一种原位化学氧化材料长效精准释放动态控制技术的制作方法

1.本发明涉及地下水修复净化技术领域，尤其涉及一种原位化学氧化材料长效精准释放动态控制技术。


背景技术：

2.地下水是人类宝贵的淡水资源，但随着社会工业化进程的不断发展，废水排放、工业废渣、农业灌溉、填埋场泄漏、石化原料的运输管线和储罐的破损等都有可能造成地下水污染，使原本紧张的水资源短缺问题更加严重，而且给人居健康、食品安全、饮用水安全、区域生态环境、经济社会可持续发展甚至社会稳定构成严重威胁与挑战，地下水修复已成为当前备受公众和社会关注的环境问题。
3.污染地下水的修复技术包括抽提技术、气提技术、空气吹脱技术、生物修复技术、渗透反应墙技术、原位化学修复等。原位化学修复技术是利用化学还原剂将污染环境中的污染物质还原从而去除的方法，多用于地下水的污染治理，是在欧美等发达国家新兴起来的用于原位去除污染水中有害组分的方法，主要修复地下水中对还原作用敏感的污染物，如铬酸盐、硝酸盐和一些氯代试剂，通常反应区设在污染土壤的下方或污染源附近的含水土层中。
4.现有的原位化学修复技术中，主要是通过将原位化学氧化材料置入修复井中对地下水污染羽进行修复，然而地下水的污染羽的浓度存在变化，对原位化学氧化材料的释放量的控制要求较高，若释放量过低，则不能有效修复地下水的污染，若释放量过高，则会有原位化学氧化材料的浪费，原位化学氧化材料的使用寿命较短，增加总体的修复成本。


