一种大边界缓冲抽注减堵的方法与流程

1.本发明涉及地下水处理技术领域，尤其涉及一种大边界缓冲抽注减堵的方法。


背景技术：

2.1959年，381矿床由原核工业西南地质局所属的二〇九地质大队发现；经过几十年的发展，酸法地浸采铀试验取得了重大突破，经扩大试验、工业性试验，381成为了我国第一个地浸采铀试验基地。但酸法地浸所带来的主要环境问题为381矿区38-1矿段局部地区地下水受到一定程度污染。
3.从2010年开始，381酸法地浸试验全部停止，但为了防止地下水污染物的进一步扩散，一直维持对井场地下水进行抽取、处理，同时也有效阻止了当地居民进入污染区进行农耕作业，但是在地下水修复过程中，由于ph提高较快使溶液中的铁、锰、铝、钙等形成氢氧化物沉淀而堵塞钻孔和地层，造成钻孔抽液量下降，影响地下水修复速率和效果。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大边界缓冲抽注减堵的方法。本发明用大边界缓冲抽注，可使注入的水通过外界向中心运移过程中使地下水ph值缓慢增加，不致于ph值急剧增加而产生大量沉淀物，从而减缓沉淀造成的地层和钻孔管壁的堵塞。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种大边界缓冲抽注减堵的方法，包括以下步骤：
7.对地浸采铀基地的外围钻孔注入水，所述水的注入速率根据注液井的情况通过自然高差进行自流注液或注液泵注液，对所述地浸采铀基地的抽液孔进行抽液。
8.优选地，所述水为清洁水。
9.优选地，所述水的ph值为中性。
10.优选地，所述水的注入速率确保全部注入所需要修复的含水层中，且不从注液井溢出。
11.优选地，所述外围钻孔位于地浸采铀基地的地浸井场的外围。
12.优选地，所述抽液孔位于所述地浸采铀基地的地浸井场的中心。
13.优选地，所述抽液孔中污染物浓度大于注液孔，所述污染物包括铁离子、锰离子和铝离子。
14.本发明提供了一种大边界缓冲抽注减堵的方法，包括以下步骤：对地浸采铀基地的外围钻孔注入清洁水，所述水的注入速率根据注液井的情况通过自然高差进行自流注液或注液泵注液，对所述地浸采铀基地的抽液孔进行抽液。
15.本发明采用大边界缓冲抽注，可使注入的清洁水通过外围向中心运移过程中使地下水ph值缓慢增加，不致于ph值急剧增加而产生大量沉淀物，从而减缓沉淀造成的地层和钻孔管壁的堵塞。经过本发明的处理后，多个抽液孔mn、总铁、so
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等污染物浓度下降，抽液量显著提升，从0.3m3/h上升至1m3/h，并最终维持在0.5～0.6m3/h。
附图说明
16.图1为实施例1中不同抽液井be浓度随时间的变化；
17.图2为实施例1中不同抽液井mn浓度随时间的变化；
18.图3为实施例1中不同抽液井so
42-浓度随时间的变化；
19.图4为实施例1中不同抽液孔总铁浓度随时间的变化；
20.图5为实施例1中平均单孔抽液量变化。
具体实施方式
21.本发明提供了一种大边界缓冲抽注减堵的方法，包括以下步骤：对地浸采铀基地的外围钻孔注入清洁水，所述水的注入速率根据注液井的情况通过自然高差进行自流注液或注液泵注液，对所述地浸采铀基地的抽液孔进行抽液。
22.在本发明中，所述地浸采铀基地优选位于芒棒乡城子门以北归属红豆村管辖地段38-1矿段范围内，其中地浸井场中包括257个钻孔、被污染地下水范围25300平方米，被污染地面11843平方米、被污染建筑物3004.8平方米及被污染设备器材。
23.所述注入水前，所述地浸采铀基地优选依次进行单抽清洗和采用抽污注清置换修复技术对地下水进行修复。
24.在本发明中，所述单抽清洗的时间优选为0.5年。
25.本发明采用单抽清洗快速降解技术，只抽不注，在可利用的116个钻孔中选取了水量较大的38个钻孔作为全局抽液钻孔，总抽液量180m3/d，通过抽液，以便在地下水污染范围内形成降落漏斗，使污染范围以外的地下水进入漏斗范围以内，该阶段持续时间为0.5年。
26.在本发明中，所述采用抽污注清置换修复技术对地下水进行修复优选为对地浸采铀基地的抽液孔抽出地下水的同时，对地浸采铀基地的注液孔注入水。
27.在本发明中，所述置换修复的时间优选为0.5～5年，更优选为2年。
28.在本发明中，所述置换修复的总处理量优选为38.5万m3。
29.在本发明中，所述抽液孔中污染物浓度优选大于注液孔，所述抽液孔优选为污染物浓度较大的钻孔。
