用于有机污染场地的原位注入药剂系统的制作方法

本发明涉及污染修复技术领域，尤其涉及一种用于有机污染场地的原位注入药剂系统。

背景技术

污染场地的修复通常包括异位修复和原位修复两种方式。其中，原位修复不需要对污染土壤挖掘和对地下水进行抽出，施工简单，成本较低，对环境的扰动小，是当今和将来场地治理技术发展的大趋势。在过去的二十多年中，国内许多原位修复技术得到了充分的研究和应用，常用的修复原位修复技术主要依托于原位化学氧化、原位化学还原和原位生物修复技术。

其中原位注入修复技术主要是通过向土壤或地下水中添加修复药剂的方式把污染物转变为低毒、易生物降解的物质或者直接把污染物降解，该技术可应用于高度污染土壤的治理，见效快，由于可供选择的修复药剂种类多样，可灵活的应用于不同类型污染物的处理。所使用的药剂通常以固态、液态或气态的方式注入污染场地中，药剂在地下水流动、渗透及重力或浮力的作用下扩散并覆盖污染区域，进而遇污染物接触并破坏污染物，达到修复的目的。成功的原位注入修复技术不仅取决于适合的药剂投加量，还要配以恰当的药剂投加与分散技术。

注入设备是原位注入修复技术中的关键因素之一。原位注入系统一般由药剂注入井、注入系统、药剂配置系统、注入参数监测系统等。在原位注入系统的发展中，经历了由从单口井依次注入，小集成多口井同时注入，再到多井注入/抽提同时进行并精确流量控制，数据时时采集的大集成阶段。现有的原位注入工艺实施过程中注入参数主要依靠人工记录的方式进行记录和监测。在注入参数人工监测过程中，存在监测数据人为干扰多、监测数据偏差大、监测不灵便、效率较低、时间较长，运行维护相对繁冗，且相对产生的人力物力投资费用也较大。

此外，用于原位注入药剂种类繁多，因污染场地水文地质差异性较大，药剂注入到地层一下后，修复效果难以达到既定要求。传统修复药剂如类芬顿试剂等虽然应用广泛，但由于其使用时反应剧烈使用过程中极不稳定并且有一定的安全隐患，修复时有效性低，注入后在较短时间内便分解失效，注入过程药剂消耗量大。

技术实现要素：

针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种用于有机污染场地的原位注入药剂系统，通过药剂配置子系统将修复药剂搅拌混合后通过药剂输送子系统输入药剂注入子系统，药剂注入子系统将修复药剂注入有机污染场地，药剂输送子系统在控制子系统的控制下输送修复药剂，实现了对注入修复药剂的实时控制，增强有机污染修复的针对性，提高了修复效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于有机污染场地的原位注入药剂系统，包括：药剂配置子系统、药剂输送子系统、药剂注入子系统和控制子系统；所述药剂配置子系统通过所述药剂输送子系统与所述药剂注入子系统相连，所述药剂配置子系统、所述药剂输送子系统和所述药剂注入子系统均分别与所述控制子系统相连接；所述药剂配置子系统用于对修复药剂进行搅拌混合，并将搅拌混合后的所述修复药剂输出至所述药剂输送子系统；所述药剂输送子系统用于在所述控制子系统的控制下将所述修复药剂输送至所述药剂注入子系统；所述药剂注入子系统用于将所述修复药剂注入有机污染场地中。

在上述技术方案中，优选地，所述药剂配置子系统包括过硫酸盐药剂搅拌桶、激活药剂搅拌桶、混合药剂搅拌桶和药剂输送泵，所述过硫酸盐药剂搅拌桶和所述激活药剂搅拌桶分别用于搅拌过硫酸盐药剂和激活药剂，所述过硫酸盐药剂搅拌桶的输出口和所述激活药剂搅拌桶的输出口均分别通过管道与所述药剂输送泵的输入端相连接，所述药剂输送泵的输出端通过管道与所述混合药剂搅拌桶相连，所述混合药剂搅拌桶用于对输入的过硫酸盐药剂和激活药剂进行搅拌混合，所述混合药剂搅拌桶的输出口与所述药剂输送子系统相连。