技术实现要素：

5.本发明为了解决上述技术问题提供一种修复反应效率高、能够长期持续性修复地下水污染的原位化学氧化材料长效精准释放动态控制技术。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种原位化学氧化材料长效精准释放动态控制技术，用于地下水修复，所述控制技术包括：
8.s1：开挖贯穿地下水污染羽的修复井；
9.s2:在修复井内依次分段装设多段修复单元，每段修复单元内密闭装填有用于修复污染羽的原位化学氧化材料，并且每段修复单元均设置有用于控制释放原位化学氧化材料的控制开关；
10.s3:查找对应污染羽的修复单元，打开对应修复单元的控制开关，释放原位化学氧化材料，修复污染羽。
11.本发明的有益效果是：本发明在修复单元内装填原位化学氧化材料并且设置控制开关，能够调整原位化学氧化材料的释放量，通过查找对应污染羽的修复单元，能够控制原位化学氧化材料的释放，有利于提高污染羽修复净化的反应效率，能够达到长度稳定的修
复，可以避免原位化学氧化材料的浪费，降低总体的修复成本。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
13.进一步的，步骤s1中，开挖所述修复井前，通过地下水污染调查确定地下水的污染羽，然后采用稳定同位素法或分层采样法得到污染羽的分布情况，最后根据污染羽的分布情况开挖修复井。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：根据污染羽的分布能够有效的定位修福金的开挖位置，提升地下水的修复效率。
15.进一步的，步骤s1中，开挖的所述修复井为至少一个。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：修复井能够有效的对污染羽进行修复。
17.进一步的，步骤s2中，所述原位化学氧化材料为高锰酸盐与石蜡按质量比(5～15):(95～85)混合制成的片状或颗粒状结构。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：采用高锰酸盐与石蜡混合支撑的片状或颗粒状结构，能够有效的释放高锰酸盐进行修复。
19.进一步的，步骤s2中，每段所述修复单元的原位化学氧化材料装填为圆柱形，通过改变所述原位化学氧化材料的装填直径调节所述原位化学氧化材料的装填量。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：采用圆柱形的装填原位化学氧化材料的反应效率高。
21.进一步的，步骤s2中，每段所述修复单元为圆柱形，每段所述修复单元的圆柱形侧壁上设置有多个释放口，所述控制开关控制所述释放口打开和关闭，调节所述释放口的开度。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：在修复单元侧壁上设置释放口，能够释放原位化学氧化材料，修复污染羽。
23.进一步的，步骤s3中，所述查找对应污染羽的修复单元是根据污染羽的分布情况，对修复井的修复位置进行定位，确定修复井内的修复长度，最后根据修复长度查找到对应污染羽的修复单元。
24.采用上述进一步方案的有益效果是：查找到对应的修复单元能够直接修复污染羽，保证修复效率，在修复井内存在其他污染羽时，能够打开控制开关继续修复，修复单元的原位化学氧化材料的利用率高。
25.进一步的，步骤s3中，原位化学氧化材料的释放是通过调节控制开关的开度控制原位化学氧化材料的释放量，所述控制开关的开度是将污染羽根据浓度划分为高浓度羽、中浓度羽和低浓度羽，计算修复高浓度羽、中浓度与和低浓度羽所需的原位化学氧化材料的目标释放量，分别调节控制开关至满足修复高浓度羽、中浓度羽和低浓度羽所需目标释放量的开度。
26.采用上述进一步方案的有益效果是：对污染羽的浓度进行划分能够适应性的调整控制开关的开度，能够动态适应污染羽的浓度进行修复，能够节省修复成本。
27.进一步的，步骤s3中，在释放原位化学氧化材料后，定期检测上下游的水质，调整原位化学氧化材料的释放量。
28.采用上述进一步方案的有益效果是：通过检测上下游的水质，能够确定修复效果，调整原位化学氧化材料的释放量，能够避免污染羽受环境的影响污染羽浓度增大或修复过
程中污染羽的浓度减少与释放量不匹配的问题，通过调整原位化学氧化材料的释放量，能够适应污染羽的动态变化。
29.进一步的，步骤s3中，对修复使用后的修复单元进行性能评估，将修复单元从修复井内取出，调整修复单元在修复井内的位置，对应污染羽打开修复单元的控制开关，继续修复污染羽。
30.采用上述进一步方案的有益效果是：通过调整修复单元在修复井内的位置，能够充分的利用原位化学氧化材料修复污染羽。
具体实施方式
31.以下结合对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
32.实施例
33.本发明的核心是提供一种原位化学氧化材料长效精准释放动态控制技术，用于地下水修复，首先是污染羽的发现，污染羽是通过地下水污染调查发现的，然后采用稳定同位素法或分层采样法得到污染羽的分布情况，污染羽的分布情况首先是多个对地下垂直剖面采样进行分析，采集浓度参数，绘制成浓度剖面图，根据多个浓度剖面图，生成污染羽的分布情况模型，根据模型设计需要开挖的修复井数量及分布情况，最后开挖至少一个贯穿地下水污染羽的修复井，修复井可以是阵列设置的，也可以根据污染羽的区域浓度调整修复井的开挖位置。
34.在修复井内依次分段装设多段修复单元，每段修复单元内密闭装填有用于修复污染羽的原位化学氧化材料，并且每段修复单元均设置有用于控制释放原位化学氧化材料的控制开关；每段修复单元之间采用螺纹连接，以修复单元通过螺纹连接为与修复井长度相同的柱状结构
35.查找对应污染羽的修复单元，打开对应修复单元的控制开关，释放原位化学氧化材料，修复污染羽。
36.原位化学氧化材料为高锰酸盐与石蜡按质量比(5～15):(95～85)混合制成的片状或颗粒状结构。
37.每段修复单元的原位化学氧化材料装填为圆柱形，通过改变原位化学氧化材料的装填直径调节原位化学氧化材料的装填量。
38.每段修复单元为圆柱形，每段修复单元的圆柱形侧壁上设置有多个释放口，控制开关控制释放口打开和关闭，调节释放口的开度。
39.查找对应污染羽的修复单元是根据污染羽的分布情况，对修复井的修复位置进行定位，确定修复井内的修复长度，最后根据修复长度查找到对应污染羽的修复单元。
40.原位化学氧化材料的释放是通过调节控制开关的开度控制原位化学氧化材料的释放量，控制开关的开度是将污染羽根据浓度划分为高浓度羽、中浓度羽和低浓度羽，计算修复高浓度羽、中浓度与和低浓度羽所需的原位化学氧化材料的目标释放量，分别调节控制开关至满足修复高浓度羽、中浓度羽和低浓度羽所需目标释放量的开度。
41.本实施例中，将浓度在1000
‑
10000ug/l确定为高浓度羽，将浓度在100
‑
1000ug/l确定为中浓度羽，将浓度在1
‑
100ug/l确定为低浓度羽，容易理解的是，中浓度羽是包覆在
高浓度羽的外侧，低浓度羽是包覆在中浓度羽的外侧，贯穿污染羽的修复井，在垂直方向上，污染羽具有一定的污染高度，通过对修复单元进行定位，确定需打开的控制开关的修复单元，然后根据污染羽在垂直方向上的浓度分布，对应的调节控制开关的开度；此外，高浓度羽对应修复单元的控制开关的开度要求原位化学氧化材料的释放量是去除污染羽的理论摩尔浓度的20倍，以避免地下水的杂质以及水流的稀释作用对修复产生影响。
42.在释放原位化学氧化材料后，定期检测上下游的水质，调整原位化学氧化材料的释放量，正常情况下，地下水中的污染羽总体的率一般在每年十米以内，因此污染羽的浓度变化的周期一般需要三个月以上，因此定期检测上下游水质的周期也以季度为单位，本实施例中每季度对上下游水质进行检测，根据检测结果，确定是否调整原位化学氧化材料的释放速度。
43.对修复使用后的修复单元进行性能评估，将修复单元从修复井内取出，调整修复单元在修复井内的位置，对应污染羽打开修复单元的控制开关，继续修复污染羽；修复单元的性能评估是根据原位化学氧化材料损耗来评估的，随着每段修复单元的原位化学氧化材料的损耗，在控制开关的开度达到100％时，修复单元的原位化学氧化材料的释放量已无法完全修复对应更高浓度的污染羽，而释放量修复更低浓度的污染羽，将修复井内的修复单元取出，调整修复单元的位置，而后将修复单元装入修复井内，继续修复地下水污染羽。
44.在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
47.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。