CN205367950U - 六价铬污染地下水的修复装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种六价铬污染地下水的修复装置，抽水系统的抽水井内设有井管，井管的中下部为筛管，潜水泵安装在筛管内，导管一端与潜水泵连接相通、另一端伸出井管并与地面上的导管连接相通；布水系统上的多个布水支管与布水主管连接，主水管与导管连接；填料系统在挡板内从上至下的还原反应填料层、吸附填充层和渗透层，多个布水支管呈辐射状布设在还原反应填料层的上部，还原反应填料层填充的还原反应介质用于将地下水中的六价铬污染物还原为三价铬，所述的吸附填充层内填充的吸附介质用于吸附地下水中剩余的六价铬污染物，渗透层填充的渗透介质用于渗透修复后的地下水。本实用新型能降低施工难度及修复成本，能对修复材料进行更换。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种六价铬污染地下水的修复装置，属于地下水修复技术领域。
背景技术
随着社会经济的快速发展以及工业化进程的日益加快，地下水污染问题日益严重，其中地下水中的六价铬污染由于其显著的危害性而尤为引人关注。六价铬是已被研究证实的“三致”污染物，它在土壤和地下水中主要以CrO42～和HCrO4～等形式存在，可溶性强，易迁移，被定为环境中危害最大的污染物之一，必须对其进行有效控制。
目前，针对六价铬污染的地下水主要采用两种技术来进行修复，分别是抽提处理技术和原位PRB修复技术。
1)、抽出处理修复技术(P&T)是地下水异位处理的经典修复技术，上世纪末期在国外应用较为广泛，它是将受污染的地下水抽出来，然后在地面上进行处理。由于将地下水的处理场所转移至地面上，因此可选的技术较多，适用于各类型污染的地下水处理。但是该技术具有修复时间长，修复成本高，处理效率低等缺点，因而在近几年的修复领域，该技术并未得到大规模的推广与应用。
2)、原位PRB(PermeableReactiveBarrier)修复技术。PRB修复技术是可渗透性反应墙修复技术的简称，它通过在地下安装可渗透反应材料墙体以拦截地下水污染羽，污染羽与反应墙介质发生物理、化学、吸附等多种反应，从而降低地下水目标污染物浓度。传统的PRB技术是一种被动的原位修复技术，它的修复效果与水文地质条件有很大的关联。当待修复污染区域土层渗透系数较小的情况下，传统的PRB修复效果相对较差；同时，传统的PRB技术在进行大范围区域地下水修复时，往往需大面积开挖，这不仅导致施工难度大，修复成本增加，同时也不利于后期PRB反应材料的更换。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能降低施工难度及修复成本，能对修复材料进行更换的六价铬污染地下水的修复装置。
本实用新型为达到上述目的的技术方案是：一种六价铬污染地下水的修复装置，其特征在于：包括抽水系统、布水系统和填料系统，所述抽水系统包括抽水井、井管和潜水泵，抽水井内设有井管，井管的中下部具有用于放置在目标污染含水层的水位面以下的筛管，潜水泵设置在筛管内，导管一端与潜水泵的出水口连接相通、另一端伸出井管并与地面上的布水主管连接相通；所述布水系统包括布水主管和多个布水支管，多个布水支管与布水主管连接，且各布水支管沿管壁上设有多个出水孔；所述的填料系统包括挡板及设置在挡板内从上至下的还原反应填料层、吸附填充层和渗透层，多个布水支管呈辐射状布设在还原反应填料层的上部，还原反应填料层内的还原反应介质用于将地下水中的六价铬污染物还原为三价铬，所述的吸附填充层内的吸附介质用于吸附地下水中剩余的六价铬污染物，所述的渗透层内的渗透介质用于渗透修复后的地下水。
其中：所述还原反应填料层的还原反应介质为粒径在1～5mm的铁粉。
所述吸附填充层内的吸附介质为粒径在1mm～8mm的沸石或/和活性炭。
按质量百分比，所述渗透层内的渗透介质为50～70％的粒径在0.15mm～0.55mm的砂砾和30～50％的粒径在0.56mm～1.0mm的砂砾。
所述导管上部设有取样口。