在上述技术方案中，优选地，所述药剂配置子系统还包括配置流量计，所述配置流量计分别安装于所述过硫酸盐药剂搅拌桶与所述混合药剂搅拌桶之间、所述激活药剂搅拌桶与所述混合药剂搅拌桶之间以及所述混合药剂搅拌桶与所述药剂输送子系统之间。

在上述技术方案中，优选地，所述药剂输送子系统包括空压机和气动隔膜泵，所述空压机与所述控制子系统相连接，所述空压机的排气口与所述气动隔膜泵的进气口相连接，所述气动隔膜泵的吸入口与所述混合药剂搅拌桶的输出口相连通，所述气动隔膜泵的输出口与所述药剂注入子系统相连通。

在上述技术方案中，优选地，所述药剂注入子系统包括主管、支管和固定注入井，所述主管一端与所述气动隔膜泵的输出口相连通，另一端分别与所述支管的一端相连通，所述支管的另一端分别延伸至所述固定注入井中，所述固定注入井开设于所述有机污染场地中。

在上述技术方案中，优选地，所述主管上设置有主管压力表，所述支管上设置有支管流量计和支管压力表。

在上述技术方案中，优选地，所述过硫酸盐药剂搅拌桶、所述激活药剂搅拌桶和所述混合药剂搅拌桶中均包括搅拌机，所述搅拌机和所述药剂输送泵均分别与所述控制子系统相连接，使得各个所述搅拌机和所述药剂输送泵在所述控制子系统的控制下动作。

在上述技术方案中，优选地，所述配置流量计分别与所述控制子系统相连接，用于向所述控制子系统反馈各个所述配置流量计所在管路的流量。

在上述技术方案中，优选地，所述主管压力表、所述支管流量计和所述支管压力表均分别与所述控制子系统相连接，所述主管压力表和所述支管压力表分别用于向所述控制子系统反馈所述主管和各个所述支管压力表所在支管的管路压力，所述支管流量计用于向所述控制子系统反馈各个所述支管流量计所在支管的流量。

在上述技术方案中，优选地，所述控制子系统为plc控制器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过在修复时配合修复药剂使用不同种类的激活药剂混合后注入到有机污染场地中，提高药剂效应的持久性，能够起到对污染场地长效修复，增强修复效果，同时由于对注入流量、注入压力、药剂配置过程实现实时控制和反馈，从而实现了原位注入工艺的自动化和可视化，减少人工记录的劳动强度和繁琐性，且在减少药剂浪费的同时达到更强的修复效果。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的用于有机污染场地的原位注入药剂系统的结构示意图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

1.药剂配置子系统，2.药剂输送子系统，3.药剂注入子系统，4.控制子系统，11.过硫酸盐药剂搅拌桶，12.激活药剂搅拌桶，13.混合药剂搅拌桶，14.药剂输送泵，15.配置流量计，16.搅拌机，21.气动隔膜泵，22.空压机，31.主管压力表，32.支管流量计，33.支管压力表，34.固定注入井，35.主管，36.支管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，根据本发明提供的一种用于有机污染场地的原位注入药剂系统，包括：药剂配置子系统1、药剂输送子系统2、药剂注入子系统3和控制子系统4；药剂配置子系统1通过药剂输送子系统2与药剂注入子系统3相连，药剂配置子系统1、药剂输送子系统2和药剂注入子系统3均分别与控制子系统4相连接；药剂配置子系统1用于对修复药剂进行搅拌混合，并将搅拌混合后的修复药剂输出至药剂输送子系统2；药剂输送子系统2用于在控制子系统4的控制下将修复药剂输送至药剂注入子系统3；药剂注入子系统3用于将修复药剂注入有机污染场地中。

在该实施例中，利用药剂配置子系统1对修复药剂进行搅拌混合，在控制子系统4的控制下将修复药剂经由药剂输送子系统2输入药剂注入子系统3，再通过药剂注入子系统3将修复药剂注入到有机污染场地中，提高药剂效应的持久性，能够起到对污染场地长效修复，增强修复效果，同时由于对修复药剂的注入过程实现实时控制和反馈，从而实现了原位注入工艺的自动化和可视化，减少人工记录的劳动强度和繁琐性，且在减少药剂浪费的同时达到更强的修复效果。

