与地面成一夹角向下延伸到地下，或如果必要的话能以水平方式伸到地下。
在所示的优选实施方案中，置于钻孔中的另外数根相互隔开的垂直提取或返回管，向下延伸到地下水面以上的渗流区(和毛细管边缘区)，从中抽取蒸汽和液体，用图标16表示。伸到渗流区内的提取或返回管16的底部是多孔的或装上筛网，或具有一些其它渗透性设计，允许汽化的物料和液体被引流入其中，然后移向返回整体式集管8作进一步处理。
从饱和区抽取含污染物地下水用和从渗流区抽取气体和液体用返回集管6和8被连接到适当的装置(图中未示)上，以便维持返回集管6和8以及返回提升管14和16中的抽力，例如一台泵或泵组或真空泵维持真空或负压，将含有污染物的地下水和汽化污染物抽到返回提升管14和16的多孔部分，进而抽到地面供处理或排掉。在本发明中还考虑到，根据返回提升管的深度，可以用一台或多台装在地下部分饱和区或渗流区内的泵提供附加的抽力(如负压)，例如在各提升管14和16的底部。
现在参照图2，它描述了本发明处理系统的各种部件优选实施方案的示意图，以实现图1的注射井和返回井的操作以及处理抽取的被污染地下水和汽化的污染物。
在图2中，利用蒸汽发生器18将蒸汽送入蒸汽管道20向注射井(例如图1中所示的集管2和提升管10)中供给蒸汽。通过城市供水管22可以将自来水供到图示的蒸汽发生器18中。
在本实施方案中，图示了注入各自注射井的营养物贮于矿物介质贮罐24和原始底物贮罐26，两者分别通过管线28和30将其送到注射管32中(例如图1所示的提供营养物集管4和提升管12)。利用适当的计量装置(图中未示出)将来自贮罐24和26的营养物计量送到供料管32中。一台或多台注射泵34a和34b还将所需量的水从脱氧罐36注入供料管32。在营养物和水构成的混合物或溶剂注入营养物注射井之前，在线混合器(图中未示出)在管线32中将营养物和水混合。也正如本优选实施方案所示的那样，考虑到自然存在的厌氧菌，接进蒸汽管20的供料管38提供蒸汽加热脱氧器36，以驱赶欲和注入的营养物混合用供水中存在的氧。当然，如果采用需氧菌时，要考虑注入氧气或维持其适当的生长环境。
含有被提取的污染物(例如图1所示来自集管6的)的地下水通过管线40和平衡罐42，如通过地下水抽取泵或真空泵(图中未示)进入系统，并且通过一台或多台空气提取泵44a和44b而进入空气提取塔46。平衡罐42提供了通过空气提取塔46的平衡流动。在分离的蒸气通过管线50排入大气之前，最好通过一台或多台碳吸收床48a和48b。通过管线52将来自提取塔46的分离的和去污染的地下水送回水缓冲罐54(如果必要的话，通过管线52a将水循环到空气提取塔46)供进一步处理，和/或通过管线56排到自来水处理源，或者按附图所示通过管线52b和52c将其重新作为营养物和/或蒸汽进料使用。
来自蒸汽提取井(如图1所示来自集管8)的排出物(蒸汽和液体物料)经管线58通过蒸汽提取泵60和冷凝器62而进入系统。冷凝的液体通过管线64离开冷凝器62进入平衡罐42，按上述讨论方式处理来自冷凝器62的蒸汽最好经管线62a通过一台或多台碳吸收床66a和66b，然后经管线68排入大气。另外，在该优选实施方案中，将来自用蒸汽管20加热的热交换器70的热空气经管线72转移到置于渗流区的热空气进气井，在图3和图4中将作更充分地说明。
在图3和图4中，图示了按本发明优选实施方案中蒸汽和/或营养物注射井和抽取井的剖面图。参照附图3和4，在钻孔100和102中分别装有各自同轴设置的提升管104和106。这些提升管能由任何不透性的材料制成，例如用镀锌钢。在附图3中，供料管108将来自集管110(如图1所示的集管2和4)的蒸汽和/或营养物提供给提升管104。在附图4中，将抽吸软管112作为抽取提升管106，并且将其与返回集管114(如图1所示的地下水和蒸汽抽取或返回集管6和8)连接。在这些优选实施方案中，在附图3和4所示的钻井100及102和注射和提取提升管104和106之间的各环形区域116和118，最好装填松散的流体渗透性材料(如砾石、砂石或粗岩石)支撑提升管104和106。
在钻孔100和102的上端，穿过地面S，从地表面S钻孔处往下延伸的环形部分116和118各自用低渗透性的材料120和122(见附图3和4)填充，例如水泥、灰浆粘土或压制土，以防止空气自地表面吸入提升管104和106。
