CN213537514U - 一种渗透反应墙及渗透反应墙系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种渗透反应墙及渗透反应墙系统，所述渗透反应墙从前至后依次设置有第一过滤层、第一还原反应层、吸附反应层、第二还原反应层和第二过滤层，所述吸附反应层中设有活性炭过滤层或采用含活性炭的过滤材料，所述第一还原反应层和所述第二还原反应层中设有零价铁过滤反应层或者采用含零价铁的渗透反应材料，所述渗透反应墙系统包括竖向设于地下的墙体，所述墙体包括位于中段的所述渗透反应墙和分别位于所述渗透反应墙的左右两端并与其连接的两段防渗墙。本实用新型可在不影响地下水径流的前提下，对地下水污染进行原位修复净化，无需其他设备设施介入，不占地面空间，修复效果好，成本低。

Description

一种渗透反应墙及渗透反应墙系统

技术领域

本实用新型涉及一种渗透反应墙及渗透反应墙系统，属于地下水污染修复技术领域。

背景技术

在炼化企业的生产及储存环节，对土壤和地下水造成污染的事件时有发生。特别是建设年限比较早的企业，很多设施陈旧老化，尤其是一些埋在地下的存储设施，长期隐蔽的渗漏很难被发现。炼化企业对土壤的污染不仅集中在土壤表层，污染物会随时间和渗漏量的变化而逐步向深处迁移渗透，污染地下水及周边水体，甚至导致饮用水被污染，对人体健康造成极大危害，造成社会和经济的巨大损失。综合来讲，炼化企业石油类污染的隐弊性大，潜伏期长，涉及面广，治理困难，危害日益突显，已成为不容忽视的环境问题。

传统的地下水修复主要包括抽提技术、气提技术、空气吹脱技术和生物修复技术等，这些技术要么需要将地下水抽出进行相应修复处理后再注回，要么需要采用精密的设备设施及专用的修复剂对地下水进行修复，高额的修复成本及繁琐的修复流程限制了这些技术的推广应用。

实用新型内容

为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种渗透反应墙及渗透反应墙系统，可以在不影响地下水径流的前提下，对地下水污染进行原位修复。

本实用新型实现上述目的的技术方案是：一种渗透反应墙，从前至后依次设置有第一过滤层、第一还原反应层、吸附反应层、第二还原反应层和第二过滤层。

优选地，所述吸附反应层中设有活性炭过滤层或采用含活性炭的过滤材料。可以包括从前至后依次设置的砾石过滤层（砾石层）、粗砂过滤层（粗砂层）和活性炭过滤层，其中活性炭（活性炭过滤层中的活性炭或者含活性炭的过滤材料中的活性炭）在全部过滤材料中的质量占比可以为1/4左右。

优选的，所述第一还原反应层和所述第二还原反应层中设有零价铁过滤反应层（零价铁层）或者采用含零价铁的渗透反应材料。可以包括从前至后依次设置的砾石过滤层（砾石层）、粗砂过滤层（粗砂层）和零价铁过滤反应层，其中任一还原反应层中活性炭（活性炭过滤层中的活性炭或者含活性炭的过滤材料中的活性炭）在全部过滤反应材料（过滤反应材料和过滤材料）中的质量占比可以为1/2左右。

优选的，所述第一过滤层和所述第二过滤层均为卵石层，优选充砂卵石层（砂砾层）。

优选的，所述第一过滤层、所述第一还原反应层、所述吸附反应层、所述第二还原反应层和所述第二过滤层的厚度均为200-400mm。

优选的，所述渗透反应墙还包括矩形的框架，所述第一还原反应层、所述吸附反应层和所述第二还原反应层设于所述框架内，所述第一过滤层和所述第二过滤层分设于所述框架的前后两侧，所述框架外可以包覆有不锈钢网。

优选的，所述框架的内部空间从前至后分为三个等宽的腔室，每个所述腔室内均设有一个可拆卸的长方体状的透水金属笼，所述透水金属笼的侧面和底面可以采用孔板制成，或者采用金属条制成透水金属笼的骨架并至少在其侧面和底面设有不锈钢网，由此实现透水。

所述第一还原反应层、所述吸附反应层和所述第二还原反应层分别设于位置相对应的所述透水金属笼内，可以采用填料填充方式在所述透水金属笼内形成相应的反应层。

优选的，所述不锈钢网外包覆有镀锌铁丝网。

一种渗透反应墙系统，包括竖向设于地下的墙体，所述墙体包括位于中段的所述渗透反应墙和分别位于所述渗透反应墙的左右两端并与其连接的两段防渗墙。

优选的，所述渗透反应墙系统还包括监测系统，所述监测系统包括分别设于所述墙体的前侧和后侧的多个地下水监测井，位于所述墙体的前侧和后侧的所述地下水监测井规则分布或不规则分布，所述地下水监测井内设有或不设有水质检测装置。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型应用时，所述渗透反应墙垂直于地下水径流方向竖直布设，地下水在流经所述渗透反应墙的过程中，污染物通过所述第一还原反应层、所述吸附反应层和所述第二还原反应层进行吸附还原去除，可在不影响地下水径流的前提下，对地下水污染进行原位修复净化。地下水修复过程在地下进行，无需其他设备设施介入，不占地面空间，修复效果好，成本低，相比于传统的地下水修复技术，成本至少可节约30%以上。所述第一过滤层和所述第二过滤层的设置，可有效拦截地下水中的大粒径杂质，避免所述第一还原反应层、所述吸附反应层和/或所述第二还原反应层堵塞。

