CN105060520B - 一种内循环式地下水修复装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种内循环式地下水修复装置，其特征在于，其包括：内套式井管，内套式井管从地表面延伸至承压含水层，且依次穿过浅层含水层和隔水层，用于修复承压含水层内受污染的地下水；内套式井管包括：外井管和内井管，内井管设置于外井管内；外井管位于承压含水层处的管壁上设置有多个第一筛孔，位于浅层含水层处的管壁上设置有多个第三筛孔；内井管顶端设置有溢流口，管壁上设置有多个第二筛孔，且与第三筛孔一一对应设置，第二筛孔与第三筛孔通过导管连通；第二修复材料层，填充在内井管管内；第一修复材料层，第一修复材料层填充在内井管和外井管之间，同时，相应地本发明实施例还提供一种内循环式地下水修复方法，有效修复了受污染的承压水层。

Description

一种内循环式地下水修复装置及方法

技术领域

本发明实施例涉及一种地下水污染修复技术装置及方法，尤其涉及一种内循环式地下水修复装置及方法。

背景技术

目前我国地下水污染越来越严重，趋势由浅层地下水向深层地下水污染蔓延，大量的污染物通过浅层含水层或者直接进入深层含水层。目前，对于承压含水层的污染不容忽视，其污染形式更具有隐蔽性、复杂性以及难以有效修复等特性，从而导致修复周期长、费用投入大。另外，由于承压地下水埋深一般都比较深，普通的原位修复技术不能有效的修复承压含水层污染，只能采取异位抽提技术将受污染的地下水抽至地表后，采用相应的水处理技术处理，此技术存在着不同程度的问题和不足。抽出处理技术能耗大、环境扰动大、地表水处理量大以及处理达标后水的去向问题，因此采用异位处理技术修复承压含水层难度大和成本高。

基于以上分析地下水承压含水层修复技术所存在的不足和缺点，如何开发低成本、经济且有效的承压含水层污染修复技术的重点攻关技术之一。

发明内容

针对现有技术方案存在的问题，本发明实施例提供一种内循环式地下水修复装置及方法，尤其适用于修复受污染的承压含水层。

本发明实施例提供一种内循环式地下水修复装置，其包括：

内套式井管，所述内套式井管从地表面延伸至承压含水层，且依次穿过浅层含水层和隔水层，用于修复所述承压含水层内受污染的地下水；所述内套式井管包括：外井管和内井管，所述内井管设置于所述外井管内；所述外井管位于所述承压含水层处的管壁上设置有多个第一筛孔，位于所述浅层含水层处的管壁上设置有多个第三筛孔；所述内井管顶端设置有溢流口，管壁上设置有多个第二筛孔，且与所述第三筛孔一一对应设置，所述第二筛孔与所述第三筛孔通过导管连通；

第二修复材料层，填充在所述内井管管内；

第一修复材料层，所述第一修复材料层填充在所述内井管和所述外井管之间。

优选地，所述导管为辐射状导管。

优选地，所述第一筛孔为条纹状。

优选地，所述第三筛孔为四个，均匀朝向四个方向。

优选地，所述溢流口为“倒三角”式溢流口，且所述“倒三角”式溢流口的顶端高于所述第一修复材料层的顶端。

优选地，所述第二修复材料层为圆柱状或者圆环状，厚度为5cm-10cm，且紧贴所述内井管内管壁。

另外，优选地，所述第一修复材料层为扇形修复第一修复材料层，且紧贴所述外井管内管壁和所述内井管外管壁。

相应的本发明实施例还提供一种内循环式地下水修复方法，其包括：

(1)将上述任一所述的内循环式地下水修复装置设置在预置的修复井内，所述内循环式地下水修复装置的所述第一筛孔设置于承压含水层位置，所述第二筛孔和所述第三筛孔设置于浅层含水层，所述溢流口顶端位置是根据所述承压含水层水位和所述浅层含水层水位设置的，所述溢流口顶端低于所述承压含水层水位且高于所述浅层含水层水位；

