CN112174346A - 一种曝气回流式地下水污染修复装置 - Google Patents

一种曝气回流式地下水污染修复装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种曝气回流式地下水污染修复装置,属于地下水修复技术领域,一种曝气回流式地下水污染修复装置,包括安装在地下井内的导气管,导气管的底端固定连接有中间板,中间板上的两端均开凿有安装孔,安装孔内固定连接有出气管,出气管上套接有曝气盖,曝气盖的侧壁上固定连接有多个均匀分布的喷头,导气管的外壁上固定连接有外环,外环包括底板,底板上固定连接有一对中间板,导气管的顶端固定连接有预处理器,可以实现对地下水进行曝气时,使气流携带修复剂进行地下水道中,使插入地下水道的中间板的两端形成覆盖中间板端面的气流层,使从中间板处穿过的水流与气流充分接触,以消解水流中的污染物。

Description

一种曝气回流式地下水污染修复装置
技术领域
本发明涉及地下水修复技术领域,更具体地说,涉及一种曝气回流式地下水污染修复装置。
背景技术
土壤及地下水中的挥发性/半挥发性的有机污染、重金属污染是我国工业污染场地的主要污染形式。浅层污染土壤及地下水的有机污染普遍存在,异位修复技术由于开挖和运输容易造成二次污染,因此,原位修复技术逐步得到重视,并成为研究的热点。
原位曝气修复技术,主要是针对地下水中挥发性较强的有机污染物,如原位曝气修复地下水BTEX。然而,原位曝气中也存在着一些不足,曝气井的影响半径有限,吹脱气的收集系统效果不佳,同时曝气过程中可能会由于介质优先通道的导致异质性问题,致使工作量增加,修复效果不佳。特别是对于地下水受到污染,而曝气带未受污染,此时采用原位曝气会导致污染气体进入曝气带,大量污染物被曝气带中的天然有机物吸附,将修复效率更低。
而目前的地下水修复中大多使用投放药剂进行地下水修复,但药剂投入水中会随流动的地下水排走,不能充分与地下水进行接触,只能与上层的地下水接触,对于下层的地下水修复效果不好,且通过处理后的残留物仍会部分溶解在水体中,从而影响水体质量。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种曝气回流式地下水污染修复装置,可以实现对地下水进行曝气时,使气流携带修复剂进行地下水道中,进入地下水道的气流再垂直面上扩散,使插入地下水道的中间板的两端形成覆盖中间板端面的气流层,使从中间板处穿过的水流与气流充分接触,一方面方便水流中的挥发性污染物被气流携带排出,另一方面使水流与气流中的修复剂反应,以消解水流中的污染物。
2.技术方案
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种曝气回流式地下水污染修复装置,包括安装在地下井内的导气管,所述导气管的底端固定连接有中间板,所述中间板上的两端均开凿有安装孔,所述安装孔内固定连接有出气管,所述出气管上套接有曝气盖,所述曝气盖的侧壁上固定连接有多个均匀分布的喷头,所述导气管的外壁上固定连接有外环,所述外环包括底板,所述底板上固定连接有一对中间板,所述中间板上固定连接有顶板,所述底板、中间板和顶板上均开凿有通孔,所述底板的通孔内固定连接有活性填料块,所述中间板的通孔内固定连接有活性炭填块,所述底板上固定连接有抽气管,所述导气管的顶端固定连接有预处理器,可以实现对地下水进行曝气时,使气流携带修复剂进行地下水道中,进入地下水道的气流再垂直面上扩散,使插入地下水道的中间板的两端形成覆盖中间板端面的气流层,使从中间板处穿过的水流与气流充分接触,一方面方便水流中的挥发性污染物被气流携带排出,另一方面使水流与气流中的修复剂反应,以消解水流中的污染物。
进一步的,所述预处理器包括与导气管固定连接的内腔球,所述内腔球上固定连接有气管,所述内腔球内储存有修复剂,所述气管上固定连接有外球体,所述外球体与地面上设置的抽风机相连,所述外球体内安装有多个吸附板,可以实现使从中预处理器离开的气流携带修复剂,而通过预处理器对地下抽出的气流进行处理,吸附挥发型污染物和水汽,降低气流潮湿度。
进一步的,所述活性填料块由活性淤泥与秸秆等生物质填料混合后浇筑制成,通过活性填料块对地下水道底层沉积淤泥进行处理,以减少淤泥中污染物的含量。
进一步的,所述曝气盖包括圆形端盖,所述圆形端盖上固定连接有密封环,所述密封环的内壁上固定连接有与出气管相匹配的限位环,所述出气管靠近圆形端盖的一端固定连接有法兰环,所述法兰环与限位环之间连接有多个压缩弹簧,使曝气盖不使用时收入中间板中,防止曝气盖上的喷头被水体中的污染物腐蚀。
进一步的,所述圆形端盖的表面圆弧面,所述圆形端盖的弧度为2-3rad,曝气盖表面具有弧度,一边水流被导向外环上的通孔处。
进一步的,所述顶板的通孔两端均固定连接有疏水半透膜,所述中间板通孔的两端均固定连接有活性炭滤网、所述底板通孔的两端均固定连接有金属格栅,顶板外露与水面,通过疏水半透膜隔水,使气流和挥发性污染物通过顶板进入抽气管,中间板没入水中,通过活性炭滤网对水体污染物进行吸附,底板沉于水底,使通过金属格栅拦截沙石等大颗粒杂质。
