基于水平井注射原位反应带的污染土壤治理方法及系统与流程

本技术涉及污染土壤治理，具体涉及一种基于水平井注射原位反应带的污染土壤治理方法和一种基于水平井注射原位反应带的污染土壤治理系统。

背景技术：

1、随着社会经济和工业化进程的快速发展，工业场地污染问题变得日益严重，其中有机物的污染尤为突出且存在高浓度、高毒性、难水溶等特点。一般情况下，污染物经泄漏、沉降或其他途径进入土壤形成污染源，在重力及地表水渗入的作用下向下迁移进入地下水，后随地下水的流动不断向四周和下游扩散形成污染羽，因此形成了随时间进程不断演变的污染场地。这些污染场地若不进行及时修复和风险管控，将会对环境和人体健康造成深远的危害。因此，采取针对性技术和材料实现对污染场地的长期有效风险管控意义重大。

2、在场地污染修复领域，水平井作为核心工程技术具有药剂注入、热空气注入、多相抽提等功能，如公开号cn114309053a公开的一种污染土壤和地下水的原位修复方法，该方法中水平井具有药剂注入的作用，通过增加水平井与污染层接触面积的方式来提高修复药剂与污染介质的接触面积，进而提高修复效率。cn114345915a公开的一种原位修复有机污染土壤的系统和方法，该发明利用水平井的注入及抽提功能，通过注入热蒸汽、多相抽提、注入氧化药剂的循环作用去除污染物。cn113753981a公开的第四系地下水及土壤污染处理方法，该方法利用水平井与污染区域接触面积大的优势，通过水平井抽出污染区域内的污染水并进行处理。

3、以上针对存量污染的去除是污染场地治理的必要环节，然而地下水在场地中呈现分层式流动的特点，上游地下水中游离的污染物会随地下水流动迁移扩散，同时伴随着土壤介质中污染物的解吸作用，修复治理的增量污染问题成为治理过程的关键问题，因此，除修复工作外，针对增量污染的污染场地风险管控工作成为场地污染治理问题的研究重点。原位反应带作为一种场地污染风险管控的重要技术，可以在现场实施，避免了取样、运输和处理过程中带来的风险和成本。此外，原位反应带技术可以根据污染物的特性和治理的要求，通过选择不同的反应介质、微生物和反应条件来实现自适应修复，具有较大的灵活性。如公开号cn108526205a公开的用于污染地块风险管控与修复的柱形反应带结构及方法，该发明通过在污染地块地下水下游垂直于污染地块地下水流向建设至少一排反应井，结合反应井内填充的药剂材料构建原位反应带，治理过程中通过更换内部材料的方式实现污染场地的长期管控与修复。然而，依靠竖直井构建原位反应带所需要的建井数量较大，且填充的药剂在贯穿非均质地层的竖直井中易形成优先流，影响原位反应带构建的完整性。

4、综上，在污染场地治理领域中，基于水平井在注入、抽提方面的技术优势，基本可以满足地下水存量污染的去除。同时原位反应带技术在场地增量污染的风险管控方面具有应用价值。但是针对场地存量污染与增量污染并存的情况，现有技术仍有不足。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的是提供一种基于水平井注射原位反应带的污染土壤治理方法及系统。

2、为了实现上述目的，本技术第一方面提供一种利用水平井注射原位反应带的污染土壤治理方法，所述方法包括：获取污染土壤所在位置的地下环境状况；获取污染土壤的污染物成分及污染区域；根据污染区域和地下环境状况规划期望治理区域；获取单个水平井的可治理范围；根据期望治理区域及单个水平井的可治理范围确定水平井的布设数量、布设方式以及当水平井为多个时各水平井之间的布设间距；按照确定出的水平井的布设数量、布设方式以及布设间距在规划出的期望治理区域内布设水平井组；根据污染物成分选择修复剂，并利用布设好的水平井组向期望治理区域注入修复剂使得被修复剂浸染的区域接近期望治理区域；其中，被修复剂浸染的区域为原位反应带。