所述井管与抽水井之间具有膨润土密封层，筛管与抽水井之间填充有粒径在0.5mm～10mm的砂砾。
本实用新型的修复装置采用抽水系统、布水系统和填料系统，通过抽水系统和布水系统将目标污染的地下水循环抽注至填料系统中，其填料系统采用挡板及设置在挡板内从上至下的还原反应填料层、吸附填充层和渗透层，通过挡板将上表层的土壤分开，一方面能防止还原反应填料层、吸附填充层和渗透层内的渗透介质材料流失，另一方面也便于施工和管理，可操作性强。本实用新型将填料系统设置在土壤的上表层位置，方便了修复装置的安装以及后期的运营和管理，便于后期填料系统内材料更换与管理，大大降低了修复的成本以及施工与运营的成本。
本实用新型六价铬污染的地下水的修复装置利用原反应填料层内的还原反应介质及吸附填充层内的吸附介质的双重机理，能最大限度去除地下水中的六价铬污染，实现六价铬污染物的高效去除目的，而修复处理后的地下水是通过重力作用从渗透层渗流到进入上游区域浅层含水土壤层中，在运行过程中，抽水系统和布水系统的循环抽注水流可以对土壤起到循环淋洗作用，可促进土壤中的污染物向地下水中迁移，从而提高地下水和土壤的修复速度和效果，在修复后地下水的同时，也修复了土壤中的六价铬污染，能最大限度保证修复的效果。本实用新型将抽水系统安装在地下水的下游，通过抽提系统的抽提作用，地下水在土壤中的迁移速度会加快，以提高地下水在地下的流动性，提高了PRB修复技术对于低渗透土壤的适应性，同时也缩短了整个修复过程所需要的周期。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述。
图1是本实用新型六价铬污染地下水的修复装置的结构示意图。
图2是本实用新型填料系统的布水截面图。
其中：1—渗透层，2—吸附填充层，3—还原反应填料层，4—覆土层，5—布水主管，6—布水支管，7—导管，8—挡板，9—浅层含水土壤层，10—取样口，11—井管，12—抽水井，13—密封层，14—砂砾，15—筛管，16—潜水泵。
具体实施方式
见图1～2所示，本实用新型的六价铬污染地下水的修复装置，包括抽水系统、布水系统和填料系统，在使用时，可将抽水系统和布水系统沿着水流方向或污染羽放射方向设置，且抽水系统设置在水流的下游，布水系统设置在水流的上游，填料系统设置在水流上游的土壤的上表层处。
见图1所示，本实用新型抽水系统包括抽水井12、井管11和潜水泵16，抽水井12内设有井管11，井管11的中下部具有用于放置在目标污染含水层的水位面以下的筛管15，井管11的管径为在60mm～200mm，而筛管15的管径与井管11管径相同，筛管15孔隙在0.1mm～1mm，可将筛管15部分位于目标污染含水层的水位面以下1m～10m，潜水泵16设置在筛管15内，潜水泵16可位于目标污染含水层水位面以下1m～5m，导管7一端与潜水泵16的出水口连接相通、另一端伸出井管11并与地面上的布水主管5连接相通，将污染的地下水抽提至布水系统中，本实用新型导管7上部设有取样口10，因此可通过该取样口10对抽提的地下水进行检测。见图1所示，本实用新型在井管11与抽水井12之间具有膨润土密封层13，筛管15与抽水井12之间填充有粒径0.5mm～10mm的砂砾14，使目标污染的地下水通过砂砾14后通过筛管15上的孔隙而进入抽水井12内，再通过潜水泵16及导管7抽提到地面。
见图1、2所示，本实用新型布水系统包括布水主管5和多个布水支管6，布水主管5的管径可在30mm～100mm，布水支管6的管径可在30mm～100mm，多个布水支管6与布水主管5连接，各布水支管6沿管壁上设有多个出水孔，该布水支管6设有3～10个出水孔，而出水孔孔径可在0.1mm～1mm，将污染的地下水分布设在填料系统内。见图2所示，本实用新型的布水支管6呈辐射状与主管连接，形成布水系统。
