CN217127051U

CN217127051U - 一种实验室用污染地下水的生物prb原位修复装置

Info

Publication number: CN217127051U
Application number: CN202221168708.4U
Authority: CN
Inventors: 崔倩倩; 邵雨萍; 骆守鹏; 费晓昕; 朱红生
Original assignee: Huatian Engineering and Technology Corp MCC
Current assignee: Huatian Engineering and Technology Corp MCC
Priority date: 2022-05-16
Filing date: 2022-05-16
Publication date: 2022-08-05
Anticipated expiration: 2032-05-16

Abstract

本实用新型公开了一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，涉及污染地下水治理与修复技术领域；本实用新型包括修复装置主体、模拟地下水储水罐、二氧化碳发生器和蓄水池；其中修复装置主体的内部从一侧到另一侧依次设置为进水区、含水层介质区、反应区、含水层介质区和排水区，相邻区域通过透水结构隔开；模拟地下水储水罐通过进水管路连通有蠕动泵，其出水端通过进水管路连通至进水区；二氧化碳发生器通过进气管路连通至进水区；蓄水池通过出水管路连通至排水区；本实用新型结构简单，使用方便，方便研究微生物含量、活性、群落结构以及环境条件等对地下水环境因子变化的响应。

Description

一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置

技术领域

本实用新型涉及污染地下水治理与修复技术领域，具体为一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置。

背景技术

目前，污染地下水修复技术主要包括异位抽出处理、渗透性反应墙修复、原位化学氧化、原位电动修复等。其中渗透性反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB)原位修复技术因具有较好的处理效果、安装施工方便、运行费用低等优点而被广泛使用。PRB是指一种填充活性反应介质材料的被动污染处理系统，当污染的地下水流借助自身水力梯度作用通过反应墙时，污染物与墙体中的反应介质发生物理、生化反应而被去除，从而达到污染修复的目的。

微生物方法具有环境友好、效果稳定、无二次污染等优点。为此，将PRB与生物处理法相结合构建生物PRB，采用以固定化降解菌介质作为填充材料，能够有效解决反应墙不能持续作用、生物处理法需要时间长和对污染程度较高区域不适应等问题。针对不同类型的地下水污染，微生物及填料介质的选择不同，尤其地下水溶解氧和碳源是生物PRB中优势修复菌生长代谢的重要影响因素，因此模拟溶解氧和筛选合适碳源等联用技术的具体运行参数和适用条件等都需要进行详细的实验室研究。

微生物作为生物PRB修复地下水污染的主体，其含量、活性和群落分布对修复效果起关键作用，因此，明确修复系统中微生物群落结构、生长代谢对地下水环境因子变化的响应以及监测修复过程对周边水体溶解氧的影响，将为建立高效、稳定的生物PRB原位修复技术提供理论基础与技术支撑。但是市面上没有相应的可用于试验的装置，例如公开号为CN113929206A，名称为一种电驱生物PRB原位修复地下水污染的方法及其装置的发明专利申请，其中就公开了包括可渗透反应墙(PRB)、接种于PRB内的微生物、阳极、阴极和外电路元件的修复装置，但是该装置缺乏相应的实验手段，基本只能凭借经验判断不同微生物、填料、环境条件等对生物PRB的影响；因此，亟需一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置来解决这个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，以解决上述背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，包括修复装置主体、模拟地下水储水罐、二氧化碳发生器和蓄水池；其中修复装置主体的内部从一侧到另一侧依次设置为进水区、含水层介质区、反应区、含水层介质区和排水区，相邻区域通过透水结构隔开；模拟地下水储水罐通过进水管路连通有蠕动泵，其出水端通过进水管路连通至进水区；二氧化碳发生器通过进气管路连通至进水区；蓄水池通过出水管路连通至排水区。

优选的，进水区设置有溶解氧探头，用于监测溶解氧变化。

优选的，排水区设置有排气阀。

优选的，修复装置主体的上端设有端盖，并且在反应区上方处开设有若干个加样孔，加样孔处设置有密封旋盖或密封塞。

优选的，修复装置主体在含水层介质区和反应区侧面分别开设有若干取样孔，取样孔处设置有密封旋盖或密封塞。

优选的，透水结构为不锈钢筛网。

优选的，含水层介质区填充有细砂，用于模拟地下含水砂层。

优选的，反应区填充固定化微生物菌剂或载体材料与液体微生物菌剂的混合物。

优选的，进水管路上设置有流量计和采样阀门，进气管路上设置有开关阀门，出水管路上设置有出水阀门。

优选的，开关阀门为三通阀，其两端分别连通二氧化碳发生器和进水区，另一端连接送风机用于给好氧微生物通气。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、该实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，设置有二氧化碳发生器可营造厌氧环境，配合溶解氧探头传感器可实现地下水溶解氧的模拟，同时监测修复过程中对周边环境的影响；该装置设置有多个取样孔可实现不同修复时期，不同修复区域的取样，从而方便研究微生物含量、活性以及群落结构等对地下水环境因子变化的响应；在修复装置上部设置有加样孔可方便碳源的添加，从而为污染地下水的原位修复技术研究提供了可行性试验装置。

2、该实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，结构简单，使用方便，有利于实验条件的深入研究，对将来污染地下水的生物PRB原位修复的实际应用大有裨益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、修复装置主体；2、进水区；3、含水层介质区；4、反应区；5、排水区；6、模拟地下水储水罐；7、流量计；8、二氧化碳发生器；9、溶解氧探头；10、蠕动泵；11、开关阀门；12、采样阀门；13、加样孔；14、蓄水池；15、取样孔；16、排气阀。

