[发明专利]一种用于清除土壤中烃类污染的系统、方法以及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1、3以及6的前序部分用于清除土壤中烃类、尤其是石油产品污染的系统、方法以及作为装置的修复井。

背景技术

以下主要方法在现有技术中可获得：

1)地下空气抽提：地下空气抽提是一种去除吸附在土壤的不饱和带中的挥发性烃类的方法。利用土壤气体通道(孔、井等)，地下空气被抽提穿过有污染物的区带并且经由此被抽出。在与低移动性形态(纯污染物形态、溶解态、吸附态以及无气体流经的气孔部分)进行交换后，流入受污染区域中的“干净”空气变得富含污染物。通过抽提负载污染的空气，可以使污染物减少至土壤中可容许的残量。

负载有污染物的空气然后经由过滤器(活性炭过滤器或生物过滤器)来净化。

使用气泵通过打入到土壤中的通道或孔来抽提受污染的地下空气。液体成分在气水分离器中沉降分离，并且收集在水容器中以保证空气输送无摩擦并且防止对系统的另外部件造成腐蚀。随后的活性炭过滤器或生物过滤器过滤来自所抽提空气的烃类或CO₂并且允许抽提空气经过滤后逸入大气中。另外，设备配有消音器以防止不必要的噪声。

在穿过所述系统的途中，空气经历若干次压力和流量测量。系统还配有便于样品采集和烃类浓度分析的采样口。各通道的阀门可断开系统的某些部件或部分区段。可以使用系统来操作若干通道或孔。

2)生物通气：这是一种通过将空气送入或抽出不饱和带，使位于孔中的微生物受刺激而变得有活性的方法。必要时，注入外加的营养元素。

此方法在设计上类似于地下空气抽提。不同之处在于生物通气以最小空气供应实现最大的微生物降解性能。

所有生物可降解烃类都可以使用这种方法来处理。生物通气对中等重量的矿物油产品的去除最有效。

所述系统的最主要部分与地下空气抽提相同。另外，系统包括那些需要为微生物供应营养元素的组件。营养元素通过通道或孔从容器分配至土壤中。系统还包括压力和流量测量计。单个系统组件或系统的部分区段可以通过各自的阀门来关闭。

3)空气曝气：这是一种用于减少挥发性烃类的现场清理方法，所述挥发性烃类吸附在土壤颗粒上并且溶于所在地的地下水中。在这种方法中，新鲜空气被引入饱和带中曝气，污染物因此从液相转移至气相。

此方法经常与地下空气抽提同时使用，提高效率。

在空气曝气中，周围空气通过压缩机抽吸穿过活性炭过滤器或生物过滤器并且被压缩。这种压缩空气经由通道或孔被注入地下水中。在通路中进行压力和流量等测量。通过各通道阀门的控制，单个系统组件或系统的部分区段可以被绕过。若干通道或孔可使用所述系统进行操作。

4)生物曝气：这项技术使用现场存在的微生物来分解饱和带中的烃类。在此过程中，空气和营养元素被导入饱和带中以促进微生物的生物活性。使用这种方法，在饱和区带或毛细管边缘中溶于地下水或吸附在土壤颗粒上的污染物可以被降解。

此方法也经常与地下空气抽提同时使用，提高效率。

生物曝气非常类似于空气曝气。在空气曝气的情况下，污染物仅通过通气来减少，而生物曝气工艺另外通过引入营养素来促进微生物降解。

生物曝气通常在去除柴油或煤油污染的时使用，因为这些污染物不如轻质矿物油产品(例如汽油)的挥发性高，并且与较重产品(例如润滑油)相比更易于降解。

这个系统因为有供应营养元素的系统部件，不同于前述的空气曝气系统。在生物曝气的情况下，用泵将这些营养素从容器注入来自压缩机的空气流中，并且以此方式经由通道或孔输送至地下水中。

在通路中进行压力和流量测量。通过各通道的阀门，单个系统组件和部分系统区段可以被绕过。使用该系统，类似其它方法，若干通道或孔可以同时进行操作。

独立于这些方法，根据现有技术，待清理的区域设置位于环套或冠部外的安全井以及至少一个环内的工作井，用以下方式进行清理。在此过程中，水被引入位于污染区域外部的安全井中，并且这防止了位于环内部的土壤的受污染圈(自然的包括岩石、构建结构等)扩大和危害环境。引入或沉陷在这个环内部中的工作井将受污染的水从该区域清除，所述受污染的水一方面由地下水组成，并且另一方面由来自安全孔的水组成，并且被输送到清理设施，然后在某些情形下使其返回到安全井中。