见图1所示，本实用新型的填料系统包括挡板8及设置在挡板8内从上至下的还原反应填料层3、吸附填充层2和渗透层1，在还原反应填料层3上部还设有覆土层4，挡板8用于防止填充介质材料流失，也能便于后期的还原反应介质以及吸附介质的更换与管理，本实用新型的挡板8可采用ABS塑料等，挡板8可形成不同的形状，多个布水支管6呈辐射状布设在还原反应填料层3的上部，还原反应填料层3内的还原反应介质用于将地下水中的六价铬污染物还原为三价铬，本实用新型还原反应填料层3的还原反应介质为粒径在1～5mm的铁粉，本实用新型的铁粉可采用零价铁粉，而具有很强的还原性，能与水中的Cr6+能有效的发生还原反应，对Cr6+的处理效果非常好，经过还原反应后的地下水能降低毒性。本实用新型吸附填充层2内的吸附介质用于吸附地下水中剩余的六价铬污染物，本实用新型吸附填充层2内的吸附介质为粒径在1mm～8mm的沸石或/和活性炭，当沸石与活性炭混合时，按质量百分比两者的比例不限，且两者粒径不限，如50％粒径在1mm沸石和50％粒径在1mm的活性炭，通过吸附介质强力吸附地下水中剩余的六价铬污染物，而进一步提高六价铬的去除效果，本实用新型通过还原反应和的强力吸附的双重机理，能最大限度去除地下水中的六价铬污染，实现六价铬污染物的高效去除目的。见图1所示，本实用新型渗透层1内的渗透介质用于渗透修复后的地下水，按质量百分比，渗透层1内的渗透介质为50～70％的粒径在0.15mm～0.55mm的砂砾和30～50％的粒径在0.56mm～1.0mm的砂砾，而能达到快速渗透的效果，将处理后的地下水通过渗透层1而进入下部的浅层含水土壤层9内再进入地下水中，能在修复地下水的同时，对土壤中的六价铬污染进行修复，能最大限度保证修复的效果。
采用本实用新型修复装置对地下水中六价铬污染物修复时，将抽水系统和布水系统沿着水流方向或污染羽放射方向设置，且抽水系统设置在水流的下游，布水系统设置在水流的上游，两者的距离可根据水文地质实际情况来试验确定，抽水系统的中心与布水系统的中心距离在10～20m，即为导管中心与布水主管中心距离在10～20m，填料系统设置在水流上游的土壤的上表层，设置在井管11内并位于目标污染含水层液面以下的潜水泵16将六价铬污染的地下水抽提到地面，通过导管7输送到布水系统的布水主管5中，布水系统的多个布水支管6将污染的地下水均匀分配到填料系统的还原反应填料层3内，通过还原反应填料层3内的还原反应介质将地下水中的六价铬还原反应成低毒的三价铬；随后地下水在重力作用下进入到吸附填充层2内，吸附填充层2内的吸附介质对地下水中剩余的六价铬进行吸附，进一步提高修复效果，经过修复后的地下水在重力的作用下，通过底部的渗透层1内的渗透介质进入上游区域浅层含水土壤层9而进入地下水内，在导管7将目标六价铬污染地下水输送到布水系统时，通过在导水管上的取样口10进行取样，可定时或随机取样，监测地下水的修复情况，至到修复至目标值，如修复至目标值为六价铬平均去除率达95％以上。
采用本实用新型修复装置对某六价铬污染区域的地下水中六价铬污染物进行修复。该地下水位埋深3m，含水层厚度8m，包气带和含水层主要为粉质黏土，土层渗透系数为7×10～7cm/s。该污染区域地下水水质：pH为6.95；地下水中六价铬平均浓度为9.5mg/L，筛管15的顶部位于地下水液面以下1m，潜水泵16位于地下水液面以下5m，筛管15与抽水井12之间填充的砂砾粒径在5mm，潜水泵16的泵速300mL/min，其它的具体参数见表1所示。
表1
每8小时对水质进行监测一次，按GB-T7467-87水质六价铬的测定，运行稳定后80天，通过取样口10对水质进行监测，修复后的地下水的具体数据见表2所示。
表2
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 六价铬浓度(mg/L) | 0.38 | 0.21 | 0.29 | 0.39 | 0.38 | 0.37 |
| 六价铬平均去除率(％) | 96 | 98 | 97 | 96 | 96 | 96 |
本实用新型的修复装置在运行过程中，由于抽水系统和布水系统的循环抽注水流可以对土壤起到循环淋洗作用，可促进土壤中的污染物向地下水中迁移，从而提高地下水和土壤的修复速度和效果。同时，也加快了地下水在土壤中的迁移速度，能缩短了整个修复的周期。
Claims (6)
