CN212476283U - 处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，循环井管上设置上下两段透水筛孔，上段透水筛孔为出水口，其与地下水位相对应，下段透水筛孔为进水口，与地下水污染区域的下边界对应；循环井管内设有注气管，其下端伸至下段透水筛孔位置；循环井管内设有气相抽提管，用于抽出地下水中上升气泡中逸出的含有VOCs的气体；循环井管上部筛管外滤料内安装有注药管，注药管的底部接近于上段透水筛孔的底部位置。注药管内的微生物药剂在排水口循环水作用下，均匀分散在地下水环境中，避免循环井筛管处形成生物膜而被堵塞进而报废多功能循环井单元。循环井进水筛管底部设置楔形收集器，可以对地下水中DNAPLs进行收集。

Description

处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于用于处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统。

背景技术

随着我国城市化进程中“退二进三”和“产业转移”政策落实步伐的加快，重污染行业大批关闭和搬迁，导致城市及周边出现大量遗留土壤和地下水污染地块。目前针对处理污染地下水技术主要有抽出～处理等异位修复技术、化学氧化和地下水曝气等原位修复技术，这些技术的应用都有明显的局限性。

而地下水循环井技术将曝气、气提和吹脱等技术集成于一体，克服了地下水抽出处理周期长、水处理费昂贵，曝气处理影响半径小、去除速率低，化学氧化易造成二次污染等缺点。循环井技术属于环境友好型技术，该技术已在国外被广泛使用，在国内地下水修复中有广阔的应用空间。

地下水含水层在受到有机污染时，一般存在多种类型有机物，典型污染物有VOCs和DNAPLs，其物理化学性质和在含水层介质中的吸附性能存在较大差距，因此不能等同处理，否则直接影响修复效果。常规循环井通过曝气、抽提和地下水循环等过程只能有效的处理含水层内的VOCs，不能直接对含水层底部的DNAPLs层进行有效修复，因而地下水修复的整体效果不佳。

地下水循环井技术和微生物处理技术常常被应用于污染地下水的修复中，技术的耦合亦可明显提高地下水修复效率和缩短修复周期。由于多功能循环井的特殊结构要求，循环循环井管需要上下开筛和包裹孔径较小筛网，常见的多功能循环井微生物药剂注入管直接设置井内并进行注药，由于近点注入药剂浓度过高，极容易产生物膜贴附在筛网表面堵塞筛管，进而报废循环井。

实用新型内容

针对以上存在的两个问题，本实用新型的目的是提供一种处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其具有模块化、智能化和节能化等特点，可顺利且高效地对地下水中挥发性有机污染物和DNAPLs进行处理。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，包含循环井管，其特征在于：

循环井管上设置上下两段透水筛孔，上段透水筛孔为出水口，其与地下水位相对应，下段透水筛孔为进水口，其位于循环井管的底部，并位于地下水污染区域的下边界；

循环井管内设有注气管，注气管的下端伸入至下段透水筛孔位置；

循环井管内设有气相抽提管，用于抽出地下水中上升气泡中逸出的含有VOCs的气体；

循环井管外的填料内安装有注药管，注药管的底部接近于上段透水筛孔的底部位置；

循环井管内在下段透水筛孔以下位置设置有收集器，用于收集由进水口流入的DNAPLs，循环井管外的填料内安装有DNAPLs回收管，DNAPLs回收管下端位置与所述收集器的底部连接，上端连接有DNAPLs抽提泵。

所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其中：注药管底部进行封堵，并进行底部向上开筛，开筛长度为循环井管的上段透水筛孔分布长度的40％-60％。

所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其中：所述注药管设有四根，四根注药管围绕循环井管呈等角度间隔布置。

所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其中：所述收集器是楔形收集器。

所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其中：还包括向所述注气管提供压力气的空压机，在空压机的下游管路上还安装有流量计和/或温度计和/或压力计，所述流量计和/或温度计和/或压力计连接至远程中控系统。

所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其中：还包括生物营养源注入单元，其包括药剂调配罐、注药泵和流量监测计，注药泵能够将药剂调配罐中调配好的药剂输送至注药管，药剂调配罐中的搅拌电机、注药泵和流量监测计均与远程中控系统连接。

所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其中：气相抽提管的上端连接有罗茨风机，罗茨风机的下游连接气液分离器，气液分离器的气相出口连通至活性炭吸附箱，气液分离器的液相出口连通至废水储存及处理设施，罗茨风机与远程中控系统连接。

