CN109502795B - 单井内嵌式可移动反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单井内嵌式可移动反应器,其包括进水管、出水管、橡胶板、进水PRB包覆层和出水PRB包覆层;进水管上开设有多个进水滤水孔,其外部包裹有进水PRB包覆层;进水管的底部套设有下法兰;进水管的上端外部套设有橡胶板,且内部封闭,所述橡胶板上开设有多个中间滤水孔;所述出水管设置于所述进水管上方,所述出水管的外部包裹有出水PRB包覆层,并且所述出水管上开设有多个出水滤水孔;所述出水管的上端套设有上法兰。本发明的单井内嵌式可移动反应器在使用时,地下水不需要抽出处理,能够实现污染物的原位处理,该反应器可以在新建井或者已有的取水井使用,大大减少了工程量、减少了PRB材料使用量,同时解决了PRB材料不可更换的难题。

Description

单井内嵌式可移动反应器
技术领域
本发明涉及地下水污染防治技术领域,尤其涉及一种单井内嵌式可移动反应器,其应用于处理被污染的地下水。
背景技术
传统的PRB井修复技术,是将PRB包覆层放置在井壁管和地层之间,受井孔施工技术的限制,单井的井径一般在700mm-425mm之间,因此PRB包覆层的最大厚度为350mm,含水层中受污染的水体通过PRB包覆层,水体最大的过水路径为350mm,当抽水井的供水量较大时,水体在PRB包覆层中停留时间较短,去除效果达不到预计要求,因此,为了保证去除效果,该类型设计的抽水井的供水量一般较小。
发明内容
本发明目的是提供一种单井内嵌式可移动反应器,其通过特殊的流路设计,解决了上述技术问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:一种单井内嵌式可移动反应器,其包括至少一个PRB处理系统;所述PRB处理系统包括进水管、出水管、橡胶板、进水PRB包覆层和出水PRB包覆层;
所述进水管的管壁上开设有多个进水滤水孔;所述进水管的外部包裹有进水PRB包覆层;所述进水管的底部套设有下法兰;所述进水管的上端外部套设有橡胶板,所述进水管的上端内部封闭,所述橡胶板上开设有多个中间滤水孔;
所述出水管设置于所述进水管上方,所述出水管的外部包裹有出水PRB包覆层,并且所述出水管的管壁上开设有多个出水滤水孔;
所述出水管的上端套设有上法兰。
可选的,所述进水滤水孔在所述进水管的管壁上设置为多行多列,并均匀布置。
可选的,所述下法兰的直径与抽水井的井壁管的内径相同;所述橡胶板的外径大于等于抽水井的井壁管的内径;所述上法兰的直径与抽水井的井壁管的内径相同。
可选的,所述出水管的下端通过焊接固定于所述进水管的上端。
可选的,所述抽水井的井壁管的含水层位置设有透水孔,单井内嵌式可移动反应器放置在井壁管的透水孔上部位置。
可选的,所述进水管的上端通过橡胶塞进行密封。
可选的,当PRB处理系统的数量为2个以上时,相邻的PRB处理系统之间相互连接。
可选的,所述井壁管的外部填充有砾石。
本发明具有如下有益效果:本发明的单井内嵌式可移动反应器能够应用于地下水硝酸盐污染地区进行原位修复的井中,地下水不需要抽出处理,能够实现污染物的原位处理,该反应器可以在新建井或者已有的取水井使用,大大减少了工程量、减少了PRB材料使用量,同时解决了PRB材料不可更换的难题,解决了地下水面源污染难以处理问题。由此使得本发明可广泛应用于地下水硝酸盐污染地区的污染物处理与供水。
附图说明
图1为本发明的单井内嵌式可移动反应器的结构示意图;
图2为本发明的PRB处理系统的结构示意图;
图中标记示意为:1-表层土;2-含水层;3-玄武岩;4-PRB处理系统;5-进水管;6-出水管;7-进水滤水孔;8-出水滤水孔;9-下法兰;10-橡胶板;11-上法兰;12-中间滤水孔;13-进水PRB包覆层;14-出水PRB包覆层;15-井壁管。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种用于地下水污染防治的单井内嵌式可移动反应器,其包括至少一个PRB处理系统;所述PRB处理系统包括进水管、出水管、橡胶板、进水PRB包覆层和出水PRB包覆层;
