CN113753981A - 第四系地下水及土壤污染处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地下水及土壤污染处理领域，公开了一种第四系地下水及土壤污染处理方法。其主要技术特征为：根据地面污染源及地下水径流方向和污染时间，大致推定污染边界；打勘探孔，确定污染边界；在污染场地边缘施工测试回灌井，测试回灌井的地下水影响半径R，在距离污染场地边界外侧地下水影响半径R处打回灌井，相邻回灌井的间隔小于2R，第四步，施工水平井，水平井间距不大于地下水影响半径R，水平井滤水管根据地层情况紧贴隔水层面施工，长度覆盖整个污染区域；在确定的污染区域内地表挖储水槽，向回灌井中回灌清水的同时通过水平井抽出污染区域内的污染水并处理。处理更加彻底，避免了周围建筑物因地下水位下降造成的损坏。
Description
技术领域
本发明属于环境污染治理技术领域，尤其涉及一种第四系地下水及土壤污染处理方法。
背景技术
第四纪是新生代的第二个纪。第四纪形成的地层叫第四系，第四系沉积物分布极广， 除岩石裸露的陡峻山坡外，全球几乎到处被第四纪沉积物覆盖。第四系沉积物形成较晚，大多未胶结，保存比较完整。第四系沉积主要有冰川沉积、河流沉积、湖相沉积、风成沉积、洞穴沉积和海相沉积等。其次为冰水沉积、残积、坡积、洪积、生物沉积和火山沉积等。
土壤是地球陆地表面具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层，是连接无机界和有机界的纽带，是人类生存的重要自然资源，是陆地环境的重要组成部分。地下水污染和土壤污染是由于人为因素造成地下水质恶化的现象。地下水污染和土壤污染的原因主要有：工业废水向地下直接排放，受污染的地表水侵入到地下含水层中，人畜粪便或因过量使用农药而受污染的水渗入地下等。污染的结果是使地下水中的有害成分如酚、铬、汞、砷、放射性物质、细菌、有机物等的含量增高。污染的地下水对人体健康和工农业生产都有危害。
现有的地下水及土壤污染处理技术主要有以下几种方法：
第一，物理法
1、屏蔽法，该法是在地下建立各种物理屏障，将受污染的水桶圈闭起来，以防止污染物进一步扩散蔓延，常用的灰浆帷幕法、泥浆阻水墙、振动桩阻水墙等，只是处理小范围的剧毒、难降解污染物是采用；
2、被动收集法，在地下水流的下游挖一条足够深的沟道，在沟道内布满收集***，收集污染物；
第二，原位处理法
通过向污染水体中注入化学试剂，使有机物降解或无机化合物形成沉淀等；
第三，抽出处理法
将污染后的地下水抽出后集中处理。
其中，抽出处理法是当前应用很普遍的方法，现有的抽出处理法采用一个或多个竖向抽水井，该方法存在以下缺陷：其一，根据面积不同，采用一个或多个竖向抽水井，因受地下水影响半径R的影响，不但打井成本增加，而且存在处理死角；如图1所示，为现有的管井式抽出法处理污水示意图，抽水井1的深度不能穿透隔水层2。因回灌井深度没有穿透隔水层2，在降水抽取过程中，受管井影响半径影响，在两个相邻抽水井之间靠近下部的区域形成不受影响区域3，不能将此处受污染水抽出地面处理；其二，在将污染的地下水抽取时，污染区域外侧的水被吸过来，地下水水位下降，造成外侧区域地质结构发生变化，严重时会发生塌陷，在污染区域外侧有地上建筑物时，容易造成地上建筑物倒塌等事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是提供一种处理更加彻底、避免周边因地下水水位下降造成建筑物不均匀沉降的第四系地下水及土壤污染处理方法。
为解决上述问题，本发明第四系地下水及土壤污染处理方法采用的技术方案为：该方法包括以下步骤：
第一步，推定污染边界
根据地面污染源及地下水径流方向和污染时间，大致推定污染边界；
第二步， 打勘探孔，确定污染边界
根据推定的污染边界和地面建筑情况在推定的污染边界处打勘探孔，如果在推定边界处有地面建筑物的，则勘探孔离开地面建筑；通过勘探孔测量水质；如果勘探孔中的水质被污染，在没有地面建筑物的情况下继续向外侧打勘探孔，直至水质未污染为止，确定此处为污染边界，此时查明该区域的地层结构，找出不透水隔水层位置，如果勘查孔深度穿透不透水隔水层，则必须进行封孔；