(2)所述承压含水层中的水在压力作用下，经过所述第一筛孔进入到所述外井管内，通过所述第一修复材料层上升至所述溢流口处，通过所述溢流口进入到所述内井管，再经过所述第二修复材料层，通过所述第二筛孔、所述导管以及所述第三筛孔进入到所述浅层含水层。

优选地，在步骤(1)之前还包括下述步骤：

(a)根据承压含水层和所述浅层含水层的位置，建设浅层含水层监测井和承压含水层监测井，确定2口井的水位差；

(b)根据所述水位差，制作如权利要求1-7中的任一权利要求所述的内循环式地下水修复装置。

利用本发明实施例的技术方案可以有效地修复受污染的承压水层，经济方面，降低了修复承压水的难度以及修复成本和能耗，对于环保方面，采用内循环的方式解决处理后的水的去向问题，维持了地下水的平衡，对环境搅动小，减小了对环境的破坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明实施例的一部分，本发明实施例的示意性实施例及其说明用于解释本发明实施例，并不构成对本发明实施例的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的内循环式地下水修复装置修复工艺流程示意图；

图2为本发明实施例的内循环式地下水修复装置横向剖面示意图；

图3为本发明实施例的第一修复材料层的一优选方案扇形修复第一修复材料层示意图；

图4为本发明实施例的内循环式地下水修复方法的流程示意图。

1：承压水水流方向；2：第一筛孔；3：外井管；4：溢流口；

5：内井管水流方向；6：内井管；7：导管；8：浅层含水层；9：隔水层

10：承压含水层；11：浅层含水层水位；12：第一修复材料层；13：第二修复材料层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

本发明实施例的主要思想在于，根据本发明实施例的技术方案，将内循环式地下水修复装置安装设置完成后，受污染的承压含水层地下水在压力作用下，通过设置于外井管下部的第一筛孔进入外井管，并穿过第一修复材料层上升至设置于内井管顶端的溢流口，再经第二修复材料层后通过第二筛孔、导管以及第三筛孔进入到浅层含水层，从而实现内循环式运行，使受污染的承压含水层地下水得到循环式修复。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明实施例作进一步地详细说明。

图1为本发明实施例的内循环式地下水修复装置修复工艺流程示意图，图2为本发明实施例的内循环式地下水修复装置横向剖面示意图，图3为本发明实施例的第一修复材料层的一个优选方案扇形修复第一修复材料层示意图。

如图1、图2和图3所示：

本发明实施例提供一种内循环式地下水修复装置，其包括：

内套式井管，内套式井管从地表面延伸至承压含水层10，且依次穿过浅层含水层8和隔水层9，用于修复承压含水层10内受污染的地下水，内套式井管包括：外井管3和内井管6，内井管6设置于外井管3内，外井管3位于承压含水层10处的管壁上设置有多个第一筛孔2，位于浅层含水层8处的管壁上设置有多个第三筛孔，优选地，第一筛孔2为条纹状，第一筛孔2是受污染的承压含水层的进水口，条纹状可以有效地进行粗过滤，防止第一筛孔2被堵住影响水流的流动，第一筛孔2也可以设计成其他形状，如网状，格栅状等等，这里不做限定，优选地，第三筛孔为四个，均匀朝向四个方向，朝向不同的四个方向将处理后的水流向不同的地方，避免造成水流单一方向流动，破坏地下水位的平衡。