1.一种六价铬污染地下水的修复装置，其特征在于：包括抽水系统、布水系统和填料系统，所述抽水系统包括抽水井(12)、井管(11)和潜水泵(16)，抽水井(12)内设有井管(11)，井管(11)的中下部具有用于放置在目标污染含水层的水位面以下的筛管(15)，潜水泵(16)设置在筛管(15)内，导管(7)一端与潜水泵(16)的出水口连接相通、另一端伸出井管(11)并与地面上的布水主管(5)连接相通；所述布水系统包括布水主管(5)和多个布水支管(6)，多个布水支管(6)与布水主管(5)连接，且各布水支管(6)沿管壁上设有多个出水孔；所述的填料系统包括挡板(8)及设置在挡板(8)内从上至下的还原反应填料层(3)、吸附填充层(2)和渗透层(1)，多个布水支管(6)呈辐射状布设在还原反应填料层(3)的上部，还原反应填料层(3)内的还原反应介质用于将地下水中的六价铬污染物还原为三价铬，所述的吸附填充层(2)内的吸附介质用于吸附地下水中剩余的六价铬污染物，所述的渗透层(1)内的渗透介质用于渗透修复后的地下水。
2.根据权利要求1所述的六价铬污染地下水的修复装置，其特征在于：所述还原反应填料层(3)的还原反应介质为粒径在1～5mm的铁粉。
3.根据权利要求1所述的六价铬污染地下水的修复装置，其特征在于：所述吸附填充层(2)内的吸附介质为粒径在1mm～8mm的沸石或/和活性炭。
4.根据权利要求1所述的六价铬污染地下水的修复装置，其特征在于：按质量百分比，所述渗透层(1)内的渗透介质为50～70％的粒径在0.15mm～0.55mm的砂砾和30～50％的粒径在0.56mm～1.0mm的砂砾。
5.根据权利要求1所述的六价铬污染地下水的修复装置，其特征在于：所述导管(7)上部设有取样口(10)。
6.根据权利要求1所述的六价铬污染地下水的修复装置，其特征在于：所述井管(11)与抽水井(12)之间具有膨润土密封层(13)，筛管(15)与抽水井(12)之间填充有粒径在0.5mm～10mm的砂砾。
Priority Applications (1)
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| CN201521065785.7U CN205367950U (zh) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | 六价铬污染地下水的修复装置 |
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| CN (1) | CN205367950U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106242029A (zh) * | 2016-08-23 | 2016-12-21 | 中国环境科学研究院 | 一种坎儿井式地下水污染修复系统 |
| CN109174933A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-11 | 山东碧泉环境工程技术有限公司 | 一种地下水lnapl污染处理的热强化撇油井修复系统 |
| CN109264865A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-01-25 | 南京大学 | 一种同步脱氮除磷除砷的可渗透生物反应墙 |
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2015
- 2015-12-18 CN CN201521065785.7U patent/CN205367950U/zh active Active
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| CN106242029B (zh) * | 2016-08-23 | 2019-08-16 | 中国环境科学研究院 | 一种坎儿井式地下水污染修复系统 |
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