将各提升管104和106分别从钻孔100和102伸到按本发明要处理的地下饱和区域，提升管的底部是多孔的或带有筛124和132。在附图3中，注入提升管104的蒸汽和/或营养物流过筛124进入环形区域116，然后进入待处理的地下目标区域。在此优选实施方案中，注射提升管104上多孔或筛部分的大小根据情况应设计成避免蒸汽和/或营养物通过渗流区的潜在有择性迁移，并能确保注入的大部分物料在饱和区维持的一段时间，足以挥发和/或移走目的污染物，和/或促使生物降解和/或生物转化菌的生长，从而加速某些污染物的生物降解和/或生物转化作用。最好使用短筛提升管，例如根据地下地质结构，采用长度约为1英尺的筛，以便将注入的物料较好地集中在被污染的地下区域。在本优选实施方案中，在提升管104的筛部124周围的环形管区116内，用过滤性的材料126填充，例如砂等细松散的填充材料，以防止塞满或堵塞提升管的筛部分。如图3所示，过滤性材料126正上方的环形区116部分，还用低渗透性的材料128填充，例如粘土(如膨润土)，以保证在注射提升管104的地面S处和筛区124之间形成压力差。
在此优选实施方案中，按图3设计的注入蒸汽/营养物的井还包括注入热空气的提升管130，该管具有多孔端或筛网端。图示出的管130从地表面通过低渗透性帽120延佳到环形管区116。热空气提升管130的长度(或深度)最好仅延伸到渗流区，允许以废热产出来的热空气从中流过环形区域116进入渗流区来维持地下土地的温度，达到足以防止利用注喷射蒸汽例如在饱和区中地下水面以下汽化的污染物冷凝，并且也便于从渗流区中的蒸汽抽取井将污染物除去。
附图4抽取井设计的优选实施方案，用于两种提取井，一种井处于地下水位之下饱和区的地下水蒸汽提取井，另一种是置于渗流区的蒸汽/液体提取井。提取的污染物从被污染的地下相邻的或周围区域进入环形区118，然后在所施加抽力的作用下(例如通过真空泵施加的负压)，将提取的污染物通过置于提升管106底端的多孔部或筛网132抽到抽入提升管106中，再进入上文所述的抽取集管114。在注射井的设计中，环绕提升管106的底部筛网部132的环形区118，最好用某种过滤性材料134(例如砂)填充，以防止塞满或堵塞提升管106的底部筛网孔口。
正如附图3注射井设计所示，在过滤性材料134的正上面的部分环形区118，最好用低渗透性材料136(例如膨润土)填充，以保证在地表面S与被提取处的地下区域之间维持所需要的压力差。
另外，如该优选实施方案所示，图4所示的抽取井配置伸到渗流区中的第二个蒸汽抽取提升管140，使气化的材料在施加负压抽力作用下(例如使物料被除去的负压)被抽到所说的环形管区118。
现参照附图5，图示了一种典型的井阵列，一些相互隔开的蒸汽和营养物注射井与一些相互隔开的抽取井交替排列。当没有具体指明时，抽取井表示置于饱和区和渗流区的抽取井。按这样一些因素来确定各注射井和营养物井间距离，如污染物的性质和范围，以及欲去除污染的地下地质的具体性质。
权利要求
1.一种从被污染的地下区域去除污染物的方法，所说的地下区域具有地下水面、地下水面以下的地下饱和区以及高于地下水面的地下渗流区，其中污染物存在于饱和区和/或渗流区，该方法包括如下步骤(a)建立至少两口注射井，其中每口注射井具有多孔的部分，允许物料从中流过，并且其中所说注射井的所说多孔部分置于地下饱和区或其邻近处；(b)建立至少一口抽取井，所说的抽取井具有允许物料流入其中的多孔部分，其中所说的多孔部分置于地下饱和区或其邻近处；(c)将蒸汽注入至少一口注射井中，使蒸汽从所说的多孔部分流入地下饱和区；以及(d)同时将营养物注入至少一口所说的注射井中，所说的营养物能有效地促使在所说的被污染的地下区域存在的自然存在的降解烃类生物的生长，和/或同时注入非自然存在的降解烃类生物和有效促使其生长的营养物，从而使所说的营养物和/或所说的非自然存在的生物及营养物从所说注射井的所说多孔部分而流入所说的地下饱和区，以便有效地增进至少一部分存在的污染物生物降解和/或生物转化；以及(e)在抽取井上施加抽力，借以使存在于所说地下饱和区的至少一部分污染物以液态或汽化态形式或其混合态形式被抽向所说抽取井的多孔部分，从而通过所说的抽取井抽出所说的污染物，并从被污染的地下区域除去。
