[发明专利]一种低渗透区VOCs污染地下水原位曝气修复方法

说明书

本发明公开了一种低渗透区VOCs污染地下水原位曝气修复方法，在表面活性剂强化曝气修复方法基础上，采用点位可调控液压劈裂技术对低渗透污染区进行多点位液压劈裂，在该区域产生大量人为裂隙，同时劈裂所用压力溶液为表面活性剂溶液，旨在增强低渗透污染区的气体渗透性，强化污染物从细粒土中的解吸附能力，以解决低渗透污染区不易修复的难题。本发明所采用的液压劈裂技术协同表面活性剂强化作用，劈裂过程所用压力溶液为SDBS表面活性剂溶液，浓度为200~400 mg/L，液压劈裂井内部为同轴双管管路，通过移动内管实现不同区域的多点位液压劈裂。

技术领域

本发明属于土壤和地下水修复技术领域，具体涉及一种低渗透区VOCs污染地下水原位曝气修复方法。

背景技术

20世纪80年代以来，许多涉及重工业、石油化工等污染企业遗留了大量的污染场地，工业固废污染、石化污染物等非法排放等所造成的场地污染日益显现，地下水污染形势日益严峻。根据中国地质调查局数据，全国已有近90％的地下水遭到不同程度的污染，其中挥发/半挥发性有机污染物是土壤和地下水污染的重要部分。

地下水原位曝气修复技术(In-situ Air Sparging，IAS)是一种经济有效的地下水污染修复方法。该技术主要是将空气或氧气注入饱和带污染土层，由于污染物在气液间存在浓度差，挥发/半挥发性有机污染物(VOCs/sVOCs)由溶解相或自由相进入气相，气体在浮力作用下携带污染物升至非饱和区，再通过气相抽提处理达到去除污染物的目的。表面活性剂强化曝气修复技术(Surfactant Enhanced Air Sparging，SEAS)是在地下水曝气修复过程中加入表面活性剂的一种强化曝气方法。十二烷基苯磺酸钠(Sodium DodecylBenzene Sulfonate，SDBS)是一种阴离子表面活性剂，通过在低渗透区域注入表面活性剂可以降低液相表面张力、提高气相饱和度、增大曝气影响区范围，能够显著提高地下水污染物的去除效率。

地下水曝气修复技术具有高效快捷、操作简单、修复时间短等优点，而表面活性剂强化曝气也能够显著提高曝气效率，但是该技术往往局限于渗透性比较好的污染土层，对于某些低渗透污染区域，传统地下水曝气修复技术往往起不到很好的曝气效果。相关研究发现(Qin C,Zhao Y,Zheng W.The influence zone of surfactant-enhanced airsparging in different media[J].Environmental Technology,2014,35(10):1190-1198.)，地下水曝气修复过程中若相邻两层土体渗透率之比大于8:1，气体一般不能通过低渗透土层而发生气相绕流现象。

迄今为止尚未有相关文献对饱和带低渗透区域难以曝气的现状进行研究，特别是通过相关技术人为改变低渗透区域渗透性方面的研究较少。因此，研制一种能够针对低渗透污染区域土壤曝气修复技术具有重要的意义。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对低渗透污染区域存在难以实施曝气修复的技术问题，提供一种将多点位液压劈裂技术与阴离子表面活性剂强化曝气修复技术协调作用的原位曝气修复方法，利用液压劈裂技术将低渗透污染区进行高压水劈裂，在水压作用下裂纹不断扩大发展，裂隙之间连通性增强，渗透性不断提高，从而促进了曝气气流通过低渗透区，同时协同表面活性剂的作用降低低渗透区土层表面张力以增强曝气的通过性，解决低渗透区域在常规曝气下难以修复的难题。

技术方案：一种低渗透区VOCs污染地下水原位曝气修复方法，利用多点位的液压劈裂作用于低渗透污染区，并采用表面活性剂溶液作为液压劈裂的压力溶液，在通过高压液体的劈裂作用提高低渗透区土层渗透性的基础上利用表面活性剂提高曝气在低渗透区土层的渗透性和污染物的解吸附能力，然后启动曝气泵和抽提泵进行修复。

进一步地，所述液压劈裂根据低渗透区域范围和大小按照正三角形布设劈裂井，劈裂井水平间距在4～6m之间。

进一步地，所述劈裂井内部采用同轴双管管路。