所述进水管的底端开口,所述进水管的管壁上开设有多个进水滤水孔,所述进水滤水孔在所述进水管的管壁上设置为多行多列,并均匀布置,并且所述进水管的外部包裹有进水PRB包覆层,当将本实施例的单井内嵌式可移动反应器设置于抽水井内时,抽水井内的水能够首先通过进水管的底端开口进入进水管,并且经由管壁上的所述进水滤水孔进入进水PRB包覆层,通过进水PRB包覆层对地下水中的污染物,例如地下水中的硝酸盐等溶解物进行去除,此时抽水井的最上层为表层土,最下层为玄武岩。
所述进水管的底部套设有下法兰,下法兰可以为空心橡胶法兰,本实施例中,所述下法兰的直径与抽水井的井壁管的内径相同,以防止被污染的地下水从下法兰和井壁管之间流入单井内嵌式可移动反应器,从而地下水只能从进水管的底端开口进入进水管;而且所述井壁管的外部填充有砾石,以使得含水层的地下水能够方便地穿过所述井壁管进入所述进水管。
所述进水管的上端外部套设有橡胶板,所述进水管的上端内部封闭,所述橡胶板上开设有多个中间滤水孔,通过进水PRB包覆层净化后的水通过橡胶板的中间滤水孔向上流入出水管管壁外部包裹的出水PRB包覆层;优选地,所述橡胶板的外径可以与抽水井的井壁管的内径相同,或者大于所述抽水井的井壁管的内径。
所述出水管设置于所述进水管上,并位于所述进水管的上方,例如所述出水管的下端通过焊接固定连接于所述进水管的上端,所述出水管的外部包裹有出水PRB包覆层,所述出水PRB包覆层、所述橡胶板和所述进水PRB包覆层从上而下依次排列,并且所述出水管的管壁上开设有多个出水滤水孔,以使得经过出水PRB包覆层再次净化的水,通过所述出水管的出水滤水孔进入到所述出水管内。
所述出水管的上端外部套设有上法兰,所述上法兰为空心橡胶法兰,所述上法兰的直径与抽水井的井壁管的内径相同,以使得本实施例的单井内嵌式可移动反应器能够形成“S”形运动轨迹。
本实施例的单井内嵌式可移动反应器在使用时,被安装在地下水硝酸盐超标的抽水井中,构成地下水硝酸盐“井中可更换式”原位处理处理系统。
所述抽水井的井壁管的含水层位置设有透水孔,单井内嵌式可移动反应器放置在井壁管的透水孔上部位置,根据地下水中硝酸盐浓度确定PRB包覆层厚度和高度,例如可以将所述PRB包覆层的厚度(径向尺寸)设置为10cm。
此时,地下水的运动轨迹为:首先,地下水通过抽水井的井壁管的透水孔进入抽水井中,然后通过单井内嵌式可移动反应器的进水管底端的开口进入进水管内,此时由于进水管上端封闭,即进水管的内部上端是封闭的,进水管内的水只能通过进水管管壁上的进水滤水孔流入进水PRB包覆层,然后通过橡胶板的中间滤水孔向上流入出水管管壁外部包裹的出水PRB包覆层,由于上法兰的存在,最后水流通过出水管管壁上的出水滤水孔流出,并从出水管的上端开口流出。“S”型运动轨迹在PRB材料中进行了两次穿梭,增加了水体与PRB材料的过水路径,增加了接触反应时间,从而能够达到较高的去除效果。
更优选地,所述上法兰上设置有钢环,以通过绳索连接钢环,在经过长时间的反应,PRB包覆层固结或者失效后,可将系统提出更换PRB包覆层,能够使单井内嵌式可移动反应器重复循环利用,本创新解决了地下水硝酸盐污染处理方法中PRB处理方法消耗材料大、不可更换的问题。
本实施例中,井壁管与地层之间填充砾石粒料,井壁管在钻井的底部深层承压水位置开透水孔;含水层中的地下水经井壁管与地层间的砾石粒料层,通过井壁管底部的透水孔进入井孔内,在抽水状态下,单井内嵌式可移动反应器能够对进入井孔内的水进行过滤,并且通过单井内嵌式可移动反应器的结构设计,使得水质点只能根据单井内嵌式可移动反应器中留有的通道进行运动,水体呈“S”形运动轨迹,水体在PRB包覆层中停留时间长,净化效果好。
本实施例的进水管和出水管采用不锈钢管制备,长度为100mm-150mm,内径为20mm;所述上法兰和下法兰的外径为40cm,以满足对抽水井内的被污染水进行净化的需求。
优选地,所述进水管的上端通过橡胶塞进行密封,所述橡胶塞的直径大于进水管的内径,一般为25cm,并且通过螺钉将橡胶塞固定在进水管上,例如,螺钉沿进水管的径向设置,并且穿过进水管的管壁和橡胶塞,将橡胶塞固定在进水管上。
