CN208883659U - 一种复合型土壤地下水循环处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合型土壤地下水循环处理装置，适用于对高渗透性，高含水层土壤污染地下水修复企业，它公开了通过管道连接的地下水抽水装置，带有三个子装置的可渗透反应器地下水去除重金属和有机物的地下水处理装置，以及地下水回注置。本实用新型对高渗透性，高含水的污染土壤，将污染地下水抽出至地面水处理，经达标后在重力作用下回流至回注井，补充了潜水量，改善了环境保护。

Description

一种复合型土壤地下水循环处理装置

技术领域

本实用新型属于环境工程建设领域中的土壤地下水修复技术，具体涉及一种处理高渗透性高含水土壤地下污染水的复合循环修复装置。

背景技术

自第二次工业革命以来，电气时代的人类活动加剧了环境恶化与毁坏，而长期以来的工业活动以及“三废”的不当处理直接造成了日益严重的土壤与地下水污染。地下水污染场地大部分处于复/混合污染状态，且其隐蔽性、延缓性和难以逆转性的特点致使其修复周期长、费用高、难度大。

日本在20世纪80年代就开始对土壤修复进行立法，是最早开始重视土壤修复的国家；而国内对于土壤地下污染水的处理技术还处于探索初期，缺乏相关工程实践经验。目前，地下水处理技术主要有鼓气技术、抽出-处理技术、强化微生物修复技术、地下水循环井技术、水平可渗透反应墙技术等。其中，抽出-处理技术是国内发展相对成熟的一种地下水修复技术，因其成本低、修复周期短、技术难度低、易操作等优点而广泛用于修复污染土壤地下水。但是，单一的修复技术对土壤地下水的净化效果不明显，因此，学者们开展了复合修复技术的研究。

采用抽出-处理技术时，在抽出污染地下水的过程中可能会面临很多修复困境，其主要问题包括以下三个方面：①由于地下水大量抽提造成局部地区补水不足，导致污染地下水抽提困难；②含水层中高浓度污染地下水被抽出后，残留在含水层中不易被抽出的高浓度毛细水造成污染物残留；③由于潜水含水层的主要污染途径来自于地面污染排放及入渗等，因此包气带中会残存大量的污染物，而在地下水抽出过程中不涉及对包气带的处置。因此，在地下水抽出-处理修复技术的实际工程施工过程中，在设置地下水抽出及处理系统的同时，引入地下水回注装置对于解决上述问题具有重要的现实意义。本实用新型将抽出-处理技术、物理-化学-生物净化技术与回注地下水技术有效结合，具有更佳的污染地下水修复效能。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种复合型土壤地下水循环处理装置，能用于高渗透性、高含水性土壤污染地下水的抽水-处理- 回注循环复合修复装置，该装置解决了常规地下水抽出-处理系统中的修复不彻底的问题，可以高效、经济、快速地提高地下水修复效率。该装置包括地下水抽出装置、可渗透反应器地下水去除重金属和有机构的处理装置以及地下水回注装置。由于地下水污染包括重金属污染和有机物污染，本装置是一个具有可同时去除重金属和有机物的新型装置。

地下水抽水装置抽出的污染地下水进入可渗透反应器地下水处理装置，经过污水处理装置处理后，进入清水池。经检测达标后的地下水由地下水回注装置回注进入回注井，最终通过回注井渗入潜水含水层中，并再次被抽出，从而达到在地下水不断循环的修复过程中将目标修复区域潜水含水层中地下水的污染物浓度降低至地下水标准浓度范围之内的目的。

地下水抽出装置包括抽水井、用于从所述抽水井中抽取污染地下水的抽水潜水泵、阀门及流量计，所述抽水潜水泵设于所述抽水井中。

可渗透反应器地下水处理装置包括储水池和地下水处理系统，所述的储水池的入水口与抽水潜水泵连接，所述的水处理装置的入水口通过提升泵与储水池的出水口连接，所述储水池的出口处用提升泵增加水压后进入水处理装置。地下水处理装置是一个可渗透反应器，可渗透反应器是地下水修复中的常用处理技术，通过可渗透反应器对地下污染水进行修复，反应器内的填充反应介质包括零价铁、沸石和增强微生物活性的碳源等，处理过程包括物理、化学及生物作用过程。

可渗透反应器地下水处理系统包括三个子装置，分别为有碳源和絮凝剂的反应器11、内有柱状活性炭柱和陶粒柱的反应器 15和内部有零价钠米铁的反应器26。反应器11内投加碳源和絮凝剂，投加碳源是为了提高有机物的活性，从而促进反应器11 内部的生化反应，促进有机物的分解。投加絮凝剂可以使水与杂质快速且彻底的分离，从而达到去除污水中的污染物的目的。反应器15内部均匀布置柱状活性炭柱和陶粒柱，活性炭和陶粒是污水处理行业常用的净化材料，可以吸附地下水中的污染物。柱状活性炭柱和陶粒柱可定期取出清洗，达到循环利用的目的。

