[发明专利]用于对污染地下基质进行修复处理的系统和方法及其用途

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于恢复受污染的(polluted)地下基质的系统和方法。特别地，本发明涉及用于在预定的空间有限土地区域内的污染地下基质的修复处理的模块化系统及相关方法。

背景技术

来自工业和农业活动以及来自消耗实践的土壤和地下水的污染已成为全世界的严重问题。据估计仅在欧洲，潜在污染场地的数量构成超过250万处，受影响场地的大小从1km²变为超过1000km²。除了渗透到下面的地下水/含水层中并且蒸发到空气中之外，污染物可以紧密地结合到土壤，从而影响其酸性(pH)、水分和温度水平，并且导致土壤质地、矿物含量和其中有机物质的量的修改。因此，清楚的是，包括挥发性和半挥发性有机化合物、石油烃、农药、腐蚀剂、诸如为铅、铬、镉、砷和汞的无机化合物以及诸如为氚的放射性化合物的污染物的存在，例如在浓度高于基值水平下的地下基质中，诱发健康危害并导致环境威胁。

因此，有效的修复技术在受污染的地下基质的清洁和开垦(reclamation)中起关键作用。修复是清理污染场地的工艺，其包括旨在从土壤和地下水中减少或消除污染的各种技术。修复通常通过挖掘和物理转移大量的非根际土(bulk soil)或其它基础材料远离受污染的场地或者在进行或不进行挖掘(后者被称为原位)的情况下通过直接现场清理污染区域来执行。与非根际土转移相关的方法除了昂贵之外还不解决污染问题，而是将其迁移到其他地方。而且，这种方法仅可以在开阔地形上执行。特定场地方法，特别地，原位方法是低成本的、非破坏性的且环境友好的。另外，原位方法呈现关于经处理区域的全面回收(recovery)解决方案。存在多种常规的原位过程，包括所谓的泵送和处理、土壤洗涤、空气剥离、化学固定、生物修复等。

然而，大多数退化的土地包含不同污染物的累积物。由于以下原因，现有原位方法对此类场地的开垦可受到严重阻碍。因此，场地的完全回收通常需要利用连续或同时施加的多个常规原位过程，其中每个过程自然地需要可以不必购自相同的制造商/承包商的自己的设备安装。此外，取决于污染物的性质，即使在已利用相同的原位过程的情况下，也可需要利用各种化学品和/或微生物来进行修复。由此，从多种污染物及其混合物中完全清理土地证实是持久的、劳动密集的并且就最终成本而言与上述土壤转移技术(也称为昂贵)工艺相当。

在这方面，考虑到解决清理包含不同污染物及其混合物的区域的不断增加的问题，与污染土地的特定场地的修复相关的技术领域的更新仍是期望的。

发明内容

本发明的目的是至少减轻由现有技术的限制和缺点引起的每个问题。通过用于特定修复场地内的污染地下基质的修复处理的模块化系统、相关方法及其用途的各种实施方式来实现该目的。由此，在本发明的一个方面，提供了一种用于对修复场地内的污染地下基质进行修复处理的系统。

在一个优选实施方式中，系统包括多个互连的模块化单元，其中每个模块化单元均是配置成执行与修复场地内的污染地下基质的修复处理相关的区别性的预定功能的分离的独立实体，并且其中，系统内的所述模块化单元的数量和位置顺序是能调节的。

在系统内的模块化单元的布置优选是按顺序的。在一些实施方式中，系统内的每个模块化单元的位置是能互换的。在一些另外的实施方式中，系统内的每个模块化单元可由另一模块化单元更换，该另一模块化单元被配置成执行与由被更换的模块化单元执行的功能相同或不同的功能。

在一些实施方式中，系统的每个模块化单元均被配置为用于提取、相分离、吸附、生物降解、过滤、泵送、气体剥离、电动分离和注入中的一种的设备。

在一些优选实施方式中，系统优选地被配置成用于对污染物的混合物所污染的地下基质的修复处理，该污染物在元素组成方面不同。在一些实施方式中，系统还被配置用于对以固体、液体和气体形式中的任一种累积在地下基质中的污染物进行去除、分解和/或中和。

系统优选地包括用于实时读取、监控和协调每个模块化单元的操作状态和功能的至少一个控制终端。在一些实施方式中，系统还包括配置成对每个模块化单元提供独立接近的壳体。

在一些实施方式中，系统还包括连接到管道系统的连接装置，管道系统调解所述系统与至少多个提取井和多个注入井的连接，多个提取井被配置成将包含污染物的流体从地下基质输送到系统中，多个注入井被配置成将基本上不含污染物的流体从系统输送到修复场地内的地下基质中。