所述橡胶板外径可以大于抽水井的井壁管的内径,例如所述橡胶板的外径为42cm,内径可以小于进水管的外径,例如20cm,从而将其固定在进水管的上端,也就是,进水管和出水管的连接处。
本实施例中,单井内嵌式可移动反应器可设计为可拼接的,即包括至少2个PRB处理系统,相邻的PRB处理系统之间相互连接。即一个PRB处理系统的进水管底端可与另一个PRB处理系统的出水管的上端连接,例如可通过螺纹连接,依次可将多个PRB处理系统叠放在一起。通过此方式,方便PRB处理系统的标准化制造,将PRB处理系统制造为标准化模块,在使用时根据当地地下水硝酸盐的污染浓度和需要合适的PRB材料的厚度,设计安装PRB处理系统的数量,并将该数量个的PRB处理系统拼接叠放在一起使用。当当地地下水硝酸盐的污染现状浓度较大时,可以设计安装多个PRB处理系统,从而达到水体在PRB处理系统中进行多次的穿梭,也就增加了水体与PRB包覆层的过水路径,增加了接触反应时间,从而能够达到较高的去除效果。
根据PRB包覆层的使用寿命和水质监测结果,当PRB包覆层需要更换时,单井内嵌式可移动反应器可以从井中提出,单井内嵌式可移动反应器的不锈钢管可以继续使用,只进行PRB包覆层更换,延长修复井的使用寿命。
当将PRB包覆层包裹在进水管或者出水管上时,所述PRB包覆层包括无纺布以及包裹在无纺布内的PRB材料,并且通过将包裹有PRB材料的无纺布均匀缠绕在进水管和出水管上的方式,实现PRB包覆层的包覆,并使得所述进水管和出水管外部包覆的PRB包覆层尽量均匀。
本发明的单井内嵌式可移动反应器能够应用于地下水硝酸盐污染地区进行原位修复的井中,不需要施工建设新的取水井,可以在已经成井并供水使用的地下水硝酸盐污染的供水井中投放使用,大大减少了工程量、减少了PRB材料使用量,同时解决了PRB材料不可更换的难题。该方法工艺可广泛应用于地下水硝酸盐污染地区的污染物处理与供水。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述,不代表实施例的优劣。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种单井内嵌式可移动反应器,其特征在于,包括至少一个PRB处理系统;所述PRB处理系统包括进水管、出水管、橡胶板、进水PRB包覆层和出水PRB包覆层;
所述进水管的管壁上开设有多个进水滤水孔;所述进水管的外部包裹有进水PRB包覆层;所述进水管的底部套设有下法兰;所述进水管的上端外部套设有橡胶板,所述进水管的上端内部封闭,所述橡胶板上开设有多个中间滤水孔;
所述出水管设置于所述进水管上方,所述出水管的外部包裹有出水PRB包覆层,并且所述出水管的管壁上开设有多个出水滤水孔;
所述出水管的上端外部套设有上法兰;其中,所述出水管采用不锈钢管制备,长度为100mm-150mm。
2.根据权利要求1所述的单井内嵌式可移动反应器,其特征在于,所述进水滤水孔在所述进水管的管壁上设置为多行多列,并均匀布置。
3.根据权利要求2所述的单井内嵌式可移动反应器,其特征在于,所述下法兰的直径与抽水井的井壁管的内径相同;所述橡胶板的外径大于等于抽水井的井壁管的内径;所述上法兰的直径与抽水井的井壁管的内径相同。
4.根据权利要求3所述的单井内嵌式可移动反应器,其特征在于,所述出水管的下端通过焊接固定于所述进水管的上端。
5.根据权利要求4所述的单井内嵌式可移动反应器,其特征在于,所述抽水井的井壁管的含水层位置设有透水孔,单井内嵌式可移动反应器放置在井壁管的透水孔上部位置。
6.根据权利要求1所述的单井内嵌式可移动反应器,其特征在于,所述进水管的上端通过橡胶塞进行密封。
7.根据权利要求1所述的单井内嵌式可移动反应器,其特征在于,当PRB处理系统的数量为2个以上时,相邻的PRB处理系统之间相互连接。
8.根据权利要求3所述的单井内嵌式可移动反应器,其特征在于,所述井壁管的外部填充有砾石。
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