所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其中：所述

DNAPLs抽提泵与远程中控系统连接。

所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其中：在循环井管外侧对应于两段透水筛孔的位置包裹有不锈钢丝网并覆盖以具有透水和过滤作用的填料，其他位置采用隔水材质的填料。

所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其中：DNAPLs抽提泵的出口端连接至DNAPLs收集罐。

与现有技术相比较，本实用新型具有的有益效果是：微生物药剂通过注药管排入地下水后，在出水口的循环水的作用下，均匀的分散在地下水环境中，此过程可以避免药剂直接注入循环井管中而形成生物膜贴附在筛网表面堵塞筛管的情况，避免报废多功能循环井单元。此外，该装备系统可以直接地下水中VOCs和含水层底部的DNAPLs层进行有效修复，因而地下水修复的整体效果上佳。

附图说明

图1是处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统的结构示意图。

图2是注药管的平面布置图。

附图标记说明：循环井管1；上段透水筛孔2；下段透水筛孔3；透过性填料4；非透过性填料5；注气管6；曝气头7；气相抽提管8；注药管9；楔形收集器10；DNAPLs回收管11；DNAPLs抽提泵12；DNAPLs收集罐13；空压机14；流量计15；阀门16；药剂调配罐17；注药泵18；流量监测计19；阀门20；罗茨风机21；活性炭吸附箱22。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供一种处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其主要包括多功能循环井单元、AS气源单元、生物营养源注入单元、尾气抽提及处理单元和远程中控系统。

(1)多功能循环井单元

多功能循环井单元主要包含循环井管1，循环井管1通常采用不锈钢钢管，直径一般为100mm～200mm。循环井管1上设置上下两段透水筛孔，上段透水筛孔2为出水口，其中间位置与地下水位平齐，下段透水筛孔3为进水口，其位于循环井管1的底部，并位于地下水污染区域的下边界；进水口开筛长度一般为含水层厚度的1/8，出水口开筛长度一般为进水口开筛长度的1.5倍。在循环井管1外侧对应于各透水筛孔的位置设有不锈钢丝网再覆盖集配比合适的砾石和石英砂作为填料(透过性填料4)，起到透水和过滤细小颗粒的作用，其他位置采用隔水材质的填料(非透过性填料5)，如粘土或混凝土等。

循环井管1内设有注气管6，注气管6的下端伸入至下段透水筛孔3位置并安装有曝气头7，用于向井水中注入压力气体。

循环井管1内设有气相抽提管8，用于将循环井管1中地下水中上升气泡中逸出的含有VOCs的气体抽出，防止地下水挥发的污染物产生二次污染。

循环井管1外的填料内安装有注药管9，注药管9的底部与上段透水筛孔2的底部齐平。注药管9底部进行封堵，并进行开筛，开筛长度为上段透水筛孔2的上段透水筛孔2分布的长度的40％-60％，以便微生物药剂排入地下水内，且在出水口的循环水的作用下，均匀的分散在地下水环境中。此过程可以避免药剂直接注入循环井管1中而形成生物膜贴附在筛网表面堵塞筛管的情况，避免报废多功能循环井单元。在较佳的实施例中，如图2所示，所述注药管9设有四根，四根注药管9围绕循环井管1呈等角度间隔布置。

下段透水筛孔3以下设置有楔形收集器10，楔形收集器10侧面高度100mm左右，角度约30°，可以顺利收集由进水口流入的DNAPLs。循环井管1外的填料内安装有DNAPLs回收管11，DNAPLs回收管11下端位置与所述楔形收集器10的位置相对应，上端通过配套的DNAPLs抽提泵12连通至DNAPLs收集罐13，以便对楔形收集器10内的DNAPLs进行抽取，并将DNAPLs抽至地面进行集中处理。此过程可以有效地解决将含水层底部的DNAPLs收集处理问题。

(2)AS气源单元

AS气源单元主要由空压机14、过滤器、监测装置(流量、温度和压力监测)等部分组成。该单元的主体设备为空压机14，其为循环井的动力设备，其压力一般为0.1～1MPa，注气流量根据含水层的厚度、循环井间距等参数进行确定。在空压机14的下游管路上依次安装有过滤器、流量计15与阀门16，再连通所述注气管6的上端；在空压机14的下游管路上还可以安装温度计和/或压力计，所述流量计15和/或温度计和/或压力计构成的监测装置连接至远程中控系统(未予图示)，远程中控系统可根据检测信号对空压机14的注气流量和压力等运行参数进行调节。

