CN103613236A - 一种曲流式地下水污染修复装置 - Google Patents

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Abstract

一种曲流式地下水污染修复装置，包括：以抽水井为中心挖一半圆形的圆坑，安装曲流式地下水污染修复装置：曲流式地下水污染修复装置的中心安装抽水管，抽水管连接抽水泵；抽水管位于抽水井的井口部分为环形分水槽，以环形分水槽为轴心辐射状的设有布水导管；该环形分水槽的四周为上升式环形槽道，且上升式环形槽道的底部为一呈圆弧状的曲流挡板；坑壁设置有阻隔挡板，该阻隔挡板的底部呈圆弧状，位于抽水井的一侧为向上折起的垂直边缘，将上升式环形槽道底部的曲流挡板整体包覆住；该上升式环形槽道与坑壁的阻隔挡板之间为自下渗环形槽道，并于自下渗环形槽道上部设置有环形布水槽；环形布水槽上设有布水孔。

Description

一种曲流式地下水污染修复装置
技术领域
本发明属于地下水污染修复技术范畴，具体地涉及一种曲流式地下水污染修复装置。
背景技术
地下水污染修复技术已成为当前国际上地下水污染防治的热点问题。目前的地下水修复技术主要分为：物理法修复技术、化学法修复技术和生物法修复技术。
物理法修复技术是以物理规律起主导作用的技术，主要包括：水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法、水力破裂处理法等。
化学法修复技术的核心是使用化学原理，主要包括：有机粘土法和电化学动力修复法。
生物法修复技术是指利用天然存在的或特别培养的生物（植物、微生物和原生动物）在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理技术。
然而对于复杂的地下水污染现状，单一的修复技术很难达到要求，因此复合法修复地下水污染技术得到了很好的发展。如渗透性反应墙修复技术、抽出处理修复技术及注气-土壤气相抽提技术均使用了多种技术配合去除地下水中污染物等。
异位抽出修复技术主要将地下水抽出后，采用地面采用污水处理技术修复受污染的地下水，其具有修复周期短、易于野外实际操作等优点，但其吸附于土壤颗粒上难于完全被脱附，从而导致修复后有机污染物会存在“滞尾”现象；异位抽出处理修复达标的水一般采用注水井人工动力回灌地下水，将会改变原有的地下水环境引起水质变化，同时也会增加修复成本。地下水PRB与注气抽出处理可在较少改变地下水环境的基础上，进行修复地下水污染。但整个修复过程存在周期长、运行难以维护及成本高等问题，但其以上的技术均是物理修复技术、化学修复技术及生物修复技术的组合修复技术，但也容易受到实际环境中污染物的种类和含水层介质的复杂性及水化学特征等各种环境因素影响，难以达到其最初技术设计的要求。另外这些技术往往仅是针对特定的污染物，不具有同时去除不同污染物的目的。
因此，针对各技术的特点，结合野外场地实际情况，如何研发高效的、分阶段去除污染物并降低修复成本的地下水污染修复技术是地下水污染物修复技术的目标之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于地下水污染高效、快速、低成本、可操作性强的曲流式地下水污染修复装置。
为实现上述目的，本发明提供的曲流式地下水污染修复装置，包括：
一抽水井，以抽水井为中心开挖一底部为半圆形的圆坑；在该圆坑内安装有如下曲流式地下水污染修复装置：
曲流式地下水污染修复装置的中心安装抽水管，抽水管插设在抽水井内并连接抽水泵；
抽水管位于抽水井的井口部分四周为一环形分水槽，以环形分水槽为轴心辐射状的设有布水导管；
该环形分水槽的四周为上升式环形槽道，且上升式环形槽道的底部为一呈圆弧状的曲流挡板；
在紧贴坑壁设置有阻隔挡板，该阻隔挡板的底部呈圆弧状，位于抽水井的一侧为向上折起的垂直边缘，将上升式环形槽道底部的曲流挡板整体包覆住；
该上升式环形槽道与阻隔挡板之间为自下渗环形槽道，并于自下渗环形槽道上部设置有环形布水槽；，
环形布水槽上设有布水孔；
自下渗环形槽道中设置有曝气装置，上升式环形槽道中填充有吸附材料；
抽水井内设置有用于在线监测水位和水质的探头；
抽水泵抽取的地下水由抽水管进入环形分水槽，并分配给辐射状的导水管进入环形布水槽上的布水孔进行布水，直接进入自下渗环形槽道，在自下渗环形槽道中的曲流挡板的阻挡下逐渐渗入上升式环形槽道，再经上升式环形槽道中通过物理、化学及生物作用去除自下渗环形槽道未完全去除的污染物，并在水头差的存在下越过阻隔挡板的垂直边缘进入自由下渗区域，并经快速下渗筛板进入浅层含水层。