2、本实用新型的所述框架和所述金属笼的设置，当所述第一还原反应层、所述吸附反应层和/或所述第二还原反应层由于长期使用失效后，可快速进行更换，恢复所述渗透反应墙对地下水中污染物的吸附还原能力，保证地下水的修复净化效果。

3、本实用新型的所述监测系统的设置，可对所述渗透反应墙的上下游水质（进水水质和出水水质）实时进行监测，掌握所述渗透反应墙对地下水的修复效果及修复能力，当修复效果及能力下降或丧失时，及时更换所述第一还原反应层、所述吸附反应层和/或所述第二还原反应层，确保对地下水的修复净化效果。

附图说明

图1是本实用新型的所述渗透反应墙的剖视图；

图2是本实用新型的所述渗透反应墙系统应用时的俯视图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型公开了一种渗透反应墙，应用时垂直于地下水径流方向竖直布设，从前至后依次包括第一过滤层1、第一还原反应层2、吸附反应层3、第二还原反应层4和第二过滤层5，所述吸附反应层为粗砂/砾石和活性炭混合物层，所述第一还原反应层和所述第二还原反应层均为粗砂/砾石和零价铁混合物层，所述第一还原反应层、所述吸附反应层和所述第二还原反应层用于在地下水流经所述渗透反应墙时，对地下水中的污染物进行吸附还原去除。

所述吸附反应层中的粗砂/砾石与活性炭的混合比例优选为3:1，即所述吸附反应层的吸附填料中粗砂/砾石占75%，活性炭占25%，所述吸附填料布满后充满所述吸附反应层。

所述第一还原反应层和所述第二还原反应层中的粗砂/砾石与零价铁的混合比例优选均为1:1，即所述第一还原反应层和所述第二还原反应层的还原反应填料中粗砂/砾石占50%，零价铁占50%，所述还原反应填料布满或充满所述第一还原反应层和所述第二还原反应层。

所述第一过滤层和所述第二过滤层均优选为充砂卵石层（在卵石层中的缝隙中填充砂），充砂卵石布满或充满所述第一过滤层和所述第二过滤层，二者的设置可有效拦截地下水中的大粒径杂质，避免所述第一还原反应层、所述吸附反应层和/或所述第二还原反应层堵塞，影响所述渗透反应墙对地下水的修复净化效果。

所述第一过滤层、所述第一还原反应层、所述吸附反应层、所述第二还原反应层和所述第二过滤层的厚度优选相同，均为200-400mm，如200mm、300mm或400mm，优选为300mm，在尽量降低所述渗透反应墙的整体厚度的前提下，保证对地下水的修复净化效果。

所述渗透反应墙还优选包括矩形的框架6，所述第一还原反应层、所述吸附反应层和所述第二还原反应层设于所述框架内，所述第一过滤层和所述第二过滤层分设于所述框架的前后两侧，并采用常规技术手段与所述框架固定连接，比如，通过丝网分别包覆所述第一过滤层和所述第二过滤层后与所述框架插接、挂接或焊接。所述框架可以采用钢制框架，如采用镀锌方管焊接构成。通过所述框架的设置，可以将所述第一过滤层与所述第一还原反应层以及所述第二过滤层与所述第二还原反应层分隔开，便于所述第一还原反应层、所述吸附反应层和所述第二还原反应层的更换。

所述框架的内部空间从前至后优选分为三个等宽的腔室，三个所述腔室可以通过在所述框架内的适宜位置增设镀锌方管分隔，每个所述腔室内均设有一个可拆卸的长方体状的金属笼（优选为不锈钢网制成的金属笼）7，所述第一还原反应层、所述吸附反应层和所述第二还原反应层分别设于位置相对应的所述金属笼内，通常情况下，将所述第一还原反应层、所述吸附反应层和所述第二还原反应层的填料分别填充于位置相对应的所述金属笼内，构成所述第一还原反应层、所述吸附反应层和所述第二还原反应层。所述金属笼与所述框架的可拆卸方式可以为拔插拆卸方式，当所述第一还原反应层、所述吸附反应层和/或所述第二还原反应层由于长期使用失效需要更换时，将相应的所述金属笼从所述框架内抽出后更换填料再插回所述框架内的相应位置即可。所述金属笼与所述框架之间可以设有相配合的定位结构，如笼门、挡梁、挡环或挂钩等，以保证二者之间的定位准确。

