绿化带污染区域地下水修复方法与流程

1.本发明属于地下水处理的技术领域，尤其是涉及一种绿化带污染区域地下水修复方法。


背景技术：

2.一般来讲，污染场地修复历经前期调查、风险评估、开展修复、效果评估检测等全周期过程。根据未来规划利用情况，部分污染场地毗邻、邻接绿化地带，这类绿化地带已有作物生长，且周边建有道路等，管控类修复技术不利于高效的短周期施工，因此，绿化地带污染地下水修复成为当前污染场地修复的重点难点。
3.现有技术中，存在一种有机污染土壤和地下水修复方法及药剂(发明 cn201710606420.8)，该发明公开了一种有机污染土壤和地下水修复方法，所述处理方法包括两部分：1、a区土壤和地下水重合污染区，采用原位化学氧化修复技术方法；2、b区仅存在地下水污染区，采用抽出处理技术方法。选取多种修复技术相结合方式进行不同区域土壤和地下水的修复工作，既能保证土壤和地下水达到较好修复效果，且不会造成交叉污染、浪费药剂的同时，又能保证缩短工期，节约成本。该发明方法表明多过程修复技术耦合修复的优势；但该方法是基于传统污染场地修复方案设置，不能够全面有效地适应于绿化地带污染地下水的修复治理，同时满足低扰动、周期短、修复效果佳等要求；此外，目前关于污染场地接邻的绿化地带高效安全修复方案及相关研究报道较少。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提出一种绿化带污染区域地下水修复方法，以缓解上述的技术问题。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种绿化带污染区域地下水修复方法，包括如下步骤：
7.s1:对污染地块进行初步分析，明确主地块与邻接绿化带地块的分布边界；
8.s2:确定绿化带污染区域边界，并结合地下水流向划定待修复区域边界；
9.s3:在污染场地主地块与相邻绿化带地块之间建设止水帷幕；
10.s4:根据污染场地地下水的实际情况，计算抽出井和注入井的影响半径及井间距；
11.s5：根据上述计算，进行注入井与抽出井的现场试验；
12.s6:结合计算结果及试验结果，在污染场地布设注入井及抽出井，并使注入井注入无污染水，使抽出井抽出污染水。
13.进一步地，步骤s1中还包括进一步明确绿化带区域污染地块需修复的地下水面积、深度及污染物，并确定该污染场地地质构造及土壤渗透系数。
14.进一步地，步骤s2中还包括以绿化带清洁点圈定待修复区域边界。
15.进一步地，步骤s6中的无污染水为清洁水及修复药剂。
16.进一步地，步骤s3中包括止水帷幕为高压旋喷桩、深层搅拌桩、旋喷桩、螺旋钻机
素砼或压浆止水帷幕。
17.进一步地，步骤s6包括将抽水井主要设于污染核心区高浓度点位，将注水井设于绿化带污染修复区域边界。
18.进一步地，步骤s6包括抽出井采用间歇式抽水。
19.进一步地，步骤s6之后还包括，步骤s7：将抽出井抽出的地下水污染物采取相应的处理工艺进行深度处理，使处理后水质达到修复目标值。
20.进一步地，步骤s7包括抽出的污染地下水处理工艺为mbr膜处理、芬顿氧化、化学沉淀及生物修复。
21.进一步地，步骤s7之后还包括，步骤s8：将抽出井抽出的污染水经处理后通过注入井注入污染场地。
22.相对于现有技术，本发明提供的一种绿化带污染区域地下水修复方法具有以下优势：
23.1、本发明缓解了复杂污染场地绿化带污染地下水修复治理难的问题，提供了一种高效多过程协同处理修复方法，且具有施工周期短、修复效果佳、保障生态安全、对绿化带低扰动的优点。
附图说明
24.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
25.图1为本发明所述的抽出井与注入井位置关系的几何示意图；