第三步，施工回灌井
在污染场地边缘施工测试回灌井，测试回灌井全孔滤水管，砾料从井底填至井口，成井后进行抽水试验，根据抽水试验取得测试回灌井的地下水影响半径R，在污染区域及污染区域R外没有建筑物时，在距离污染场地边界外侧地下水影响半径R处划定回灌井的位置，相邻回灌井的间隔小于2倍的地下水影响半径R，然后根据划定的回灌井的位置，打回灌井，回灌井全孔滤水管，砾料从井底填至井口；在污染区域及污染区域外部地下水影响半径R范围内有建筑物时，回灌井的位置距离建筑物2米以上；
第四步，施工水平井
根据确定的污染边界和测试回灌井抽水地下水影响半径R计算水平井的间距和数量，水平井间距不大于地下水影响半径R，水平井水平段为滤水管，水平井滤水管根据地层情况紧贴隔水层面施工，长度覆盖整个污染区域；
第五步，在确定的污染区域内地表挖储水槽，
在确定的污染区域内地表挖储水槽，在储水槽中放入清水；
第六步，向回灌井中回灌清水的同时通过水平井抽出污染区域内的污染水并处理
向回灌井中回灌清水，受污染的地下水通过水平井抽出地面，然后通过物理法、化学法、生物法等处理方法进行处理；
第七步，回灌井封孔，场地恢复
污染场地处理完后，应对回灌井、水平井进行封闭，防止地下水通过回灌井二次污染。
作为进一步改进，所述第五步通过水平井抽出污染区域内的污染水并处理步骤，经过处理后的无害水再次放入储水槽中；
在水平井出水口处设置有检测水引流口，所述检测水引流口与污水检测机构连接，在污水检测机构检测的污水到达要求时，停止水平井抽水；
所述水平井为单向水平井；
所述水平井为双向水平井。
本发明所提供的第四系地下水及土壤污染处理方法与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于该方法包括以下步骤：
第一步，根据地面污染源及地下水径流方向和污染时间，大致推定污染边界；第二步，根据推定的污染边界和地面建筑情况在推定的污染边界处打勘探孔，如果在推定边界处有地面建筑物的，则勘探孔离开地面建筑；通过勘探孔测量水质；如果勘探孔中的水质被污染，在没有地面建筑物的情况下继续向外侧打勘探孔，直至水质未污染为止，确定此处为污染边界，此时查明该区域的地层结构，找出不透水隔水层位置，如果勘查孔深度穿透不透水隔水层，则必须进行封孔；第三步，在污染场地边缘施工测试回灌井，测试回灌井全孔滤水管，砾料从井底填至井口，成井后进行抽水试验，根据抽水试验取得测试回灌井的地下水影响半径R，在污染区域及污染区域R外没有建筑物时，在距离污染场地边界外侧地下水影响半径R处划定回灌井的位置，相邻回灌井的间隔小于2倍的地下水影响半径R，然后根据划定的回灌井的位置，打回灌井，回灌井全孔滤水管，砾料从井底填至井口；在污染区域及污染区域外部地下水影响半径R范围内有建筑物时，回灌井的位置距离建筑物2米以上；第四步，根据确定的污染边界和测试回灌井抽水地下水影响半径R计算水平井的间距和数量，水平井间距不大于地下水影响半径R，水平井水平段为滤水管，水平井滤水管根据地层情况紧贴隔水层面施工，长度覆盖整个污染区域；第五步，在确定的污染区域内地表挖储水槽，在储水槽中放入清水；第六步，向回灌井中回灌清水，受污染的地下水通过水平井抽出地面，然后通过物理法、化学法、生物法等处理方法进行处理；第七步，污染场地处理完后，应对回灌井、水平井进行封闭，防止地下水通过回灌井二次污染：1、污染区域施工有回灌井，回灌井能够保障污染区域抽取地下水不会引起地面不均匀沉降等地质灾害；2、污染区域利用水平井抽取污染的地下水，然后地面处理地下水，大大提高生产效率；3、在污染区域平面挖储水槽并在储水槽中放入清水，可稀释受污染水体，冲洗含水层，还可加速地下水的循环流动，从而缩短地下水的修复时间；4、利用淋洗技术将水、含有处理剂的溶液或表面活性剂等通过重力作用洗脱和清洗土壤中污染物，清洗过的废水通过下面水平管收集，经水泵抽吸排除地面进行水处理；5、水平井在污染区域的隔水层上直接收集地下水，不会出现处理不到的区域；其二，由于所述第五步通过水平井抽出污染区域内的污染水并处理步骤，经过处理后的无害水再次放入储水槽中；在水平井出水口处设置有检测水引流口，所述检测水引流口与污水检测机构连接，在污水检测机构检测的污水到达要求时，停止水平井抽水，从水平井中抽取出来的废水经处理后导入储水槽中，储水槽中的水因自身重力和地下水抽空后的负压迅速渗透到下方，在处理后的水下渗过程中，残存在土壤中的有害物质会被有效地排出，直至水平井出水口处抽出的水经检测机构检测合格为止，使用更加方便。