所述框架的大小由所述渗透反应墙的大小决定，自上而下可以分为多节，每节1.5m，竖向的镀锌方管之间的间距可以为200mm，横向上设置3道分仓横梁，镀锌方管优选采用80mm*80mm的方管，以保证所述框架的整体刚性。

所述框架外优选包覆有不锈钢网（密目网），不锈钢丝粗优选0.35mm，网孔优选0.27mm，以防止所述框架内各层的填料外溢以及所述框架外的杂质侵入。

所述不锈钢网外优选包覆有镀锌铁丝网（如热镀锌钢轧花防护网），线径优选为2.5mm，孔距优选为20mm，用于保护所述不锈钢网。

参见图2，本实用新型还公开了一种渗透反应墙系统，包括竖向设于地下的墙体，所述墙体包括位于中段的渗透反应墙8和分别位于渗透反应墙的左右两端并与其连接的两段防渗墙9，所述渗透反应墙采用本实用新型的任意一种渗透反应墙。所述渗透反应墙与所述防渗墙等高（二者的顶面处于同一水平面内，底面处于同一水平面内），所述渗透反应墙垂直于地下水径流方向布设，所述防渗墙自内端（与所述渗透反应墙的连接端）向外端朝向地下水的上游方向倾斜布设，或者所述防渗墙的靠近所述渗透反应墙的一段自内向外朝向地下水的上游方向倾斜布设。所述渗透反应墙与所述防渗墙的底端优选均深入到不透水层1m以下，所述渗透反应墙与所述防渗墙的顶端优选均高于地下水抗浮设防水位1.5m以上。地下水在流动过程中，在所述防渗墙的阻挡和导引作用下流经所述渗透反应墙，通过所述渗透反应墙对地下水中的污染物进行吸附还原去除，实现地下水的原位修复净化。

所述渗透反应墙系统优选还包括监测系统，所述监测系统包括分别设于所述墙体的前侧和后侧的多个地下水监测井10，各所述地下水监测井通常均与所述墙体之间留有间距，位于所述墙体的前侧和后侧的所述地下水监测井规则分布或不规则分布，优选沿所述墙体的延伸方向等间距规则分布，所述渗透反应墙的前侧和后侧优选均分布有所述地下水监测井，所述地下水监测井内设有或不设有水质检测装置（如水质检测传感器）。所述监测系统的设置，可对所述渗透反应墙的进水水质和出水水质实时进行监测（如监测水质中的特征污染因子情况），掌握所述渗透反应墙对地下水的修复效果及修复能力，当修复效果及能力下降或丧失时（所述框架内的各层失效时），及时更换所述第一还原反应层、所述吸附反应层和/或所述第二还原反应层，确保对地下水的修复净化效果。

本实用新型的任意一种渗透反应墙均可以用于本实用新型的任意一种渗透反应墙系统。

本实用新型的任意一种渗透反应墙系统也均可以采用本实用新型的任意一种渗透反应墙。

Claims (10)

1.一种渗透反应墙，其特征在于从前至后依次设置有第一过滤层、第一还原反应层、吸附反应层、第二还原反应层和第二过滤层。

2.如权利要求1所述的渗透反应墙，其特征在于所述吸附反应层中设有活性炭过滤层。

3.如权利要求2所述的渗透反应墙，其特征在于所述第一还原反应层和所述第二还原反应层中设有零价铁过滤反应层。

4.如权利要求3所述的渗透反应墙，其特征在于所述第一过滤层和所述第二过滤层均为充砂卵石层。

5.如权利要求4所述的渗透反应墙，其特征在于所述第一过滤层、所述第一还原反应层、所述吸附反应层、所述第二还原反应层和所述第二过滤层的厚度均为200-400mm。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的渗透反应墙，其特征在于还包括矩形的框架，所述第一还原反应层、所述吸附反应层和所述第二还原反应层设于所述框架内，所述第一过滤层和所述第二过滤层分设于所述框架的前后两侧。

7.如权利要求6所述的渗透反应墙，其特征在于所述框架的内部空间从前至后分为三个等宽的腔室，每个所述腔室内均设有一个可拆卸的长方体状的透水金属笼，所述第一还原反应层、所述吸附反应层和所述第二还原反应层分别设于位置相对应的所述透水金属笼内。

8.如权利要求7所述的渗透反应墙，其特征在于所述透水金属笼的侧面和底面采用孔板制成，或者采用金属条制成透水金属笼的骨架并至少在其侧面和底面设有不锈钢网，所述不锈钢网外包覆有镀锌铁丝网。

9.一种渗透反应墙系统，其特征在于包括竖向设于地下的墙体，所述墙体包括位于中段的渗透反应墙和分别位于所述渗透反应墙的左右两端并与其连接的两段防渗墙，所述渗透反应墙采用如权利要求1-8任一项所述的渗透反应墙。

10.如权利要求9所述的渗透反应墙系统，其特征在于还包括监测系统，所述监测系统包括分别设于所述墙体的前侧和后侧的多个地下水监测井，所述地下水监测井内设有或不设有水质检测装置。

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