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专利号: 2021107755093
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种原位增强曝气修复低渗土体VOCs污染的方法,其特征在于,在低渗土体VOCs污染区内设置曝气井(3),且在曝气井(3)的周围均匀布设多个与大气相通的滤管(4),曝气过程中曝气井(3)的曝气口(5)与滤管(4)之间的土体因气体压力梯度产生气体流量,使土体中形成新的气体渗流通道(11),加快渗流通道两侧污染物的传质运移;具体的,包括以下步骤:

步骤1,通过地质勘查的手段查明待修复区中土体VOCs污染深度和范围,并将低渗土体VOCs污染区的下端面记为污染端面h1;

步骤2,布设曝气井系统

所述曝气井系统包括空气压缩机(1)、气体管道(2)和曝气井(3);所述曝气井(3)垂直穿过土体的非饱和区插入低渗土体VOCs污染区,记曝气口(5)下端面记为端面h2,端面h2位于污染端面h1以下2m‑4m处;

步骤3,在曝气井(3)周围均匀布设滤管(4)所述滤管(4)由同轴的顶管(6)、转接管(7)、滤孔管(8)依次固接构成,其中顶管(6)中装填有活性炭(10),滤孔管(8)的管壁上均匀布设多个气孔(9);

保持顶管(6)的上端面与地表面平齐,将N个滤管(4)垂直且均匀布设在曝气井(3)的周围,设滤孔管(8)与曝气井(3)之间的水平距离为H,H=2m‑5m,记滤孔管(8)的下端面为端面h3,端面h3位于端面h2以下0.3‑1.0m处;

步骤4,进行曝气修复

调节空气压缩机至曝气压力P后,将所述空气压缩机(1)通过气体管道(2)与曝气井(3)的上端相连通,即曝气口(5)开始进行曝气,且在曝气过程中,曝气口(5)与滤管(4)之间的土体因气体压力梯度产生气体流量;

将在曝气过程中曝气口(5)与滤管(4)之间产生的气体流量记为土体气体流量Q,土体气体流量Q的计算式如下:

其中,ρ为气体密度,g为重力加速度,μ为气体的粘滞系数,Kin为VOCs污染土体的固有渗透率,Krg为气体相对渗透率,A为VOCs污染土体的沿垂直于曝气口(5)与滤管(4)之间路程方向的截面的截面积,P0为外界气压,P0=0kPa;D为曝气口(5)与滤孔管(8)之间的水平距离;

该土体气体流量Q使土体中形成新的气体渗流通道(11),该新的气体渗流通道(11)加快了渗流通道两侧污染物的传质运移,实现了VOCs污染区土体的修复。

2.根据权利要求1所述的一种原位增强曝气修复低渗土体VOCs污染的方法,其特征在于,所述项管(6)的长度为30cm,滤孔管(8)的长度为2.5m,转接管(7)的长度包括0.5m、1m、

2m、4m四种,即通过增加转接管数量实现滤管(4)长度的调整。

3.根据权利要求1所述的一种原位增强曝气修复低渗土体VOCs污染的方法,其特征在于,步骤3所述将N个滤管(4)垂直且均匀布设在曝气井(3)的周围的具体方式包括:N=3,以曝气井(3)为中心,做一个正三角形,3个滤管(4)分别布设在正三角形的三个顶点上;

N=4,以曝气井(3)为中心,做一个菱形,4个滤管(4)分别布设在菱形的4个顶点上;

以曝气井(3)为圆心,做一个圆形,N个滤管(4)均匀布设在该圆形的圆周上。