[发明专利]基于区域污染量的污染物场地修复系统以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动化控制以及环境污染治理领域，具体而言，涉及一种基于区域污染量的污染物场地修复系统以及方法。

背景技术

纳米铁材料溶液对于氯代有机污染物场地的修复有比较显著的效果，其可靠性与经济性已经过实验和实际现场的检验，但制备价格较高，也较难保存。目前，较大型的污染物场地的修复需要大量纳米铁材料溶液，纳米铁材料溶液的成本在极大程度上影响整个修复所需的费用。经过实地检测发现，由于地形、地下水流向或土壤性质等原因，在较大型的污染物场地中，污染物的浓度通常为不均匀分布。但是，现有的修复方法一般是采用统一浓度的纳米铁材料溶液进行修复，如此一来，不仅浪费了不必要的纳米铁材料溶液，还提高了修复所需的人力、物力成本。

发明内容

本发明提供一种基于区域污染量的污染物场地修复方法以及系统，用以对污染物浓度不均匀分布的地理区域进行修复。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于区域污染量的污染物场地修复方法，其包括以下步骤：

S1：确定受污染物污染的场地所在的地理区域A以及地理区域A内部的污染物浓度分布情况；

S2：将地理区域A划分为多个子区域，每一子区域内部的污染物浓度的最大值与最小值之差小于一预设值；

S3：在每一子区域内部沿竖直向下方向打一口注入井、多个抽出井和多个检测井；

S4：检测每一检测井内部的污染物浓度并将其发送至一远程控制端；

S5：远程控制端根据每一检测井内部的污染物浓度计算得出每一子区域于修复时所需的纳米铁材料的注入量；

S6：在每一注入井与一纳米铁材料贮存器之间分别架设一条输送管路，并在每一输送管路近注入井一侧的端部分别设置相互连接的一电动流量阀和一无线控制模块；

S7：远程控制端根据步骤S5计算出每一子区域的注入量向相应的无线控制模块发送控制信号，无线控制模块根据该无线控制信号控制电动流量阀的开启、开度以及关闭；

S8：于一设定时间之后对地理区域A中的污染物进行再次检测，若已达到预期修复目标则停止修复，若未达到则按照上述步骤S4～S7继续修复。

在本发明的一实施例中，于步骤S2中，每一子区域的形状为矩形、圆形或多边形，每一子区域的面积根据地理区域A内部污染物浓度的平均值而确定。

在本发明的一实施例中，于步骤S3中，每一子区域内部的检测井和抽出井的数目均为2个。

在本发明的一实施例中，于步骤S3中，检测井和抽出井均采用完全井成井工艺制造，每一检测井和抽出井均具有第一段、第二段和第三段，其中，位于含水层与地面之间的部分为第一段，位于含水层之间的部分为第二段，位于含水层下部的部分为第三段，其中，第三段的高度为0.5～2m，每一检测井和抽出井的井管外径为50～110mm以及成孔直径为70～130mm，井管的材质为UPVC管材，井管位于第二段的部分以割缝开筛或穿孔开筛方式进行开筛，开筛率为30％，筛孔长度介于5～15cm之间，筛孔宽度介于0.5～2mm之间，位于第二段的井管的外层包覆有滤网，滤网的目数介于80～100目之间。

在本发明的一实施例中，于步骤S3中，于第一段和第三段中的井管的外层以膨润土封堵，于第二段中的井管的外层以沙砾装填，其中，封堵或装填所需的膨润土或沙砾的体积为V，

其中，d_b为成孔直径，d_c为井管外径，h为填充部分的高度，沙砾的粒径参照下式确定:

D₅₀＝(6～8)×d₅₀

其中，D₅₀为由大至小、沙砾的粒径筛分累计含量达50％时的粒径，d₅₀为由大至小、含水层颗粒筛分含量达50％的粒径。

在本发明的一实施例中，于步骤S4中，通过在每一检测井中设置污染物浓度传感器而检测出其中的污染物浓度。

在本发明的一实施例中，于步骤S5中：

纳米铁材料的注入量为含水层土壤质量M的1～5％，其中，含水层土壤质量M＝N1×N2×N3，其中，N1为位于含水层中需要修复的土壤的体积，N2为含水层的孔隙率，N3为土壤密度；

纳米铁材料的注入速度介于0.6～3m³/h之间，纳米铁材料的含铁量介于0.05～0.2％之间。