内井管6顶端设置有溢流口4，管壁上设置有多个第二筛孔，且与第三筛孔一一对应设置，第二筛孔与第三筛孔通过导管7连通，第二修复材料层13，填充在内井管6管内，优选地，导管7为辐射状导管，通过辐射状导管将第二筛孔和第三筛孔连接在一起，实现了外井管3和内井管6的连通，使修复后的水可以由内井管6通过导管7经过外井管3流向浅层含水层8，导管7呈辐射状，可以通向各个不同的方向，使处理后的水可以更加快速地流动，是循环更加顺畅，承压含水层10的水在压力的作用下，上升至内井管6顶端的溢流口4，经过修第二修复材料层13，通过第二筛孔、导管7以及第三筛孔进入到浅层含水层8，优选地，溢流口4为“倒三角”式溢流口，且“倒三角”式溢流口的顶端高于第一修复材料层12的顶端，溢流口4设计成“倒三角”式，可以充分地将水流引导至内井管6，且“倒三角”式溢流口的顶端高于第一修复材料层12的顶端，使得受污染的水可以充分地经过第一修复材料层12，伴随有沉淀作用有效地去除污染物，使得上层较澄清的水进入到内井管6中，进行二次修复，优选地，第二修复材料层13为圆柱状或者圆环状，厚度为5cm-10cm，且紧贴内井管6内管壁，第二修复材料层13所修复的水是经过第一修复材料层12的较澄清的水，所以第二修复材料层13需要更加细致，才能对其修复的水更好地修复，有效的去除污染物。

第一修复材料层12，第一修复材料层12填充在内井管6和外井管3之间，优选地，第一修复材料层12为扇形修复修复材料层，且紧贴外井管3内管壁和内井管6外管壁，第一修复材料层12主要的作用是将进入到外井管3的受污染的承压水经过过滤去除污染物，将第一修复材料层12设计成扇形可以更加紧密的贴合在外井管内管壁上和内井管外管壁上，使水能够更加充分地与第一修复材料层12接触，不会因为第一修复材料层12与管壁贴合不紧密造成污染水没有经过第一修复材料层12直接进入到内井管6的情况发生。

图4为本发明实施例的内循环式地下水修复方法的流程示意图，如图4所示：

相应地本发明实施例还提供了一种内循环式地下水修复方法，其包括以下步骤：

步骤1：将上述任一的内循环式地下水修复装置设置在预置的修复井内，内循环式地下水修复装置的第一筛孔2设置于承压含水层10位置，第二筛孔和第三筛孔设置于浅层含水层8，溢流口4顶端位置是根据承压含水层10水位和浅层含水层8水位设置的，溢流口4顶端低于承压含水层10水位且高于浅层含水层8水位；

步骤2：承压含水层10中的水在压力作用下，经过第一筛孔2进入到外井管3内，通过第一修复材料层12上升至溢流口4处，通过溢流口4进入到内井管6，再经过第二修复材料层13，通过第二筛孔、导管以及第三筛孔进入到浅层含水层8。

优选地，在步骤(1)之前还包括下述步骤：

步骤a：根据承压含水层10和浅层含水层8的位置，建设浅层含水层监测井和承压含水层监测井，确定2口井的水位差；

步骤b：根据水位差，制作上述任一的内循环式地下水修复装置。

本发明的方法的操作步骤与内循环式地下水修复装置的结构特征相对应，可以相互参照，这里不再一一赘述。

具体实施例：

1、针对污染场地，开展污染状况分布调查，掌握承压含水层污染的准确位置；

2、根据实际场地有机污染的分布特征，建设两个环境监测井，一个浅层监测井，另一个是承压含水层监测井，观测2口井的水位差；

3、依据步骤2中的水位差，制作内套式井管，主要包括外井管3和内井管6，外井管3位于承压含水层10处的管壁上设置有多个第一筛孔2，外井管3位于浅层含水层8处设置有多个第三筛孔，内井管6管壁上设置有多个第二筛孔，且与所述第三筛孔一一对应设置，第二筛孔与第三筛孔通过导管7连通，内井管6顶端按照承压含水层10水位处设置“倒三角”式溢流口，溢流口顶端低于承压含水层水位，高于浅层含水层水位；

4、采用钻机钻孔，将第一筛孔2设置于受污染的承压含水层10，将第二筛孔和第三筛孔设置于浅层含水层8，安装完成；

5、将制备成扇形的第一修复材料层12安放进外井管3和内井管6之间，并将圆柱状或者圆环状第二修复材料层13放置在内井管6内，第二修复材料层13主要是依据内井管6的直径制作为圆柱状或者圆环状，厚度为5cm—10cm；