反应器26内部投加零价纳米铁，零价纳米铁是一种新型纳米去污材料，零价纳米铁处理污水的技术已被证明是一项能够修复受卤代烃、卤代芳烃、有机氯农药以及重金属(如铬、硒、铀、砷和锝)等污染的地下水的有效技术。其中投加的药剂根据水质的污染程度进行调整，污染地下水经过三级串联处理，地下水中的污染物被去除，达到地下水回灌的标准。所述的三个子装置之间分别外接一根水管，是为了实现三个系统的灵活应用，可以根据水质的污染程度选择其中的某几个系统进行污水处理。外接水管的另一个作用是作为溢流管道。

反应器上部安装有加药装置，加药装置包括药剂箱和投药系统，药剂箱接通投药管道，通过计量泵控制药剂流量。投药系统是一个可升降的拔杆，拔杆表面按一定规律开投药孔，拔杆在上下移动时可以均匀喷药。反应器11左侧布置清洗管道，清洗管道用控制阀门控制清洗水的流量。反应器26内部同样装有搅拌器，反应器右下角布置出污泥管和控制阀门，污泥直接落入污泥车。反应器右侧面布置出水孔和控制阀门。

可渗透反应器地下水处理子装置之间用齿轮式绞合机构隔开，齿轮式绞合机构用控制线与PLC控制系统，用来控制其开度。

可渗透反应器地下水处理装置是类长方体装置，底部为倾斜 15度的半椎体凹槽。设计凹槽的作用是为了方便排出污泥和便于清洗。由于地下水污染包括重金属污染和有机物污染，本系统是可同时去除重金属和有机物的装置。

土壤地下水回水装置包括回水井装置，回水井入口与可渗透反应器地下水处理装置出口连接，回水井呈圆柱形，为了提高回水井效率，圆柱上均匀分布六列出水孔，每60度排一列，纵向孔间距为10cm，列与列之间错开5cm排布。

本实用新型的有益效果在于该系统采用抽水、水处理及地下水回注相结合的方式，针对高渗透性、高含水的污染土壤，将污染地下水抽出至地面水处理装置，经处理达标后，在重力作用下回流至回注井。同时，地下水的回注过程对潜水含水层中的地下水进行了及时补给，也避免了地面沉降等事故的发生。另外，残留在含水层中不易被抽出的毛细水也由于回注水的补给而被淋洗或抽出，进一步增强了地下水及含水层的修复效果，使修复更彻底。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型地下水处理装置搅拌器的构造示意图；

图3为本实用新型地下水处理装置底部斜槽布置图；

图4为本实用新型地下水处理装置子装置之间齿轮式绞合机构示意图；

图5为本实用新型地下水处理装置回注井的剖面构造示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明：

如图1-5所示，一种用于地下水层1，抽水域2，土壤3的高渗透性、高含水层污染地下水的抽水-处理-回注地下水循装置，包括依次通过管道连接的地下水抽水装置、地下水处理装置及地下水回注装置。

地下水抽水装置包括用于从所述抽水井中抽取污染地下水的抽水潜水泵4、抽水井5、污染的地下水提升泵6、流量计7 及阀门8，所述抽水潜水泵4设于所述抽水井5中。

可渗透反应器地下水去除重金属和有机物的地下水处理装置包括储水池9和可渗透反应器地下水处理装置，此装置的主要用途是将污染地下水中的有机物或重金属等目标污染物去除或浓度降低。所述储水池9的入水口与所述抽水潜水泵4连接，所述水处理装置的入水口通过提升泵6与所述储水池9的出水口连接，所述水处理装置的出口处用地下水处理装置的提升泵10提升水压后进入可渗透反应器地下水处理装置，提升泵10可以控制污染地下水进入可渗透反应器的流量。可渗透反应器地下水处理装置包括三个子装置，分别为反应器11、反应器15和反应器 26。三个子系统之间分别外接一根水管，是为了三个装置的灵活应用，可以根据水质的污染程度选择其中的某几个系统进行污水处理。外接水管的另一个作用是作为溢流管道。可渗透反应器地下水处理装置上面布置一个端盖16，为了防止外部污染物以及雨水的进入。反应器11和26内部用可转动滑轮27固定安装搅拌器14，搅拌器14布有多层搅拌叶片。搅拌器14的作用是加大药剂与污水的接触面积，从而加快反应。搅拌器叶片结构图见附图2。