附图说明
图1 为现有的管井式抽出法处理污水示意图；
图2为地下水及土壤污染区域推定示意图；
图3为回灌井施工示意图；
图4为平面布置图；
图5为双向水平井施工示意图；
图6为单向水平井示意图；
图7 为水平井抽出处理污染水示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明砂岩型出水地热井和回灌井施工方法的结构和使用原理做进一步详细说明。
如图2所示，为地下水及土壤污染区域推定示意图；污染源4污染的水渗透到表层土5、粉土层6、粉砂层7，被隔水层2隔断下渗路径，受地下水径流方向的影响，污染区域在污染源4的径流方向偏移。通过勘查确定隔水层2的顶面，确定污染区域15，根据地面污染源及地下水径流方向和污染时间，大致推定污染边界。
如图3所示，回灌井施工示意图，利用抽出法处理污染的地下水，为防止污染场地地下污染水抽取引起周围建筑8的不均与沉降，先在污染场地边缘施工测试回灌井9，测试回灌井全孔滤水管，全孔填砾料,测试回灌井9在污染区域抽水期间一直回灌，保证污染区域外水位10保持恒定，污染区域内水位线11呈倒锥形。成井后进行抽水试验，根据抽水试验取得地下水影响半径R数据，根据影响半径数据在距离污染场地边界外侧地下水影响半径R处划定回灌井的位置，相邻回灌井的间隔小于2R，然后根据划定的回灌井的位置，打回灌井12。
如图4所示，为平面布置图；回灌井12均匀布置在污染区域***，相邻的回灌井间距L2≤2R，回灌井到污染区域边界之间的距离L1≥R，两个相邻的水平井为达到最好效其距离为L≤R。
如图5所示，为双向水平井施工示意图，在回灌井12围成的污染区域15内，染区域的外缘施工双向水平井13，水平井水平段紧贴着隔水层1，水平井水平滤水管覆盖整个污染区域，水平井13垂直段用来安放抽水泵。
如图6所示，为单向水平井施工示意图。在回灌井12围成的污染区域15内，染区域的外缘施工单向水平井14，单向水平井14水平段紧贴着隔水层1，水平井水平滤水管覆盖整个污染区域，单向水平井14垂直段用来安放抽水泵。
如图7所示，为水平井抽出处理污水示意图，在污染区域15上方开挖渗水槽16，在水平井13抽水的期间，利用淋洗技术将水、含有处理剂的溶液或表面活性剂等通过重力作用洗脱和清洗土壤中污染物，清洗过的废水通过下面水平井13收集，经水泵抽吸排除地面进行水处理。
如图7所示，在水平井13出水口19处设置有检测水引流口17，检测水引流口17与污水检测机构18连接。
第四系地下水及土壤污染处理方法，该方法包括以下步骤：
第一步，推定污染边界
根据地面污染源4及地下水径流方向和污染时间，大致推定污染边界；
第二步， 打勘探孔，确定污染边界
根据推定的污染边界和地面建筑情况在推定的污染边界处打勘探孔，如果在推定边界处有地面建筑物的，则勘探孔离开地面建筑；通过勘探孔测量水质；如果勘探孔中的水质被污染，在没有地面建筑物的情况下继续向外侧打勘探孔，直至水质未污染为止，确定此处为污染边界，此时查明该区域的地层结构，找出不透水隔水层位置，如果勘查孔深度穿透不透水隔水层，则必须进行封孔；
第三步，施工回灌井
在污染场地边缘施工测试回灌井9，测试回灌井全孔滤水管，砾料从井底填至井口，成井后进行抽水试验，根据抽水试验取得测试回灌井的地下水影响半径R，在污染区域及污染区域R外没有建筑物8时，在距离污染场地边界外侧地下水影响半径R处划定回灌井的位置，相邻回灌井的间隔小于2倍的地下水影响半径R，然后根据划定的回灌井12的位置，打回灌井12，回灌井12全孔滤水管，砾料从井底填至井口；在污染区域及污染区域外部地下水影响半径R范围内有建筑物8时，回灌井的位置距离建筑物2米以上；
