申请日2001.07.12
公开(公告)日2004.02.04
IPC分类号B09C1/00; G01N33/18; C02F1/20
摘要
从地下水提取井(6)回收污染的地下水，并且在抽水和处理系统(5，9)中处理该地下水以去除污染物。从远离地下水提取井(6)的地方监控该处理过程，并根据监控调整该处理过程以去除污染物。处理污染的水成份的系统(5，9)包含用以截流污染的水成分的截流区，和用以接收和处理来自截流区的污染的水成分的地面抽水和处理系统。该系统还包含传感器，该传感器检测污染的水成分中的污染物，和监控器(55)，该监控器接收来自传感器的关于污染物的信息，并持续控制抽水和处理系统以处理污染的水成分。该监控器(55)位于远离抽取和处理系统(5，9)的地方。
権利要求書
1.处理污染的水成份的方法，包含：
从抽水和处理系统(9)的地下水提取井(6)中回收所述污染水成 份;
处理所述水成份，以去除污染物;
在远离所述地下水提取井(6)的地方监控所述水成份的所述处理过 程;
根据对所述水成份的监控，调整所述处理过程以去除污染物。
2.权利要求1中的方法，还包含：
将一种不易反应的气体喷入所述污染的水成份，以分离挥发性的污 染物;和
监控来自所述水成份的所述挥发性污染物。
3.权利要求1中的方法，还包含：
使所述污染的水成份渗透过薄膜，用以从所述成份中分离所述污染 物;和
监控所述分离的污染物。
4.权利要求1中的方法，其中所述水成份包含地下水，所述方法 还包含：
在地下截流区截流所述地下水，从截流区抽取地下水到地面，并通 过在地面处理现场去除污染物来处理所述地下水。
6.权利要求5中的方法，还包含将所述处理好的地下水重新充回 地下，将所述处理好的地下水排放到地面水体或将所述处理好的地下水 排放到市政污水厂收集器。
7.权利要求1中的方法，其中所述监控包含取样所述水成份。
8.权利要求7中的方法，其中所述取样包含喷射来自所述水成份 的挥发性有机化合物并检测所述挥发性有机化合物。
9.权利要求7中的方法，其中所述取样包含
提供相互连接的管状器件网络，以定义流体通道和位于所述通道内 的喷头(225);
使水成份在所述喷头(225)附近流动;
使得来自所述喷头(225)的气体流过所述水成份，以喷射挥发性有 机化合物并将所述挥发性有机化合物传送到形成的顶部空间;
在所述顶部空间检测所述挥发性有机化合物，以测定所述污染的水 成份中的挥发性有机化合物内容。
10.权利要求1中的方法，其中所述监控包含监控所述井中的所述 水成份中的污染物特征，其中所述井包括探测器和传感器(12)。
11.权利要求1中的方法，其中所述监控包含检测污染物，并将有 关所述污染物的信号从所述井模块传送到数据收集器(20)。
12.权利要求11中的方法，其中所述数据收集器(20)收集所述 信号并传送关于所述污染物的信息，该信息得自所述信号。
13.权利要求12中的方法，其中所述收集器(20)传送所述信息 到远程监控器(50)。
14.权利要求13中的方法，其中所述信息传送通过网页连接，电话 调制解调器连接，无线电连接，网络连接，无线连接，蜂窝连接，卫星 连接，因特网连接或它们的组合来实现。
15.权利要求13中的方法，还包含从所述远程监控器(50)输出 污染物报告。
16.权利要求1中的方法，包含监控多个地下水提取井中的所述水 成份的所述处理过程。
17.处理污染的水成份的系统(1)，包含：
截流区，用以截流污染的水成份;
地面抽水和处理系统(9)，用以接收和处理来自所述截流区的所述 污染的水成份;
传感器(12)，该传感器检测所述污染的水成份中的污染物;
监控器(50)，用以接收来自所述传感器(12)的关于所述污染物 的信息，并持续控制所述抽水和处理系统(9)以处理所述污染的水成份;
其中所述监控器(50)位于远离所述抽水和处理系统(9)的地方。
18.权利要求17中的系统(1)，还包含喷头(225)，用以将不 易反应气体喷入所述污染的水成份。
19.权利要求18中的系统(1)，还包含渗透器，用以使所述污染 的水成份渗透过薄膜，从而分离挥发性污染物，其中所述挥发性污染物 由所述传感器(12)检测。
20.权利要求17中的系统(1)，还包含与所述传感器(12)联系 的发射器(24)，用以传送关于所述污染物的信号。
21.权利要求20中的系统(1)，还包含收集器(20)，用以接收 来自发射器(24)的所述信号。
22.权利要求21中的系统(1)，其中所述收集器(20)能够传送 关于所述污染物的信号到监控器(50)。
23.权利要求22中的系统(1)，还包含连接数据收集器(20)和 监控器(50)的通信链接(30)，该通信链接(30)能传送所述信号， 使得位于监控器(50)的用户能获得关于污染物的信息。
24.权利要求23中的系统(1)，其中通信链接(30)包含网页连 接。
25.权利要求23中的系统(1)，其中通信链接(30)包含网络。
26.权利要求23中的系统(1)，其中通信链接(30)包含电话调 制解调器连接，无线电通信链接，网络通信链接，无线通信链接，蜂窝 通信链接，卫星通信链接，网页连接，因特网连接或它们的组合。