具体实施方式

如图1所示，一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，包括修复装置主体1、模拟地下水储水罐6、二氧化碳发生器8和蓄水池14；其中修复装置主体1的内部从一侧到另一侧依次设置为进水区2、位于反应区4一侧的含水层介质区3、反应区4、位于反应区4另一侧的含水层介质区3和排水区5，相邻区域通过透水结构隔开，透水结构可以为不锈钢筛网；模拟地下水储水罐6通过进水管路连通有蠕动泵10，其出水端通过进水管路连通至进水区2；二氧化碳发生器8通过进气管路连通至进水区2；蓄水池14通过出水管路连通至排水区5；参阅图1，进水管路、进气管路和出水管路分别都可以设置有多个，分别连接至修复装置主体1侧面的不同高度处等。

进一步地，进水区2可设置有溶解氧探头9，用于监测溶解氧变化，溶解氧探头9的感应端宜设置于进水区2的下部。

排水区5的侧面或上端还可设置有排气阀16，在二氧化碳发生器8工作时，可开启排气阀16形成贯穿修复装置主体1的气路。

另外，修复装置主体1的上端宜设有端盖，并且在反应区4上方处开设有若干个加样孔13，加样孔13处设置有密封旋盖或密封塞，方便碳源的添加，研究不同碳源对修复效果的影响；如果污染类型需要好氧微生物可去掉端盖呈敞口槽体，如需要厌氧微生物可盖上端盖保持密闭，此时不加样时加样孔13应盖紧密封；修复装置主体1包括端盖的材料可以选用有机玻璃。

修复装置主体1在含水层介质区3和反应区4侧面分别开设有若干取样孔15，取样孔15处设置有密封旋盖或密封塞，可在系统运行的不同阶段进行取样，研究微生物含量、活性以及群落结构等对地下水环境因子变化的响应，不取样时应盖紧密封。

在一种较优的实施方式中，含水层介质区3填充有细砂，用于模拟地下含水砂层，细砂的具体粒级可根据需要而定；反应区4则可填充固定化微生物菌剂或载体材料与液体微生物菌剂的混合物。

进水管路上设置有流量计7和采样阀门12，配合蠕动泵10和模拟地下水储水罐6，可对地下水流速、污染水平、pH等因素进行模拟，考察环境条件对污染地下水的修复过程的影响；进气管路上设置有开关阀门11，可通过调节开关阀门11实现模拟好氧/厌氧环境；出水管路上设置有出水阀门，用于将修复后的水收集到蓄水池14中。

此外，上述的开关阀门11还可以为三通阀，其两端分别连通二氧化碳发生器8和进水区2，另一端连接送风机用于给好氧微生物通气；如果生物PRB原位修复装置的反应区4中填充的是厌氧微生物材料，构建好生物PRB之后将系统密闭，将开关阀门11的二氧化碳发生器8与进水区2连通，送风机气路则断开，开启排气阀16，启动二氧化碳发生器8；如果生物PRB原位修复装置的反应区4中填充的是好氧微生物，则将开关阀门11的送风机端与进水区2连通，二氧化碳发生器8气路断开，关闭排气阀门16，打开端盖发挥微生物的修复潜力。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims

1.一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，其特征在于：包括修复装置主体(1)、模拟地下水储水罐(6)、二氧化碳发生器(8)和蓄水池(14)；其中修复装置主体(1)的内部从一侧到另一侧依次设置为进水区(2)、含水层介质区(3)、反应区(4)、含水层介质区(3)和排水区(5)，相邻区域通过透水结构隔开；模拟地下水储水罐(6)通过进水管路连通有蠕动泵(10)，其出水端通过进水管路连通至进水区(2)；二氧化碳发生器(8)通过进气管路连通至进水区(2)；蓄水池(14)通过出水管路连通至排水区(5)。

2.根据权利要求1所述的一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，其特征在于：所述进水区(2)设置有溶解氧探头(9)，用于监测溶解氧变化。

3.根据权利要求1所述的一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，其特征在于：所述排水区(5)设置有排气阀(16)。

4.根据权利要求1所述的一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，其特征在于：所述修复装置主体(1)的上端设有端盖，并且在反应区(4)上方处开设有若干个加样孔(13)，加样孔(13)处设置有密封旋盖或密封塞。

5.根据权利要求1所述的一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，其特征在于：所述修复装置主体(1)在含水层介质区(3)和反应区(4)侧面分别开设有若干取样孔(15)，取样孔(15)处设置有密封旋盖或密封塞。

6.根据权利要求1所述的一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，其特征在于：所述透水结构为不锈钢筛网。

7.根据权利要求1所述的一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，其特征在于：所述含水层介质区(3)填充有细砂，用于模拟地下含水砂层。

8.根据权利要求1所述的一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，其特征在于：所述反应区(4)填充固定化微生物菌剂或载体材料与液体微生物菌剂的混合物。

9.根据权利要求1所述的一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，其特征在于：所述进水管路上设置有流量计(7)和采样阀门(12)，进气管路上设置有开关阀门(11)，出水管路上设置有出水阀门。

10.根据权利要求9所述的一种实验室用污染地下水的生物PRB原位修复装置，其特征在于：所述开关阀门(11)为三通阀，其两端分别连通二氧化碳发生器(8)和进水区(2)，另一端连接送风机用于给好氧微生物通气。