进一步的,所述导气管位于抽气管内,且导气管与抽气管之间的间距为 20-30cm,所述导气管与内腔球固定连接,所述抽气管与外球体固定连接。
进一步的,所述预处理器的上半部分位于地面上,所述预处理器的下半部分埋置在土壤内,使抽气管或导气管破损后,通过外界土壤进行隔离,防止过量气体外漏。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本方案可以实现对地下水进行曝气时,使气流携带修复剂进行地下水道中,进入地下水道的气流再垂直面上扩散,使插入地下水道的中间板的两端形成覆盖中间板端面的气流层,使从中间板处穿过的水流与气流充分接触,一方面方便水流中的挥发性污染物被气流携带排出,另一方面使水流与气流中的修复剂反应,以消解水流中的污染物。
(2)预处理器包括与导气管固定连接的内腔球,内腔球上固定连接有气管,内腔球内储存有修复剂,气管上固定连接有外球体,外球体与地面上设置的抽风机相连,外球体内安装有多个吸附板,可以实现使从中预处理器离开的气流携带修复剂,而通过预处理器对地下抽出的气流进行处理,吸附挥发型污染物和水汽,降低气流潮湿度。
(3)曝气盖包括圆形端盖,圆形端盖上固定连接有密封环,密封环的内壁上固定连接有与出气管相匹配的限位环,出气管靠近圆形端盖的一端固定连接有法兰环,法兰环与限位环之间连接有多个压缩弹簧,使曝气盖不使用时收入中间板中,防止曝气盖上的喷头被水体中的污染物腐蚀。
(4)顶板的通孔两端均固定连接有疏水半透膜,中间板通孔的两端均固定连接有活性炭滤网、底板通孔的两端均固定连接有金属格栅,顶板外露与水面,通过疏水半透膜隔水,使气流和挥发性污染物通过顶板进入抽气管,中间板没入水中,通过活性炭滤网对水体污染物进行吸附,底板沉于水底,使通过金属格栅拦截沙石等大颗粒杂质。
附图说明
图1为本发明的立体图;
图2为本发明的中间板处剖视图;
图3为图2中A处的结构示意图;
图4为本发明工作时曝气盖处的部分剖视图;
图5为本发明的曝气盖处正视图;
图6为本发明的剖视图;
图7为本发明的预处理器结构示意图。
图中标号说明:
1导气管、2中间板、3曝气盖、301圆形端盖、302密封环、303限位环、 4外环、401底板、402中间板、403顶板、5出气管、501法兰环、6压缩弹簧、7喷头、8活性填料、9活性炭、10抽气管、11预处理器、1101内腔球、 1102气管、1103外球体。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶 /底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1:
请参阅图1-4,一种曝气回流式地下水污染修复装置,包括安装在地下井内的导气管1,导气管1的底端固定连接有中间板2,中间板2上的两端均开凿有安装孔,安装孔内固定连接有出气管5,出气管5上套接有曝气盖3,曝气盖3的侧壁上固定连接有多个均匀分布的喷头7,曝气盖3包括圆形端盖 301,圆形端盖301上固定连接有密封环302,密封环302上开凿有多个均匀分布的安装孔,喷头7安装在密封环302内,密封环302的内壁上固定连接有与出气管5相匹配的限位环303,出气管5靠近圆形端盖301的一端固定连接有法兰环501,法兰环501与限位环303之间连接有多个压缩弹簧6,使曝气盖3不使用时收入中间板2中,防止曝气盖3上的喷头7被水体中的污染物腐蚀,圆形端盖301的表面圆弧面,圆形端盖301的弧度为2-3rad,曝气盖3表面具有弧度,一边水流被导向外环4上的通孔处,
请参阅图2-4,导气管1的外壁上固定连接有外环4,中间板2安装在地下水道内,通过多个中间板2将地下水道隔离成多节,外环4没入地下水道的墙壁中,外环4包括底板401,底板401上固定连接有一对中间板402,中间板402上固定连接有顶板403,底板401、中间板402和顶板403上均开凿有通孔,底板401的通孔内固定连接有活性填料块8,活性填料块8由活性淤泥与秸秆等生物质填料混合后浇筑制成,通过活性填料块8对地下水道底层沉积淤泥进行处理,以减少淤泥中污染物的含量,中间板402的通孔内固定连接有活性炭填块9,底板401上固定连接有抽气管10,顶板403的通孔两端均固定连接有疏水半透膜,中间板402通孔的两端均固定连接有活性炭滤网、底板401通孔的两端均固定连接有金属格栅,顶板403外露与水面,通过疏水半透膜隔水,使气流和挥发性污染物通过顶板403进入抽气管10,中间板402没入水中,通过活性炭滤网对水体污染物进行吸附,底板401沉于水底,使通过金属格栅拦截沙石等大颗粒杂质。