所述的曲流式地下水复合污染修复装置中，抽水井内设置有筛管，抽水泵为一潜水泵，置于地下水位以下的筛管内。
所述的曲流式地下水污染修复装置中，自下渗环形槽道外接一收集挥发性有机物气体的气体收集过滤装置。
所述的曲流式地下水污染修复装置中，自下渗环形槽道和上升式环形槽道中填充的吸附材料为多孔陶瓷颗粒。
所述的曲流式地下水污染修复装置中，自由下渗区域内填充有粒径为5mm-7mm的沸石，并在自由下渗区域的底部填充有粒径为2-3mm的细砂。
本发明具有的优点：
1）本发明具有占地面积小，增加水力停留时间，减少反应死区，提高污染物去除效果，实现多相介质分阶段外循环去除地下水中污染物，并可有效的解决地下水异位处理后的去向问题；
2）本发明提供的地下水污染修复装置，适用于浅层含水层地下水污染修复，且具有可操作性强，便于维护，可提高地下水修复效率以及降低修复成本。
附图说明
图1为本发明提供一种曲流式地下水污染修复装置的剖面图。
图2为本发明的装置的俯视图。
附图中主要组件符号说明：
1自下渗环形槽道；2上升式环形槽道；3抽水管；4曲流挡板；5快速下渗筛板；6环形布水槽；7环形分水槽；8潜水泵；9阻隔挡板；9a垂直边缘；10导水管；11自由下渗区域；12布水孔；13在线监测探头。
具体实施方式
本发明基于以上地下水有机污染物原位与异位修复技术存在的不足之处，提供一种用于地下水污染高效、快速、低成本、可操作性强的修复装置。
根据实际场地有机污染的分布特征，设置抽水井位置，并结合地下水埋深设置筛管层位。以抽水井为中心开挖一定半径的半圆形坑，将建造好的曲流式地下水污染修复装置吊放于半圆坑中。本发明装置的制作材料可以选用有机玻璃。
本发明的曲流式地下水污染修复装置通过潜水泵8抽取受污染的地下水，由抽水管3进入环形分水槽7，并通过辐射状的导水管10进入环形布水槽6上均匀分布的布水孔12进行布水，直接进入自下渗环形槽道1。抽出的受污染地下水不断进入自下渗环形槽道1中，经自下渗环形槽道1中吸附材料的吸附和曝气装置的曝气之后，可去除相对应的污染物，并在曲流挡板4的阻挡下逐渐渗入上升式环形槽道2，再经上升式环形槽道2中填充的吸附材料通过物理、化学及生物作用，起到去除其他污染物的目的，同时可进一步去除自下渗环形槽道1未完全去除的污染物，并在水头差的存在下越过垂直设置有的阻隔挡板9的垂直边缘9a进入自由下渗区域11，并经快速下渗筛板5进入浅层含水层。
本发明还可以针对挥发性有机物，可额外设置气体收集装置。
本发明的抽水井内设置有用于在线监测水位和水质的探头13。
现举实施例说明本发明的曲流式地下水复合污染修复装置及实际操作过程。
实施例1
针对受氯乙烯与重金属污染的浅层地下水，埋深在3.0m，含水层厚度为5m，并通过微水试验可知渗透系数是10.6m/d。
建设地下水抽水井，其筛管深度设置为4m，其长度为3m。以抽水井为中心开挖半径为2m的半圆形坑，将建造好的曲流式地下水复合污染修复装置吊放于半圆坑中。
自下渗环形槽道1中设置一曝气装置，并外接一气体收集过滤装置，在上升式环形槽道2填充吸附材料（如多孔陶瓷颗粒），并在自由下渗区域11填充小粒径沸石（粒径5mm-7mm），并在半圆坑的底部填充粒径为2-3mm的细砂。受污染的地下水在曝气的作用下氯乙烯挥发去除，经曝气修复后经曲流板进入填充多孔陶瓷颗粒的上升式环形槽道2，重金属被吸附后再经阻挡隔板9垂直向上折起的边缘溢流渗入填充有小粒径沸石和底部的细砂，进入浅层含水层顶部。整个过程中氯乙烯去除率达到85%、重金属的去除率达到70%，并使修复后的地下水自然下渗目的，处理量120m3/d。
实施例2
选择受有机物污染和氨氮污染的垃圾填埋场，其地下水埋深3.5m左右，含水层厚度近10m，其渗透系数是8.7m/d。
建设地下水抽水井，其筛管深度设置为6m，其长度为3m。以抽水井为中心开挖半径为1.5m的半圆形坑，将建造好的曲流式地下水复合污染修复装置吊放于半圆坑中。自下渗环形槽道1中上部填充大粒径的沸石材料（0.8mm-1.2mm），沸石材料中安装曝气头，可外接曝气。上升式环形槽道2以及自由下渗区填充小粒径沸石（粒径5mm-7mm），填充厚度保证共2.5m，并在底部填充粒径为2-3mm的细砂。受污染的地下水在曝气的作用下有机物挥发去除，在自下渗环形槽道1填充的沸石上挂膜后，可将氨氮转化为硝酸盐，再经曲流挡板4进入填充小粒径沸石的上升式环形槽道2和自由下渗区域11，在硝化作用下去除水中的硝酸盐，从而达到去除有机物的同时也去除氨氮的作用。因此修复过程中有机物去除率达到72%、氨氮的去除率达到84%，并使修复后的地下水自然下渗目的，处理量85m3/d。