26.图2为本发明所述的污染场地建设布局示意图；
27.图3为本发明所述注入-抽出循环井布设示意图。
28.附图标记说明：
29.1-主地块；2-绿化带地块；3-止水帷幕；4-待修复区域；5-绿化带污染区域边界；6-注入井；7-抽出井。
具体实施方式
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内单元的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
34.一种绿化带污染区域地下水修复方法，包括如下步骤：
35.s1:对污染地块进行初步分析，明确主地块1与邻接绿化带地块2的分布边界；
36.s2:确定绿化带污染区域边界5，并结合地下水流向划定待修复区域4 边界；
37.s3:在污染场地主地块1与相邻绿化带地块2之间建设止水帷幕3；
38.s4:根据污染场地地下水的实际情况，计算抽出井7和注入井6的影响半径及井间距；
39.s5：根据上述计算，进行注入井6与抽出井7的现场试验；
40.s6:结合计算结果及试验结果，在污染场地布设注入井6及抽出井7，并使注入井6注入无污染水，使抽出井7抽出污染水。
41.更为优选地，步骤s1中还包括进一步明确绿化带地块2区域污染地块需修复的地下水面积、深度及污染物，并确定该污染场地地质构造及土壤渗透系数。
42.更为优选地，步骤s2中还包括以绿化带清洁点圈定待修复区域4边界。
43.更为优选地，步骤s6中的无污染水为清洁水及修复药剂，修复药剂包括但不限于适宜浓度的氧化剂、还原剂、土著微生物菌剂、吸附剂等。无污染水中还可包括辅助剂及营养元素。
44.更为优选地，步骤s3中包括止水帷幕3为高压旋喷桩、深层搅拌桩、旋喷桩、螺旋钻机素砼或压浆止水帷幕。
45.更为优选地，步骤s6包括将抽水井主要设于污染核心区高浓度点位，将注入井6设于绿化带污染修复区域边界。
46.更为优选地，步骤s6包括抽出井7采用间歇式抽水。
47.更为优选地，步骤s6之后还包括，步骤s7：将抽出井7抽出的地下水污染物采取相应的处理工艺进行深度处理，使处理后水质达到修复目标值。
48.更为优选地，步骤s7包括抽出的污染地下水处理工艺为mbr膜处理、芬顿氧化、化学沉淀及生物修复。
49.更为优选地，步骤s7之后还包括，步骤s8：将抽出井7抽出的污染水经处理后通过注入井6注入污染场地。
50.本发明提出的一种绿化带污染地下水高效低扰动协同修复方法，包括止水帷幕、抽出井、注入井、化学修复、生物修复等工艺技术，具体操作步骤如下：
51.1、污染地块初步检测分析：根据污染场地调查报告及风险评估报告，确定污染场地主地块及邻接绿化带地块的分布边界；进一步明确绿化带区域污染地块需修复的地下水面积、深度、污染物等。
52.2、确定绿化带污染区域边界：以绿化带污染物的修复面积为基础，根据地下水流向初步划定修复区域边界，一般以绿化带清洁点圈定修复区域边界；并结合场地水文地质勘察及抽水试验结果，确定该污染场地地质构造、土壤渗透系数等。
53.3、止水帷幕建设：在污染场地主地块与相邻绿化带地块之间建设止水帷幕，主地
块止水帷幕可以阻止污染物向绿化带的扩散和迁移。其中，建设止水帷幕的工艺包括但不限于高压旋喷桩、深层搅拌桩、旋喷桩等止水帷幕，螺旋钻机素砼或压浆止水帷幕。
54.4、抽出井设计：为保障地下水污染修复效果和提高修复效率，保证抽出井影响范围之间出现未受抽出影响的问题出现，结合抽注水试验结果，确定本场地地下水初步设置的抽出井影响半径，井间距等。
55.首先，降水井的影响半径计算公式具体为下(参考库萨金经验公式)：
[0056][0057]
式中：
[0058]
r—降水井的影响半径，m；s—抽水时的水位降低深度，m；h—承压水和潜水含水层厚度，m；k—渗透系数，m/d；α—实际污染场地影响系数，无量纲。。
