[发明专利]用于从地下水中分离物质的方法和设备

权利要求书

1.一种从地体中存在的地下水中分离一定量物质的方法，所述物质是全氟烷基或多氟烷基物质（PFAS）中的至少一种，所述方法包括以下步骤：

- 将向上空气流引入包含地下水的竖直井中，所述井包括由外壁限定的长形腔室，所述长形腔室在使用中至少部分位于土地内，并且所述长形腔室中的地下水经由所述外壁中的开口与位于所述长形腔室的下部的外部的地下水流体连通，并且所述外壁中的开口布置成在地下水流入所述长形腔室中的流动移动过程中阻止沉积物和固体土地物质进入所述长形腔室内；

其中，所引入的向上空气引起地下水在所述井内的向上流动，并产生泡沫层，所述泡沫层形成在所述井的上部中与所述地下水流和所引入空气流的界面处并上升到所述界面上方，所述泡沫层包括地下水和与所述井中的地下水中的初始PFAS浓度相比浓缩量的PFAS；

- 通过使用泡沫深度调节装置来保持上升到在所述井的上部产生的所述界面上方的泡沫的深度，控制所述泡沫层的地下水含量，以影响其中的PFAS的浓度，其中所述泡沫深度调节装置在使用中响应于所述界面的位置的移动而在所述井的内部内竖直可移动地定位，并且布置成限制所述井内的泡沫的横截面流动路径，使得所述泡沫层排水；以及

- 从所述井的上部去除至少一些排水的所述泡沫层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述空气的向上流动和所述泡沫层的产生是持续的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，位于所述井中的地下水的所引起的向上流动将更多的地下水吸入所述井的下部。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中，位于所述井的上部中在所述泡沫层下方的地下水也与位于所述井的外部的地下水流体连通。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，位于所述井内的地下水的所引起的向上流动使得位于所述井的上部中在所述泡沫层下方的地下水回流到所述井周围的土地中。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述向上的空气流被引入所述井的下部中。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，控制所述井的上部中所述泡沫层的地下水含量的步骤还通过控制所述引入空气流的物理参数实现。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，控制所述引入空气流的物理参数包括使用流量控制器和入口阀来控制所述引入空气流入所述井中。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，控制所述引入空气流的物理参数包括使用位于所述引入空气进入位于所述井中的地下水之前或位于所述引入空气进入位于所述井中的地下水处的气泡生成装置。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在从所述井的上部去除所述泡沫层期间并且在二次处理步骤之前使所述泡沫层塌陷。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，通过使用选自以下各项的机械设备去除所述泡沫层：泡沫破碎器、真空提取装置和泡沫提取头。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，用于处理包括所述浓缩PFAS的塌陷泡沫层的所述二次处理步骤使用选自以下处理的至少一种处理：吸附、过滤；以及将额外量的空气引入单独的容纳设备中，以产生包括额外浓缩量的所述PFAS的另一泡沫层。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述PFAS包含选自以下各项的一种或多种物质：全氟辛烷磺酸（PFOS）；全氟辛酸（PFOA）；全氟己烷磺酸盐（PFHxS）；聚氟代羧酸、烷基磺酸盐和烷基磺酰胺化合物；和氟调聚化合物，每种物质具有不同的碳链长度。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述吸附使用活性炭、粘土或离子交换树脂进行，过滤使用反渗透膜进行。