6、内循环式地下水修复装置安装完成后，受污染的承压含水层10的地下水在压力作用下沿着承压水水流方向1通过第一筛孔2进入外井管3内，经过第一修复材料层12上升到内井管3顶端的溢流口4，再经过第二修复材料层13后，通过第二筛孔、导管以及第三筛孔沿着内井管水流方向5进入浅层含水层8，从而实现内循环式运行，实现修复的目的。

综上所述，根据本发明实施例提供的一种内循环式地下水修复装置及方法，本发明实施例具有修复污染高效、快速、低成本、可操作性强的的特点，通过套管及内井管内填充的第二修复材料层和外井管内填充的第一修复材料层，使受污染的承压含水层的水经过层层修复，达到可以排放的标准后排放到浅层含水层，达到地下水的内循环式的修复处理，保护了环境，利用本发明实施例的技术方案可以有效地修复受污染的承压水层，经济方面，降低了修复承压水的难度以及修复成本和能耗，对于环保方面，采用内循环的方式解决处理后的水的去向问题，维持了地下水的平衡，对环境搅动小，减小了对环境的破坏。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种内循环式地下水修复装置，其特征在于，其包括：

内套式井管，所述内套式井管从地表面延伸至承压含水层，且依次穿过浅层含水层和隔水层，用于修复所述承压含水层内受污染的地下水；所述内套式井管包括：外井管和内井管，所述内井管设置于所述外井管内；所述外井管位于所述承压含水层处的管壁上设置有多个第一筛孔，位于所述浅层含水层处的管壁上设置有多个第三筛孔；所述内井管顶端设置有溢流口，管壁上设置有多个第二筛孔，且与所述第三筛孔一一对应设置，所述第二筛孔与所述第三筛孔通过导管连通；

第二修复材料层，填充在所述内井管管内；

第一修复材料层，所述第一修复材料层填充在所述内井管和所述外井管之间。

2.如权利要求1所述的内循环式地下水修复装置，其特征在于，所述导管为辐射状导管。

3.如权利要求1所述的内循环式地下水修复装置，其特征在于，所述第一筛孔为条纹状。

4.如权利要求1所述的内循环式地下水修复装置，其特征在于，所述第三筛孔为四个，均匀朝向四个方向。

5.如权利要求1所述的内循环式地下水修复装置，其特征在于，所述溢流口为“倒三角”式溢流口，且所述“倒三角”式溢流口的顶端高于所述第一修复材料层的顶端。

6.如权利要求1所述的内循环式地下水修复装置，其特征在于，所述第二修复材料层为圆柱状或者圆环状，厚度为5cm-10cm，且紧贴所述内井管内管壁。

7.如权利要求1所述的内循环式地下水修复装置，其特征在于，所述第一修复材料层为扇形修复材料层，且紧贴所述外井管内管壁和所述内井管外管壁。

8.一种内循环式地下水修复方法，其特征在于，其包括：

(1)将如权利要求1-7中的任一权利要求所述的内循环式地下水修复装置设置在预置的修复井内，所述内循环式地下水修复装置的所述第一筛孔设置于承压含水层位置，所述第二筛孔和所述第三筛孔设置于浅层含水层，所述溢流口顶端位置是根据所述承压含水层水位和所述浅层含水层水位设置的，所述溢流口顶端低于所述承压含水层水位且高于所述浅层含水层水位；

(2)所述承压含水层中的水在压力作用下，经过所述第一筛孔进入到所述外井管内，通过所述第一修复材料层上升至所述溢流口处，通过所述溢流口进入到所述内井管，再经过所述第二修复材料层，通过所述第二筛孔、所述导管以及所述第三筛孔进入到所述浅层含水层。

9.如权利要求8所述的内循环式地下水修复方法，其特征在于，在步骤(1)之前还包括下述步骤：

(a)根据承压含水层和所述浅层含水层的位置，建设浅层含水层监测井和承压含水层监测井，确定2口井的水位差；

(b)根据所述水位差，制作如权利要求1-7中的任一权利要求所述的内循环式地下水修复装置。