第四步，施工水平井
根据确定的污染边界和测试回灌井9抽水测得的地下水影响半径R计算水平井的间距和数量，水平井13间距不大于地下水影响半径R，水平井水平段为滤水管，水平井13滤水管根据地层情况紧贴隔水层面施工，长度覆盖整个污染区域；
第五步，在确定的污染区域内地表挖储水槽，
在确定的污染区域15内地表挖储水槽16，在储水槽16中放入清水；
第六步，向回灌井中回灌清水的同时通过水平井抽出污染区域内的污染水并处理
向回灌井12中回灌清水，受污染的地下水通过水平井抽出地面，然后通过物理法、化学法、生物法等处理方法进行处理；
第七步，回灌井封孔，场地恢复
污染场地处理完后，应对回灌井、水平井进行封闭，防止地下水通过回灌井二次污染。
作为进一步改进，通过水平井抽出污染区域内的污染水并处理步骤，经过处理后的无害水再次放入储水槽16中；
在水平井13出水口处设置有检测水引流口17，检测水引流口17与污水检测机构18连接，在污水检测机构18检测的污水到达要求时，停止水平井抽水。
本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例，只要方法与本发明第四系地下水及土壤污染处理方法结构相同或相似，就落在本发明保护的范围。
Claims (4)
1.第四系地下水及土壤污染处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
第一步，推定污染边界
根据地面污染源及地下水径流方向和污染时间，大致推定污染边界；
第二步， 打勘探孔，确定污染边界
根据推定的污染边界和地面建筑情况在推定的污染边界处打勘探孔，如果在推定边界处有地面建筑物的，则勘探孔离开地面建筑；通过勘探孔测量水质；如果勘探孔中的水质被污染，在没有地面建筑物的情况下继续向外侧打勘探孔，直至水质未污染为止，确定此处为污染边界，此时查明该区域的地层结构，找出不透水隔水层位置，如果勘查孔深度穿透不透水隔水层，则必须进行封孔；
第三步，施工回灌井
在污染场地边缘施工测试回灌井，测试回灌井全孔滤水管，砾料从井底填至井口，成井后进行抽水试验，根据抽水试验取得测试回灌井的地下水影响半径R，在污染区域及污染区域R外没有建筑物时，在距离污染场地边界外侧地下水影响半径R处划定回灌井的位置，相邻回灌井的间隔小于2倍的地下水影响半径R，然后根据划定的回灌井的位置，打回灌井，回灌井全孔滤水管，砾料从井底填至井口；在污染区域及污染区域外部地下水影响半径R范围内有建筑物时，回灌井的位置距离建筑物2米以上；
第四步，施工水平井
根据确定的污染边界和测试回灌井抽水地下水影响半径R计算水平井的间距和数量，水平井间距不大于地下水影响半径R，水平井水平段为滤水管，水平井滤水管根据地层情况紧贴隔水层面施工，长度覆盖整个污染区域；
第五步，在确定的污染区域内地表挖储水槽，
在确定的污染区域内地表挖储水槽，在储水槽中放入清水；
第六步，向回灌井中回灌清水的同时通过水平井抽出污染区域内的污染水并处理
向回灌井中回灌清水，受污染的地下水通过水平井抽出地面，然后通过物理法、化学法、生物法等处理方法进行处理；
第七步，回灌井封孔，场地恢复
污染场地处理完后，应对回灌井、水平井进行封闭，防止地下水通过回灌井二次污染。
2.根据权利要求1所述的第四系地下水及土壤污染处理方法，其特征在于：
所述第五步通过水平井抽出污染区域内的污染水并处理步骤，经过处理后的无害水再次放入储水槽中；
在水平井出水口处设置有检测水引流口，所述检测水引流口与污水检测机构连接，在污水检测机构检测的污水到达要求时，停止水平井抽水。
3.根据权利要求1或2所述的第四系地下水及土壤污染处理方法，其特征在于：所述水平井为单向水平井。
4.根据权利要求1或2所述的第四系地下水及土壤污染处理方法，其特征在于：所述水平井为双向水平井。
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