请参阅图4-7,导气管1位于抽气管10内,且导气管1与抽气管10之间的间距为20-30cm,导气管1与内腔球1101固定连接,抽气管10与外球体 1103固定连接,导气管1的顶端固定连接有预处理器11,预处理器11包括与导气管1固定连接的内腔球1101,内腔球1101上固定连接有气管1102,内腔球1101内储存有修复剂,气管1102上固定连接有外球体1103,外球体 1103与地面上设置的抽风机相连,外球体1103内安装有多个吸附板,抽气管 10与外球体1103相通,可以实现使从中预处理器11离开的气流携带修复剂,而通过预处理器11对地下抽出的气流进行处理,吸附挥发型污染物和水汽,降低气流潮湿度。
使用装置时,通过高压气泵相预处理器11中充入气体,气体进入气管1102 中,气流流动过程中携带预处理器11中挥发的修复剂进入中间板2中,气流进入中间板2中后,推动曝气盖3向外运动,直至曝气盖3上的喷头露出中间板2的端面,此时气流从曝气盖3上的喷头向外喷出,气流先将外环4的表面覆盖后再向水体中扩散,从而使外环4的两端形成气流层,从而使从外环4处穿过的水流与气流层充分接触,一方面使水体中的污染物与修复剂接触以消解水流中污染物,另一方面气流对水体进行曝气,从而使水体中的挥发性污染物被排出,然后地表的抽风机工作,使水体中排出的挥发性污染物通过底板401上的抽气管10进入外球体1103中,污染物被外球体1103中的吸附板吸附,以集中对污染物进行处理。
本方案可以实现对地下水进行曝气时,使气流携带修复剂进行地下水道中,进入地下水道的气流再垂直面上扩散,使插入地下水道的中间板2的两端形成覆盖中间板2端面的气流层,使从中间板2处穿过的水流与气流充分接触,一方面方便水流中的挥发性污染物被气流携带排出,另一方面使水流与气流中的修复剂反应,以消解水流中的污染物。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式;但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种曝气回流式地下水污染修复装置,包括安装在地下井内的导气管(1),其特征在于:所述导气管(1)的底端固定连接有中间板(2),所述中间板(2)上的两端均开凿有安装孔,所述安装孔内固定连接有出气管(5),所述出气管(5)上套接有曝气盖(3),所述曝气盖(3)的侧壁上固定连接有多个均匀分布的喷头(7),所述导气管(1)的外壁上固定连接有外环(4),所述外环(4)包括底板(401),所述底板(401)上固定连接有一对中间板(402),所述中间板(402)上固定连接有顶板(403),所述底板(401)、中间板(402)和顶板(403)上均开凿有通孔,所述底板(401)的通孔内固定连接有活性填料块(8),所述中间板(402)的通孔内固定连接有活性炭填块(9),所述底板(401)上固定连接有抽气管(10),所述导气管(1)的顶端固定连接有预处理器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种曝气回流式地下水污染修复装置,其特征在于:所述预处理器(11)包括与导气管(1)固定连接的内腔球(1101),所述内腔球(1101)上固定连接有气管(1102),所述内腔球(1101)内储存有修复剂,所述气管(1102)上固定连接有外球体(1103),所述外球体(1103)与地面上设置的抽风机相连,所述外球体(1103)内安装有多个吸附板。
3.根据权利要求1所述的一种曝气回流式地下水污染修复装置,其特征在于:所述活性填料块(8)由活性淤泥与秸秆等生物质填料混合后浇筑制成。
4.根据权利要求1所述的一种曝气回流式地下水污染修复装置,其特征在于:所述曝气盖(3)包括圆形端盖(301),所述圆形端盖(301)上固定连接有密封环(302),所述密封环(302)的内壁上固定连接有与出气管(5)相匹配的限位环(303),所述出气管(5)靠近圆形端盖(301)的一端固定连接有法兰环(501),所述法兰环(501)与限位环(303)之间连接有多个压缩弹簧(6)。
5.根据权利要求1所述的一种曝气回流式地下水污染修复装置,其特征在于:所述圆形端盖(301)的表面圆弧面,所述圆形端盖(301)的弧度为2-3rad。
6.根据权利要求1所述的一种曝气回流式地下水污染修复装置,其特征在于:所述顶板(403)的通孔两端均固定连接有疏水半透膜,所述中间板(402)通孔的两端均固定连接有活性炭滤网、所述底板(401)通孔的两端均固定连接有金属格栅。
7.根据权利要求1或2所述的一种曝气回流式地下水污染修复装置,其特征在于:所述导气管(1)位于抽气管(10)内,且导气管(1)与抽气管(10)之间的间距为20-30cm,所述导气管(1)与内腔球(1101)固定连接,所述抽气管(10)与外球体(1103)固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种曝气回流式地下水污染修复装置,其特征在于:所述预处理器(11)的上半部分位于地面上,所述预处理器(11)的下半部分埋置在土壤内。
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