3、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述根据污染区域和地下环境状况规划期望治理区域，包括：根据地下环境状况判断污染土壤所在位置是否具备布设水平井的条件；若具备布设水平井的条件，则将期望治理区域规划为完全覆盖整个污染区域。

4、基于第一方面，在本技术一些实施例中，还包括：若不具备布设水平井的条件，则获取污染区域的地下水流方向；沿着地下水流方向，在污染区域的上下游分别规划期望治理区域。

5、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所选择的修复剂包括：高效修复剂和长效修复剂；利用布设好的水平井组向期望治理区域注入修复剂，包括：利用布设好的水平井组向期望治理区域注入高效修复剂；完成高效修复剂的注入之后，监测污染区域的物理化学指标，基于物理化学指标的变化确定长效修复剂的注入时间；在确定的注入时间内利用布设好的水平井组向期望治理区域注入长效修复剂。

6、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述方法还包括：在污染区域周围及中间位置设置监测井，所述监测井用于监测污染区域的物理化学指标。

7、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述高效修复剂为原位氧化修复剂、原位还原修复剂或原位微生物菌修复剂；所述原位氧化修复剂中的有效成分为过硫酸盐、高锰酸钾和过氧化氢中的一种或多种的组合；所述原位还原修复剂中的有效成分为硫酸亚铁、纳米零价铁中的一种或两种的组合；所述原位微生物菌修复剂中的有效成分为地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、脱卤拟球菌、希瓦氏菌、厌氧白腐菌中的一种或多种的组合。

8、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述长效修复剂中的有效成分为补充修复剂、ph调节剂、微生物碳源、释氧材料中的一种或多种的组合。

9、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述方法还包括：获取环境数据；基于环境数据预测当前污染区域在未来的扩散范围；根据预测的扩散范围和单个水平井的可治理范围规划期望治理区域。

10、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述环境数据包括现场土质、地下水水位、地下水来向和地下水流速。

11、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述水平井组位于均质地层中。

12、第二方面，本技术提供一种利用水平井注射原位反应带的污染土壤治理系统，包括：水平井组构建单元，包括：第一模块，用于获取污染土壤所在位置的地下环境状况；第二模块，用于获取污染土壤的污染物成分及污染区域；第三模块，用于根据污染区域和地下环境状况规划期望治理区域；第四模块，用于获取单个水平井的可治理范围；第五模块，用于根据期望治理区域及单个水平井的可治理范围确定水平井的布设数量、布设方式以及当水平井为多个时各水平井之间的布设间距；水平井组布设单元，用于按照确定出的水平井的布设数量、布设方式以及布设间距，在规划出的期望治理区域内布设水平井组；修复剂注入单元，用于利用布设好的水平井组向期望治理区域注入与污染物成分对应的修复剂，使得被修复剂浸染的区域接近期望治理区域；其中，被修复剂浸染的区域为原位反应带。

13、基于第二方面，在本技术一些实施例中，所述修复剂注入单元包括：修复剂储罐，用于储放修复剂；搅拌装置，用于将注入水平井中的修复剂搅拌均匀；泵机系统，用于将搅拌均匀的修复剂通过水平井运输至污染区域。

14、基于第二方面，在本技术一些实施例中，还包括：监测单元，用于监测污染区域的物理化学指标。

15、本技术提供的基于水平井注射原位反应带的污染土壤治理方法及系统至少具备以下有益效果：

16、1)相较于竖直井避免了大面积的土体开挖施工，降低了在装置设施密布的生产企业中实施场地污染治理管控的风险；

17、2)相比于利用竖直井构建原位反应带的方法，水平井技术的使用减少了建井数量，降低了建井成本；

18、3)基于污染区域和地下环境状况提前规划最优的期望治理区域(原位反应带)，再结合修复剂既可实现存量污染的高效治理，又能实现增量污染的风险管控。

19、本技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。