反应器11和26上部安装有加药装置，加药系统包括相同机构的药剂箱20、21和投药装置，药剂箱接通投药管道19通过计量泵18控制药剂流量。投药装置是一个可升降的拔杆17，拔杆 17表面按一定规律开投药孔，拔杆17在上下移动时可以均匀喷药。反应器11左侧布置清洗管道12，清洗管道12上安装清洗水流量的控制阀门13，用来控制清洗水的流量。反应器11内投加碳源和絮凝剂，投加碳源是为了提高有机物的活性，从而促进反应器11内部的生化反应，有利于有机物的去除。投加絮凝剂可以使水与杂质快速且彻底的分离，从而达到去除污水中污染物的目的。反应器15内部均匀布置装有柱状活性炭的活性炭柱24 和装有陶粒的陶粒柱25，活性炭和陶粒外面是渗透水性极强的孔状材料。活性炭和陶粒是污水处理行业常用的进化材料，可以吸附地下水中的污染物。活性炭柱24和陶粒柱25可以定期取出进行清洗，实现循环利用。反应器26内部投加零价纳米铁，零价纳米铁是一种新型纳米去污材料，零价纳米铁处理污水技术已被证明是一项能够修复受卤代烃、卤代芳烃、有机氯农药以及重金属(如铬、硒、铀、砷和锝)等污染的地下水的有效技术。反应器26内部装有搅拌器14，反应器26右下角布置出污泥管31和控制污泥管污泥的控制阀门30，污泥直接落入污泥车32。反应器26右侧布置出水管道29，出水管道29上安装出水管道出水流量的控制阀门28，用来控制出水流量。

可渗透反应器地下水处理子装置中间用齿轮式绞合机构23 隔离，其示意图见附图3。齿轮式绞合机构23用导线22接通PLC 控制系统，用来控制其开度。

可渗透反应器地下水处理装置是一个类长方体箱体，其底部为倾斜15度的半椎体凹槽，俯视图如附图4。设计凹槽的作用是为了方便排出污泥和便于清洗。由于地下水污染包括重金属污染和有机物污染，本系统具有可同时去除重金属和有机物的装置。

地下水回注装置包括回注井33与地下水回注井，主要用途是将处理后的地下水回注至潜水层中。回注井33与地下水回注井连接。附图5为回注井的开孔布置图。回水井呈圆柱形，为了提高回水井效率，圆柱上均匀分布六列出水孔，每60度排一列，纵向孔间距为10cm，列与列之间错开5cm排布。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可进行等同的替换，这些等同的替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种复合型土壤地下水循环处理装置，其特征是通过管道连接的地下水抽水装置，带有三个子装置的可渗透反应器地下水去除重金属和有机物的地下水处理装置，以及地下水回注装置。

2.根据权利要求1所述的一种复合型土壤地下水循环处理装置，其特征是通过管道连接的地下水抽水装置设置有至少一个的抽水井(5)，抽水井(5)中有抽取污染地下水的抽水潜水泵(4)，抽水潜水泵(4)通过管道连接有地下水抽水装置的提升泵(6)，流量计(7)，阀门(8)后与储水池(9)相连。

3.根据权利要求1所述的一种复合型土壤地下水循环处理装置，其特征是有地下水处理装置入水口与抽水潜水泵(4)连接，出水口与地下水处理装置的提升泵(10)相连，提升泵(10)通过管道与可渗透反应器地下水处理装置连通，所述可渗透反应器地下水处理装置为底部呈倾斜15度类长方体水箱，所述类长方体水箱顶有端盖(16)，箱内中间部分为齿轮或绞合机构(23)，左、右两边箱部分是待处理的污水箱，所述可渗透反应器地下水处理装置还具有三个子装置分别连结到箱体各部，有碳源和絮凝剂的反应器(11)连结到箱体左边部分，反应器(11)内有投加的碳源和絮凝剂；左边箱水反应完毕的水进入中间箱的齿轮式绞合机构(23)，面对柱状活性炭和陶粒柱的反应器(15)直达该箱，与均匀布置的柱状活性炭和陶粒柱吸附；中间箱反应完毕的水进入右边箱；内有零价纳米铁的反应器(26)连接到右边箱，反应器(26)内有投加的零价纳米铁，污染水经过三级串联处理，地下水中的污染物被去除，达到地下水回灌标准。

4.根据权利要求3所述的一种复合型土壤地下水循环处理装置，其特征是反应器(11)和反应器(26)上部安装有加药装置，内部设置滑轮(27)固定安装搅拌器(14)，所述搅拌器(14)设置多层搅拌叶片。

5.根据权利要求4所述的一种复合型土壤地下水循环处理装置，其特征是反应器(11)和反应器(26)上部设置有加药装置，所述加药装置有药剂箱(20)药剂箱(21)1级投药系统，所述药剂箱设置有投药管道(19)及计量泵(18)，所述投药系统是一个可升降的拨杆(17)，所述反应器(11)左侧布置清洗管道(12)，清洗管道(12)上安装清洗水流量的控制阀门(13)，反应器(11)内有促进生化反应的碳源和水体与染质分离的絮凝剂，反应器(15)内部设置活性炭柱(24)及陶粒柱(25)，反应器(26)内部设置零价纳米铁，所述反应器(26)内设置有搅拌器(14)，所述反应器(26)右下角设置有出污泥管(31)和控制污泥管污泥的控制阀门(30)，污泥直接落入污泥车(32)，所述反应器(26)右侧布置出水管道(29)，出水管道(29)上安装出水管道出水流量的控制阀门(28)，所述齿轮式绞合机构(23)用导线(22)接通PLC控制系统。

6.根据权利要求1所述的一种复合型土壤地下水循环处理装置，其特征是地下水回注装置有回注井(33)与地下水回注井，所述回注井(33)与地下水回注井连通。