多種藥劑混合注射的鉆桿裝置的設計

李寧+尹業新

摘 要：對于常規原位土壤和地下水污染修復中的多種藥劑共同作用時所用的鉆桿設備進行研究，提出了一種新型的鉆桿結構，解決了常規鉆桿工作時由于主體藥劑與活化劑反應的速度非常快而導致修復藥品氧化性差、降低修復效果的問題。

關鍵詞：鉆桿 混合注射 原位修復

1前言

隨著經濟的快速發展，大量化學物質的使用已造成土壤和地下水不同程度的污染。目前土壤和地下水修復技術主要有異位修復和原位修復。原位修復包括原位生物修復、植物修復、化學修復等。這些技術往往需要將合適的生物制劑或化學藥劑原位注射到土壤和地下水中，使得生物或藥劑與土體和地下水充分混合，以達到修復的目的。傳統的注射技術是采用注射鉆桿下壓的方式進行，而注射鉆桿同一時間只能注射一種藥劑，對于需要多種藥劑共同作用的污染場地，此注射鉆桿已大大影響污染場地修復效果。如原位化學氧化中常用的芬頓試劑，其組成為主體藥劑H2O2和活化劑，現有注射鉆桿是將兩種藥劑混合之后，再注入土壤和地下水中。但由于主體藥劑與活化劑反應的速度非常快，在此注入過程中，與污染物接觸前，氧化性已大打折扣，其修復污染物的效果也將遠低于預期。因此，需要一種新的鉆桿裝置，可同時注入兩種藥劑，并且在接觸到污染物后在起反應，提高修復效果。

2設計要求

要在一套下壓鉆桿裝置內設置兩個相對隔離的容腔，用于分別兩種藥劑；

在此鉆桿裝置內設置兩個注射口，分別注射兩種藥劑到兩個容腔。

此兩個容腔在到達污染深度后分別注射排放兩種藥劑，使兩種藥劑在污染水中接觸反應，降低對其性能的浪費；

3設計結構方案

在本設計方案中，整套鉆桿裝置由1-鉆頭組件；2-內桿；3-外鉆桿；4-頂內桿；5-頂外桿；6-液壓管；7-直通接頭；8-直角接頭；9-鉆頭；10-復位彈簧；11-O圈；12-止回閥套；13-高壓噴嘴等組成。

本方案中鉆桿設計為雙層空心套管結構（如圖一所示）。此設計結構外鉆桿和內桿間可形成容腔A，內桿內部形成容腔B；容腔A和容腔B分別有藥劑注射口；在鉆頭組件中，上側有與容腔A相通的多個高壓噴嘴向下傾斜排布，下側有與容腔B相通的多個高壓噴嘴向上傾斜排布。容腔A和容腔B分別與藥劑注入口A和藥劑注入口B相通。從而形成兩個注射通道。

鉆桿裝置下壓到指定位置后，藥劑A通過藥劑注入口A、容腔A、藥劑A噴射口傾斜向下噴出，藥劑B通過藥劑注入口B、容腔B、藥劑B噴射口傾斜向上噴出，兩種藥劑在污染水中在混合面處混合，可最有效的保證藥劑效用（如圖二所示）。

本方案中可根據藥劑注入壓力和注入量調整兩種藥劑噴嘴間的距離和噴射角度，以便更好地修復污染。

4結論

本鉆桿裝置可有效改善常規注射鉆桿的弊端，可大大提高地下水原位修復效果。

參考文獻：

[1] 尹業新 一種用于多種藥劑混合注射的鉆桿裝置：中國.205858196[P].2017.01.04endprint