在上述实施例中，优选地，药剂配置子系统1包括过硫酸盐药剂搅拌桶11、激活药剂搅拌桶12、混合药剂搅拌桶13和药剂输送泵14，过硫酸盐药剂搅拌桶11和激活药剂搅拌桶12分别用于搅拌过硫酸盐药剂和激活药剂，过硫酸盐药剂搅拌桶11的输出口和激活药剂搅拌桶12的输出口均分别通过管道与药剂输送泵14的输入端相连接，药剂输送泵14的输出端通过管道与混合药剂搅拌桶13相连，混合药剂搅拌桶13用于对输入的过硫酸盐药剂和激活药剂进行搅拌混合，混合药剂搅拌桶13的输出口与药剂输送子系统2相连。

在该实施例中，使用过硫酸盐作为主要的修复药剂，在修复过程中，根据有机污染物的种类和特性的不同，可以选择不同种类的激活药剂与过硫酸盐相混合，一同注入到有机污染场地中，使得过硫酸盐药剂的修复效应持久，使用寿命长，增强修复药剂的修复效果。当然，在实际实践过程中，修复药剂也可以选用其他种类的药剂，则过硫酸盐药剂搅拌桶11和激活药剂搅拌桶12用于盛装不同种类或相同种类的其他药剂，这两种搅拌桶本身只是用于实现搅拌混合功能，并不限于盛装何种材料。

优选地，在该实施例中，还可在过硫酸盐药剂搅拌桶11、激活药剂搅拌桶12与混合药剂搅拌桶13之间的管路上设置阀门，在混合药剂搅拌桶13与药剂输送子系统2之间的管路上设置阀门，用于控制阀门所在管路上的药剂的输送流量大小或开关。阀门选择手动阀门、气动阀门或电磁阀，当选择电磁阀时，还可将电磁阀与控制子系统4相连接，以控制电磁阀的流量大小和开关状态，提高了原位注入药剂系统的自动化程度和注入药剂的控制精度。

在上述实施例中，优选地，过硫酸盐药剂搅拌桶11、激活药剂搅拌桶12和混合药剂搅拌桶13中均包括搅拌机16，搅拌机16和药剂输送泵14均分别与控制子系统4相连接，使得各个搅拌机16和药剂输送泵14在控制子系统4的控制下动作。搅拌机16和药剂输送泵14根据接收到的控制子系统4的控制指令而动作，则实现了对过硫酸盐药剂搅拌桶11、激活药剂搅拌桶12和混合药剂搅拌桶13的搅拌时间、搅拌功率的分别控制，药剂输送泵14根据接收到的控制子系统4的控制指令而动作，则实现了对药剂输送泵14的输送时机、输送量的控制，并且根据对不同药剂输送泵14的输送量进行控制实现对不同药剂的配比的控制，且在混合药剂搅拌桶13中的药剂不足时及时补充药剂，实现了自动化控制过程。

在上述实施例中，优选地，药剂配置子系统1还包括配置流量计15，配置流量计15分别安装于过硫酸盐药剂搅拌桶11与混合药剂搅拌桶13之间、激活药剂搅拌桶12与混合药剂搅拌桶13之间以及混合药剂搅拌桶13与药剂输送子系统2之间。配置流量计15用于显示和/或反馈其所在管路的流量大小，实现了药剂注入过程的可视化。

在上述实施例中，优选地，配置流量计15分别与控制子系统4相连接，用于向控制子系统4反馈各个配置流量计15所在管路的流量，控制子系统4根据反馈来的流量，来进一步对药剂输送泵14的开关及泵送流量进行控制，提高了控制的精度。

