[发明专利]一种饱和土壤及地下水浅层搅拌精细化分区原位修复方法

说明书

本发明提供了一种饱和土壤及地下水浅层搅拌精细化分区原位修复方法，属于土壤及地下水原位修复方法技术领域。本发明的方法主要包括以下步骤：土壤/地下水地块按浓度精细化分区，分为标准分区(优选5m×5m)和非标准分区；根据污染程度分别确定轻度、重度标准分区的标准单元网格每延米主、副修复药剂的注药量参数；根据可注性参数判断设计药剂投加比是否超过一次搅拌施工投加能力；确定浅层搅拌施工次数及周期。本发明适用于浅层土壤及地下水有机及重金属污染的修复，可解决单液体系、双液体系的原位浅层搅拌修复工程中施工周期设计及合理安排难题，对土壤修复工程优化设计具有指导意义，按浓度分区优化设计，提高了土壤及地下水修复的经济性。

技术领域

本发明涉及一种饱和土壤及地下水浅层搅拌精细化分区原位修复方法，属于土壤及地下水原位修复方法技术领域。

背景技术

土壤及地下水中的挥发性/半挥发性的有机污染、重金属污染是我国工业污染场地的主要污染形式。浅层污染土壤及地下水的有机污染普遍存在，异位修复技术由于开挖和运输容易造成二次污染，因此，原位修复技术逐步得到重视，并成为研究的热点。

原位化学氧化(In Situ Chemical Oxidation，ISCO)、原位化学还原(In SituChemical Reduction，ISCR)、原位微生物修复工程技术目前国内逐步应用于土壤及地下水修复工程。

基于反应条件、饱和溶解度及安全因素考虑，修复药剂必须以稀溶液(低浓度)添加的情形，一般分为单液体系(如液碱活化过硫酸盐的混合溶液体系，国内已经有大规模应用；高锰酸钾溶液体系，国内中试阶段)、双液体系(代表性为芬顿试剂，双氧水氧化剂溶液及二价铁催化剂溶液，分别添加，国内已有工程应用)。其中，双液体系由于两种不同性质的修复药剂需要在地面单独配制，同时或先后添加/注入到目标修复层位置，双液药剂与污染物在地下原位混合和反应，以达到良好修复效果的同时保证安全。尤其是饱和层的药剂添加次数、搅拌或注射施工次数、药剂反应周期、可注性问题，直接关系到修复工程的工期目标是否达成。

现有修复药剂原位投加主要有两种方式：搅拌和注入/注射，其中，原位搅拌分为浅层搅拌和深层搅拌，原位注入/注射分为：钻头直压式高压注射、建井注入、深层搅拌高压旋喷注射以及其他岩土注浆技术等。

专利号为ZL201410387735.4(申请公布号CN104174643A、申请公布日2014年12月3日)的中国发明专利公开了“一种有机污染土壤和地下水原位修复装置及修复方法”、申请号为201410615166.4(申请公布号CN104438315A、申请公布日2015年3月25日)的“一种修复污染土壤和地下水的原位化学氧化注入装置”的中国发明专利中，提到一种建井注射原位化学氧化修复技术，药剂注入方式为单液体系间歇式注入。

申请号为201610461742.3(申请公布号CN105964677A、申请公布日2016年9月28日)的“一种土壤及地下水原位化学氧化高压注射优化修复方法”发明专利申请，提到了高压旋喷注射的可注性参数，即高压注射条件下，因地下水流动而获得激活孔隙体积(移动孔隙率)，为单轮注射单孔注浆量的设计提供了设计理论依据。由于浅层机械搅拌和高压旋喷注射机理的差异，高压旋喷注射条件下的可注性参数经验参数，并不适合浅层搅拌涉及地层及操作条件。

申请号为201510156600.1(申请公布号CN104741373A、申请公布日2015年7月1日)的“一种铬污染土壤的分层修复方法”中国发明专利申请，提到了一种重金属(六价铬)的分层修复方法，适合修复深度大且垂直深度地层剖面和污染物分布有规律的情形。同时，该发明提到的药剂注射过程，并未考虑药剂投加比受可注性限制的影响。而对于浅层污染，修复厚度较小，污染物分布主要在水平面范围内差异较大，因此，精细化平面分区对于污染分布差异大的地块具有实际意义。