30.在本发明中，所述注液孔优选为抽液孔周围污染物浓度较低或者达标的钻孔。
31.在本发明中，所述抽出地下水中天然铀、镭-226和非放射性污染物的浓度优选高于含矿水层中天然铀、镭-226和非放射性污染物的浓度。
32.在本发明中，所述注入水优选为污染物浓度达标的清水。
33.本发明优选抽出受污染的地下水，经地表处理后回注地下或者达标后外排，同时注入清洁水以置换污染的地下水，注入的水优选来自地表处理后的清洁水或者外来清洁水。
34.在本发明中，所述大边界缓冲抽注减堵的方法使用的水优选为清洁水，所述水的ph值优选为中性。
35.在本发明中，所述水的注入速率优选确保全部注入所需要修复的含水层中，且不从注液井溢出。
36.在本发明中，所述外围钻孔优选位于地浸采铀基地的地浸井场的外围。
37.在本发明中，所述抽液孔优选位于所述地浸采铀基地的地浸井场的中心。
38.在本发明中，所述抽液孔中污染物浓度优选大于注液孔，所述污染物优选包括铁离子、锰离子和铝离子。
39.为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的大边界缓冲抽注减堵的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
40.实施例1
41.地浸采铀基地位于芒棒乡城子门以北归属红豆村管辖地段38-1矿段范围内，其中地浸井场中包括257个钻孔、被污染地下水范围25300平方米，被污染地面11843平方米、被污染建筑物3004.8平方米及被污染设备器材。
42.第一阶段：采用单抽清洗快速降解技术，只抽不注，实施期间按照设计方案书要求结合现场实际情况，在可利用的116个钻孔中选取了水量较大的38个钻孔作为全局抽液钻孔，总抽液量180m3/d。通过抽液，以便在地下水污染范围内形成降落漏斗，使污染范围以外的地下水进入漏斗范围以内，该阶段持续时间为0.5年(2016年7月-2016年12月)，抽出污染水的体积为0.67pv(25300m3)。
43.第二阶段(边抽边注)：采用抽污注清置换修复技术对地下水进行修复。选择特定抽液孔抽出污染水和注液孔注入清洁水进行抽污注清使清洁水置换污染水。第二阶段抽污注清置换历时2年(2017年1月至2018年12月)，总处理量38.5万m3，合13.65pv。然后，针对地下水修复过程中，特别是存在的钻孔堵塞、水量降低、加压注液地表渗水等问题，采用大边界缓冲抽注减堵技术(对地浸采铀基地的外围钻孔注入清洁水，水的注入速率根据注液井的情况通过自然高差进行自流注液，对地浸采铀基地的抽液孔进行抽液)，形成大区域的降落漏斗，同时化解因注入高ph值水而堵塞过滤器及矿层的风险。大边界缓冲抽注修复治理工艺缓冲了ph快速升高、减少了沉积堵塞、增加了水量，加速地下水治理进程，可缩短修复治理时间。
44.通过采用大边界缓冲抽注减堵技术后，多个抽液孔mn、总铁、so
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等污染物浓度进一步下降，be浓度已达标。如图1所示，9号、12号、22号、25号、111号、观3抽液孔中be浓度下降到控制值以下(《0.06mg/l)，另外，12号抽液孔中mn浓度下降了4.377.2％倍，22号抽液孔中mn浓度下降了19.5倍94.9％(图2)；12号抽液孔中so
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浓度下降了2.1倍53.3％，20号抽液孔中so42 浓度下降2倍了51.7％(图3)；14号抽液孔中总铁浓度下降6.5倍了84.6％(图4)，总体修复效果良好。
45.随着地下水修复运行以来，由于地下水ph值的升高，受钻孔和地层堵塞的影响，平均单孔抽液量呈现下降的态势(图5)，从地下水修复初期0.7m3/h下降至目前的0.38m3/h。从图5可以看到，由于钻孔过滤器和地层的堵塞导致抽液量的急剧下降，2017年10月，通过近4个月的活塞洗井和空气洗井，单孔抽液量稳定至0.4m3/h，并上升至0.6m3/h，从2018年4月至2019年12月，单孔抽液量保持在0.3～0.4m3/h之间；2020年5月，专家组进入井场，提出了大边界缓冲抽注减堵增渗技术，通过上述方法的灵活使用和有效实施，抽液量显著提升，从0.3m3/h上升至1m3/h，并最终维持在0.5～0.6m3/h。
46.以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。