在上述实施例中，优选地，药剂输送子系统2包括空压机22和气动隔膜泵21，空压机22与控制子系统4相连接，空压机22的排气口与气动隔膜泵21的进气口相连接，气动隔膜泵21的吸入口与混合药剂搅拌桶13的输出口相连通，气动隔膜泵21的输出口与药剂注入子系统3相连通。空压机22在控制子系统4的控制下运行，在需要向有机污染场地中注入修复药剂时开启空压机22，气动隔膜泵21在空压机22提供的气源动力下实现对修复药剂的泵送，在保证泵送过程安全可靠的同时，实现了对药剂输送过程的实时控制。

在上述实施例中，优选地，药剂注入子系统3包括主管35、支管36和固定注入井34，主管35一端与气动隔膜泵21的输出口相连通，另一端分别与支管36的一端相连通，支管36的另一端分别延伸至固定注入井34中，固定注入井34开设于有机污染场地中。由于有机污染场地的需要注入修复药剂的位置范围较大，则设置多个支管36，分别延伸至不同位置的固定注入井34中，实现了药剂注入过程的统筹管理。优选的，支管36上还设置有阀门，用于实现不同支管36所在位置对药剂注入量、药剂注入流量和药剂注入时间的不同需求。阀门选择手动阀门、气动阀门或电磁阀，当选择电磁阀时，还可将电磁阀与控制子系统4相连接，以控制电磁阀的流量大小和开关状态，提高了原位注入药剂系统的自动化程度和注入药剂的控制精度。

在上述实施例中，优选地，主管35上设置有主管压力表31，支管36上设置有支管流量计32和支管压力表33，主管压力表31和支管压力表33分别用于显示和/或反馈主管35和支管36内的管路压力，支管流量计32用于显示和/或反馈各支管流量计32所在支管的流量大小。主管压力表31和支管压力表33为机械式压力表或电子式压力表，优选地选用电子式压力表，支管流量计32为机械式流量计或电子式流量计，优选地选用电磁流量计。压力表和流量计均为现有技术，关于其型号和工作原理为本领域常规技术，在此不再赘述。

在上述实施例中，优选地，主管压力表31、支管流量计32和支管压力表33均分别与控制子系统4相连接，主管压力表31和支管压力表33分别用于向控制子系统4反馈主管35和各个支管压力表33所在支管的管路压力，支管流量计32用于向控制子系统4反馈各个支管流量计32所在支管的流量大小。选用能够将压力信号转化为电子信号的压力表作为主管压力表31和支管压力表33，优选为材质316l的压力变送器，分别将主管压力表31和支管压力表33与控制子系统4相连接，选用能够将流量信号转换为数字信号的流量计作为支管流量计32，优选为电磁流量计，将支管流量计32与控制子系统4相连接。根据主管压力表31和支管压力表33反馈的管路压力信号，以及支管流量计32反馈的各支管36的流量大小，来控制药剂输送子系统2和药剂配置子系统1的动作，通过这种反馈控制方式提高了原位注入药剂系统的运行可靠性和对药剂注入过程的控制精度。

在上述实施例中，优选地，控制子系统4为plc控制器，作为整个原位注入药剂系统的核心，通过逻辑组态，能够根据接收到的配置流量计15、主管压力表31、支管压力表33和/或支管流量计32的反馈数据，对搅拌机16、药剂输送泵14、空压机22进行控制，实现远程的数据监视、数据记录、报警、联锁和控制等功能，从而实现对整个原位注入修复药剂的系统的自动化和可视化控制。当然，控制子系统4也可选用其他类型的控制器，比如单片机控制器、嵌入式控制器或工控机，根据本发明的具体实践情况，本领域技术人员有能力选用适当的控制器作为控制子系统，且选用的控制器与各组件之间的连接方式也属于本领域常规技术，在此不再赘述。

以上所述为本发明的实施方式，根据本发明提出的用于有机污染场地的原位注入药剂系统，通过在修复时配合修复药剂使用不同种类的激活药剂混合后注入到有机污染场地中，提高药剂效应的持久性，能够起到对污染场地长效修复，增强修复效果，同时由于对注入流量、注入压力、药剂配置过程实现实时控制和反馈，从而实现了原位注入工艺的自动化和可视化，减少人工记录的劳动强度和繁琐性，且在减少药剂浪费的同时达到更强的修复效果。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。