Claims (5)

1.一种曲流式地下水污染修复装置，包括：
一抽水井，以抽水井为中心开挖一底部为半圆形的圆坑；在该圆坑内安装有如下曲流式地下水污染修复装置：
曲流式地下水污染修复装置的中心安装抽水管，抽水管插设在抽水井内并连接抽水泵；
抽水管位于抽水井的井口部分四周为一环形分水槽，以环形分水槽为轴心辐射状的设有布水导管；
该环形分水槽的四周为上升式环形槽道，且上升式环形槽道的底部为一呈圆弧状的曲流挡板；
在紧贴坑壁设置有阻隔挡板，该阻隔挡板的底部呈圆弧状，位于抽水井的一侧为向上折起的垂直边缘，将上升式环形槽道底部的曲流挡板整体包覆住；
该上升式环形槽道与阻隔挡板之间为自下渗环形槽道，并于自下渗环形槽道上部设置有环形布水槽；环形布水槽上设有布水孔；
自下渗环形槽道中设置有吸附材料和曝气装置，上升式环形槽道中填充有吸附材料；
抽水井内设置有用于在线监测水位和水质的探头；
抽水泵抽取的地下水由抽水管进入环形分水槽，并分配给辐射状的导水管进入环形布水槽上的布水孔进行布水，直接进入自下渗环形槽道，在自下渗环形槽道中的曲流挡板的阻挡下逐渐渗入上升式环形槽道，再经上升式环形槽道中通过物理、化学及生物作用去除自下渗环形槽道未完全去除的污染物，并在水头差的存在下越过阻隔挡板的垂直边缘进入自由下渗区域，并经快速下渗筛板进入浅层含水层。
2.根据权利要求1所述的曲流式地下水污染修复装置，其中，抽水井内设置有筛管，抽水泵为一潜水泵，置于地下水位以下的筛管内。
3.根据权利要求1所述的曲流式地下水污染修复装置，其中，自下渗环形槽道外接一收集挥发性有机物气体的气体收集过滤装置。
4.根据权利要求1所述的曲流式地下水污染修复装置，其中，自下渗环形槽道和上升式环形槽道中填充的吸附材料为多孔陶瓷颗粒。
5.根据权利要求1所述的曲流式地下水污染修复装置，其中，自由下渗区域内填充有粒径为5mm-7mm的沸石，并在自由下渗区域的底部填充有粒径为2-3mm的细砂。
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