(3)生物营养源注入单元

生物营养源注入单元主要包括药剂调配罐17、注药泵18和流量监测计19等装置。药剂调配罐17中调配好的药剂经注药泵18、流量监测计19、阀门20连通至注药管9，然后进入地下水，进行微生物技术强化修复。药剂调配罐17中的搅拌电机、注药泵18和流量监测计19与远程中控系统连接，可实现对设备运行频率等的远程控制。

(4)尾气抽提及处理单元

该单元主要由罗茨风机21、活性炭吸附箱22及DNAPLs收集罐13等组成。循环井内产生污染气体经罗茨风机21抽出，并经过气液分离器(未予图示)进行气水分离，分离出的污染气体输送至活性炭吸附箱22进行处理，分离出的液化污染水进入废水储存及处理设施进行处理。此外，循环井底部收集器内的DNAPLs经DNAPLs抽提泵12抽取至DNAPLs收集罐13进行集中处理。该单元中关键设备罗茨风机21和DNAPLs抽提泵12等，监测装置如流量计、压力计和VOCs在线检测仪，其都与远程中控系统连接，实现对设备的远程监测和控制。

(5)远程中控系统

远程中控系统采用PLC设备和GPRS模块对空压机14、抽提风机、注药泵18和DNAPLs抽提泵12等关键设备进行启停和变频等进行远程控制。现场监测数据传输选用无线远传方式，在现有PLC设备基础上增加无线模块，并搭建无线远传平台，对环境数据进行监测。将地面安装的多功能涡街流量计(压力和流量)，地下水测压管、pH探头和饱和溶氧量监测探头等监测装置与PLC装置连接，场地相关数据收集至中控室内上位机组态软件实时显示并存储记录。上位机组态软件还可对异常数据、操作进行报警提示，提示管理人员及时进行检修。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，包含循环井管，其特征在于：

循环井管上设置上下两段透水筛孔，上段透水筛孔为出水口，其与地下水位相对应，下段透水筛孔为进水口，其位于循环井管的底部，并位于地下水污染区域的下边界；

循环井管内设有注气管，注气管的下端伸入至下段透水筛孔位置；

循环井管内设有气相抽提管，用于抽出地下水中上升气泡中逸出的含有VOCs的气体；

循环井管外的填料内安装有注药管，注药管的底部接近于上段透水筛孔的底部位置；

循环井管内在下段透水筛孔以下位置设置有收集器，用于收集由进水口流入的DNAPLs，循环井管外的填料内安装有DNAPLs回收管，DNAPLs回收管下端位置与所述收集器的底部连接，上端连接有DNAPLs抽提泵。

2.根据权利要求1所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其特征在于：注药管底部进行封堵，并进行底部向上开筛，开筛长度为循环井管的上段透水筛孔分布长度的40％-60％。

3.根据权利要求1所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其特征在于：所述注药管设有四根，四根注药管围绕循环井管呈等角度间隔布置。

4.根据权利要求1所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其特征在于：所述收集器是楔形收集器。

5.根据权利要求1所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其特征在于：还包括向所述注气管提供压力气的空压机，在空压机的下游管路上还安装有流量计和/或温度计和/或压力计，所述流量计和/或温度计和/或压力计连接至远程中控系统。

6.根据权利要求1所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其特征在于：还包括生物营养源注入单元，其包括药剂调配罐、注药泵和流量监测计，注药泵能够将药剂调配罐中调配好的药剂输送至注药管，药剂调配罐中的搅拌电机、注药泵和流量监测计均与远程中控系统连接。

7.根据权利要求1所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其特征在于：气相抽提管的上端连接有罗茨风机，罗茨风机的下游连接气液分离器，气液分离器的气相出口连通至活性炭吸附箱，气液分离器的液相出口连通至废水储存及处理设施，罗茨风机与远程中控系统连接。

8.根据权利要求1所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其特征在于：所述DNAPLs抽提泵与远程中控系统连接。

9.根据权利要求1所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其特征在于：在循环井管外侧对应于两段透水筛孔的位置包裹有不锈钢丝网并覆盖以具有透水和过滤作用的填料，其他位置采用隔水材质的填料。

10.根据权利要求1所述的处理污染地下水中VOCs和DNAPLs的循环井系统，其特征在于：DNAPLs抽提泵的出口端连接至DNAPLs收集罐。

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