27.权利要求23中的系统(1)，还包含所述收集器(20)和所述 传感器(12)之间的双向通信(30)，以允许所述探测器的选择，活化， 钝化，修改，调整，操作或复位
28.权利要求23中的系统(1)，还包含所述监控器(50)和所述 抽水和处理系统(9)之间的通话装置(26)，用以根据来自所述监控器 (50)的信号，控制所述抽水和处理系统(9)。
29.权利要求21中的系统(1)，其中收集器(20)包含控制器(22)。
30.权利要求29中的系统(1)，其中控制器(22)包含计算机。
31.权利要求21中的系统(1)，其中收集器(20)包含收发器(24)。
32.权利要求31中的系统(1)，其中收发器(24)包含集成天线 (23)或分离天线(23)。
33.权利要求17中的系统(1)，其中传感器(12)包含原位传感 器，水气传感器，化学传感器，纤维光学传感器，固态传感器，金属氧 化物传感器，电化传感器和它们的组合。
34.权利要求17中的系统(1)，包含多个检测污染物的传感器 (12)。
说明书
远程监控地下水处理的方法和系统
发明领域
本发明涉及用于地下水远程监控的方法和系统。本发明特别涉及处 理现场的抽水和处理方法的远程监控。
背景技术
来自污染源的污染物可接触到地下水蓄水层，形成地下水污染流。 该流可沿着地下水流方向迁移。一种抽水和处理方法可用于提供包含污 染流的蓄水层的处理。抽水和处理方法工作如下，在截流区截流地下水， 从截流区抽取地下水到地面，在地面处理单元去除污染物，然后或者将 处理好水重新充回地下，或者将它排到地面水体或市政污水处理厂。一 旦地下水被抽到地面，通过既定处理技术或既定技术的组合，污染物可 被去除至很低水平。通常使用的地面处理技术的实例包含空气抽提，碳 吸附，油水分离，化学氧化，膜过滤，金属沉淀/吸附和离子交换。
抽水和处理是一种接受的处理技术，可是它涉及高的设备和劳力费 用。提高抽水和处理的努力集中在两个不同阶段的控制上-在迁移至或 在截流区过程中的原位阶段和抽取到地面后的处理阶段。该两阶段涉及 不同的考虑。近距离监控抽水和处理系统以保证过程有效性和调节柔性 将是有好处的。另外，提供监控将是有好处的，因为这将保证因有效监 控节省的费用不会因监控本身的费用而浪费。迄今，有效的抽水和处理 系统监控仅限于第一原位置阶段的控制。例如，Misquitta， U.S.Pat.5,639,380揭示了监控提取井以控制地下水的流体动力。在 Misquitta过程中，以第一流速从井里提取地下水，周围区域的流体动 力被监控，流体动力信息被传输到计算机控制器，该控制器计算新的第 二流速并自动调节水泵到第二流速，以保持期望的截流区域。类似地， Dawson，U.S.Pat.5,316,085揭示了在井中提供流体位置检测装置。水 泵可根据检测装置控制流体位置。Lowry等人的U.S.Pat.6,098,448揭 示了测定可渗透性，即土壤对液体流的传导率。
这些监控专利仅限于在井的附近检测水压或流体动力以调整水流。 尽管这对控制抽水和处理系统很重要，但是涉及地面处理步骤的考虑也 很重要。地面处理步骤的控制可以根据来自截流区的馈送地下水和来自 处理设施的产出水两者或之一中的污染物的性质和范围。污染物性质和 范围的检测取决于样本的适时检验和取样系统代表性地获取主要的污染 物的能力。
常规的处理现场监控，诊断，和报告是昂贵且劳力密集的操作。每 口井处理现场的监控，诊断和报告的年费用经常超过2000美元。常规处 理现场监控，诊断和报告方法和系统包含在处理现场提供一口井或其它 地下水获取装置。一个人访问处理现场，定位水井并进入水井。水井中 的水被特征取样(下文中为″地下水特征″)，例如，但不限于，水质 参数;地下水位;和地下水中的污染物如苯，甲苯，乙荃，二甲苯(BTEX)， 芳香烃和氯化溶剂如三氯乙烯(TCE)，四氯乙烯(PCE)和它们的降解 产品，二氯乙烯和乙烯基氯化物。然后地下水样本被传送到实验室，该 实验室经常远离处理现场。然后该样本经过合适的方法分析以得到一定 的特征。费用与每个步骤相关，并且与水井和实验室的相对位置紧密相 关。确切的费用取决于处理现场，反映了实施分析的复杂程度。期望获 得地下水的实时数据。样本从水井传输到实验室需要时间。另外，时间 延时与地下水样本的分析有关。
首先需要监控，诊断和报告流到或流自水泵和处理区的污水的特 征，其次需要对抽水和处理过程和系统的污水进行精确取样的系统和过 程。
发明概述
本发明提供了一种方法和系统，以监控地下水抽水和处理系统及使 用由监控获得的信息控制系统。在该方法中，从地下水提取井回收污染 的水成份，并在抽水和处理系统中处理该地下水以去除污染物。在远离 地下水提取井的地方监控该水成份的处理，并根据监控调整处理过程以 去除污染物。
在另一实施例中，本发明涉及处理污染的水成份的系统。该系统包 含截取污染的水成份的截流区和从截流区接收并处理污染的水成份的地 面抽水和处理系统。该系统也包括检测污染的水成份中的污染物的传感 器，和从传感器接收关于污染物的信息并连续控制抽水和处理系统处理 污染的水成份的监控器。该监控器位于远离抽水和处理系统的地方。