2.一种从被污染的地下区域去除污染物的方法，所说的地下区域具有地下水面、地下水面以下的地下饱和区以及地下水面以上的渗流区，其中污染物存在于饱和区和/或渗流区，该方法包括如下步骤(a)建立至少两口注射井，其中每口所说的注射井具有允许物料从中流过的多孔部分，以及其中所说注射井的所说多孔部分被置于地下饱和区或其邻近处;(b)建立至少两口抽取井，其中每口所说的抽取井具有允许物料流入其中的多孔部分，以及其中将一口该抽取井的多孔部分置于地下饱和区或其邻近处，而将另一些抽取井的多孔部分置于地下渗流区或其邻近处;然后(c)将蒸汽注入至少一口所说的注射井中，使蒸汽从所说的多孔部分流入地下饱和区;与此同时(d)同时将营养物注入另外一些注射井中，所说的营养物能有效地促使地下被污染区域中存在的自然存在的降解烃类生物生长，和/或同时注入非自然存在的降解烃类生物及促使其生长的营养物，借以使所说的营养物和/或所说的非自然存在的生物和其营养物从所说注射井的多孔部分流入所说的饱和区，以便有效地增进至少一部分存在的污染物生物降解和/或生物转化;与此同时(e)在抽取井上施加抽力，借以使存在于地下饱和区和/或渗流区中的至少一部分污染物以液态或汽态或其混合态形式被抽向一或两口所说的抽取井中的多孔部分，从而使污染物通过一或两口抽取井抽出，而从被污染的地下饱和区和/或渗流区去除。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所说的污染物是非自然存在的烃类污染物。
4.根据权利要求3的方法，其中所说的非自然存在的烃类污染物选自烷烃、烯烃、芳烃、杂环烃及其衍生物和卤代衍生物。
5.根据权利要求4的方法，其中所说的烃类污染物是卤代脂族化合物和芳族化合物。
6.根据权利要求1或2的方法，其中使蒸汽和有效地促使自然存在的降解烃类生物生长的营养物和/或非自然存在的降解烃类生物以及有效促使其生物生长的营养物同时从数口蒸汽和营养物和/或降解烃类生物的注射井流入所说的饱和区和/或渗流区，其中所说的喷射井具有置于地下饱和区和/或地下渗流区或其邻近处的多孔部分。
7.根据权利要求6的方法，其中建立数口抽取井，其中每口所说的抽取井具有允许物料流入其中的多孔部分，而且其中将一口或多口抽取井的多孔部分置于地下饱和区或其邻近处，和/或将一口或多口抽取井的多孔部分置于地下渗流区或其邻近处。
8.根据权利要求1或2的方法，其中至少一部分所说的污染物以未溶解的液体形式存在于所说的地下区域。
9.根据权利要求1或2的方法，其中所注入的营养物包括矿物营养物和原始底物营养物。
10.根据权利要求9的方法，其中所注入的矿物营养物包括六偏磷酸钠和/或氯化铵，以及选择性地含有痕量的镍盐和/或钴盐，而且所说的原始底物是乙酸钾和/或甲酸钾。
11.一种从被污染的地下区域有效去除污染物的装置，其中所说的地下区域具有地下水面、地下水面以下的地下饱和区以及地下水面以上的地下渗流区，而且其中所说的污染物存在于所说的饱和区和/或渗流区，该装置包括向所说的地下饱和区和/或所说的渗流区注入蒸汽的蒸汽注入装置，注入有效促使自然存在的降解烃类生物生长的营养物和/或非自然存在的降解烃类生物和有效提高其生长的营养物用注入营养物和/或生物的装置，将物料从地下饱和区和/或渗流区抽出用抽提装置，其中至少一部分所说的物料包括固态、液态或汽化态的污染物料。
12.根据权利要求11的装置，其中所说的蒸汽注入装置和所说的注入营养物和/或生物的装置各包括一口或多口由无孔导管材料构成的注射井，所说的注射井具有置于地下饱和区或其邻近处的多孔部分，允许物料从中流过。
13.根据权利要求12的装置，其中所说的蒸汽注入装置和所说的注入喷营养物和/或生物的装置还各包括一口或多口由无孔导管材料构成的注射井，所说的注射井具有置于地下渗流区或其邻近处的多孔部分，允许物料从中流过。
14.根据权利要求12和13的装置，其中所说的抽取装置包括一口或多口由无孔导管材料构成的抽取井，所说的抽取井具有置于地下饱和区和/或地下渗流区或其邻近处的多孔部分。
全文摘要
从地下被污染区去除污染物的方法和装置，该区包括地下水面、其下的饱和区和其上的渗流区。通过多口井来完成去除污染物，而每口井具有多孔部分，让物料从中流过而进入各井且置于饱和区或其邻近处。这些井包括至少一口注射井、营养物注射井及抽取井。注入的营养物包括(a)有效提高地下被污染区中自然存在的降解烃类生物生长的，营养物和/或(b)非自然存在的降解烃类生物及有效提高其生物生长的营养物。
文档编号C02F101/30GK1078014SQ93100318
公开日1993年11月3日 申请日期1993年1月13日 优先权日1992年1月14日
发明者J·W·艾肯, A·J·巴塞尔, G·J·史密夫 申请人:美国电话电报公司