[0059]
注：主要用于计算潜水含水层群井、基坑、矿山巷道的影响半径。
[0060]
其中，渗透系数选用水平渗透系数计算，并且常需要由cm/s换算为m/d。
[0061]
具体换算公式为：
[0062]
m/d＝(cm/s*3600*24)/100
[0063]
其次，根据降水井影响半径，开展现场试验设计，确定注入井影响半径。
[0064]
然后，在影响半径的基础上，根据正三角形布井法井间距和井数量的计算公示，注入井与抽出井的井间距与影响半径换算的具体公式如下：
[0065]
l＝31/2
·r[0066]
n＝2
·
3-3/2
·
r-2
·s[0067]
式中：
[0068]
l——注入井井间距，m；
[0069]
r——注入井影响半径，m；
[0070]
n——注入井井数量，口；
[0071]
s——修复区域面积，m2。
[0072]
注入井影响半径即注入井至正三角形中心的距离，即图1中r＝ad，进而通过几何关系计算出井间距l(ab)的数值。
[0073]
5、注入井与抽出井布设：根据上步骤计算的影响半径、井间距，以及绿化地带污染区域面积，计算所需井口总数；然后进一步设计注入井与抽出井，其中注入井：抽出井＝4：3～3：1，此外，项目建设时，具体抽水井影响范围和井位可根据现场实际情况进一步优化调节。
[0074]
6、抽水井点主要位于污染核心区高浓度点位附近，注水井点位于外围绿化带污染修复区域边界，通过回灌地下水形成压力脊体系，提高绿化带区域地块水力梯度，加快水交替速率，促进污染物向抽水井群移动，达到冲洗含水层的效果。为提高修复效率，采用间歇式抽水。
[0075]
7、抽出后地下水污染物进一步采取相应的处理工艺进行深度处理，使绿化带抽出后污染地下水处理后水质达到修复目标值。其中，抽出后污染地下水包括mbr膜处理、芬顿氧化、化学沉淀、生物修复工艺等。
[0076]
试验例1
[0077]
1、污染地块初步检测分析：天津某污染地块需修复的地下水面积为 378m2，深度
为16.0m。
[0078]
2、确定绿化带污染区域边界：该地块外围地下水中六价铬的修复面积约为378m2，修复深度均为16.0m。结合场地水文地质勘察及抽水试验结果，该污染场地主要含水粉细砂层渗透系数为9.57m/d，影响半径＞20m。
[0079]
3、止水帷幕建设：在污染场地主地块与相邻绿化带地块之间建设止水帷幕，该地块采用的是三轴搅拌桩工艺。
[0080]
4、抽出井设计：为保障地下水污染修复效果和提高修复效率，保证抽出井影响范围之间出现未受抽出影响的问题出现，结合抽注水试验结果，确定本场地地下水初步设置的抽出井影响半径为6m，井间距为10m。
[0081]
5、注入井与抽出井布设：根据上步骤计算的井间距，以污染抽水井及注水井共计7口，井径400mm，井深16m。井间距为10m，抽水井3口，注水井4口，项目建设时，具体抽水井影响范围和井位可根据现场情况进行调节，如图3所示。
[0082]
6、抽水井点主要位于污染核心区点位附近，主地块止水帷幕可以阻止污染物的扩散和迁移。注水井点位于点位外围绿化带区域，通过回灌地下水形成压力脊体系，提高绿化带区域地块水力梯度，加快水交替速率，促进污染物向抽水井群移动，达到冲洗含水层的效果。为提高修复效率，采用间歇式抽水。
[0083]
7、抽出后地下水污染物进一步采取相应的化学还原沉淀处理工艺进行深度处理，处理后水质达到修复目标值，即六价铬的含量低于0.1mg/l。
[0084]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，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。