CN217709075U - 一种修复铬污染地下水可渗透反应墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种修复铬污染地下水可渗透反应墙，包括沿垂直地下水流方向依次设置的缓冲层、反应层、吸附层和过滤层，缓冲层为第一粗石英砂层，反应层为铁屑层，粗石英砂层和铁屑层之间设置有第一细石英砂层，吸附层为颗粒活性炭层，过滤层为第二粗石英砂层，第二粗石英砂层与颗粒活性炭层之间设置有第二细石英砂层。本实用新型采用分层填充的方式，能够很大程度上解决堵塞问题，有效降低地下水中铬的浓度，延长使用寿命。

Description

一种修复铬污染地下水可渗透反应墙

技术领域

本实用新型涉及地下水修复技术领域，特别是指一种修复铬污染地下水可渗透反应墙。

背景技术

现阶段，地下水污染日趋严重，已成为我国严峻的环境问题，地下水污染的修复治理和风险管控工作迫在眉睫。

目前，常用的地下水污染修复技术和风险管控措施主要包括抽出-处理技术、生物技术、原位曝气技术、化学氧化/还原技术、可渗透反应墙(permeable reactive barrier，PRB)技术、监测自然衰减技术等。其中，PRB技术是一种基于原位的被动系统，具有无需外源动力，不占用地面空间，造价低廉，污染物去除效果好，反应介质选择性强，对生态环境干扰小等方面的优势。因此，PRB技术成为目前地下水修复技术最重要的发展方向之一。

PRB技术的关键在于反应墙中活性反应介质材料的选择及在反应墙中的填充方式。如果反应墙中选用的填充材料不当或填充方式不合适，PRB运行过程中就会出现反应填料失活、墙体阻塞等问题，从而减少PRB的使用寿命。

现有的反应墙多包括第一缓冲层、反应层和第二缓冲层，第一缓冲层和第二缓冲层为粗石英砂层，反应层为含零价铁物质、活性炭和石英砂混合物料层，随着使用时间的延长，反应材料不断随地下水流失，使用寿命短，且地下水过滤后，仍然存在铬含量较高的问题。

另外，铁基材料PRB是目前应用最为广泛的一种，但在实际应用中存在铁基材料极易团聚，沉淀物质造成其表面钝化，极大降低了铁基材料的利用效率；反应位置主要集中在PRB上端与含水层接触附近，随着时间的增加，沉淀物质的堆积日益严重，很容易堵塞PRB系统的孔隙，造成中下部材料很难充分利用，大大降低其使用寿命。

实用新型内容

本实用新型提出一种修复铬污染地下水可渗透反应墙，采用分层填充的方式，能够很大程度上解决堵塞问题，防止反应墙填充材料的流失，有效降低地下水中铬的浓度，延长使用寿命。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种修复铬污染地下水可渗透反应墙，包括沿垂直地下水流方向依次设置的缓冲层、反应层、吸附层和过滤层，缓冲层为第一粗石英砂层，反应层为铁屑层，粗石英砂层和铁屑层之间设置有第一细石英砂层，吸附层为颗粒活性炭层，过滤层为第二粗石英砂层，第二粗石英砂层与颗粒活性炭层之间设置有第二细石英砂层。

进一步地，第一细石英砂层和第二细石英砂层内设置有监测井。

进一步地，还包括尼龙网框，缓冲层、反应层、吸附层和过滤层均设置于尼龙网框内。

进一步地，尼龙网框的下端设置有第一粉质粘土，尼龙网框的进水侧和出水侧均设置有外层细石英砂，外层细石英砂的上下端均设置有第二粉质粘土。

进一步地，第一粗石英砂层、第一细石英砂层、铁屑层、颗粒活性炭层、第二细石英砂层和第二粗石英砂层的厚度比为5:10:24:6:10:5。

进一步地，尼龙网框的网孔孔径小于1.0mm。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的可渗透反应墙采用分层填充的方式，相对于物料混合填充方式，能够很大程度上解决堵塞问题，防止反应墙填充材料的流失，并能够大大提高反应材料的可利用程度，有效降低地下水中铬的浓度，而且延长了使用寿命，可以实现可渗透反应墙在铬污染地下水中经济、高效、持久运行，从而达到铬污染治理及风险管控的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为可渗透反应墙测试模拟装置流程图；

图3为出水pH值随时间的变化趋势图；

图4为出水ORP值随时间的变化趋势图；

图5为出水六价铬浓度随时间的变化趋势。

第一粗石英砂层1，第一细石英砂层2，铁屑层3，颗粒活性炭层4，第二粗石英砂层5，第二细石英砂层6，有机玻璃柱7，进水口8，出水口9，监测井10，尼龙网框11，第一粉质粘土12，外层细石英砂13，第二粉质粘土14。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种修复铬污染地下水可渗透反应墙，包括沿垂直地下水流方向依次设置的缓冲层、反应层、吸附层和过滤层，缓冲层为第一粗石英砂层1，反应层为铁屑层3，粗石英砂层和铁屑层3之间设置有第一细石英砂层2，吸附层为颗粒活性炭层4，过滤层为第二粗石英砂层5，第二粗石英砂层5与颗粒活性炭层4之间设置有第二细石英砂层6。

第一粗石英砂层1和第二粗石英砂层5的填料为粗石英砂，粗石英砂的粒径为1.0mm～2.0mm。第一细石英砂层2和第二细石英砂层6的填料为细石英砂，细石英砂的粒径为0.6mm～1.0mm。铁屑层3的填料为铁屑，铁屑的粒径为1.0mm～2.0mm。颗粒活性炭层4的填料为颗粒活性炭，颗粒活性炭的粒径1.0mm～2.0mm。

第一粗石英砂层1、第一细石英砂层2、铁屑层3、颗粒活性炭层4、第二细石英砂层6和第二粗石英砂层5的厚度比为5:10:24:6:10:5，质量比为4:8:20:5:8:4。

对比例1

将铁屑层3和颗粒活性炭层4混合到一起，形成混合填充层，混合填充层填充到第一细石英砂层2和第二细石英砂层6之间。

采用如2所示的模拟装置，将实施例1的可渗透反应墙填充于有机玻璃柱7内，有机玻璃柱7的内径为100mm，长度为120mm，可渗透反应墙的填充长度为120mm，有机玻璃柱7靠近第一粗石英砂层1的一端设置有进水口8，另一端设置有出水口9，即出水口9设置于有机玻璃柱7靠近第二粗石英砂层5的一端，铬污染地下水通过进水口8，依次经过第一粗石英砂层1、第一细石英砂层2、铁屑层3、颗粒活性炭层4和第二细石英砂层6和第二粗石英砂层5，并经出水口9排出。

将对比例1的可渗透反应墙填充于有机玻璃柱7内，铬污染地下水通过进水口8，依次经过第一粗石英砂层1、第一细石英砂层2、混合填充层、第二细石英砂层6、第二粗石英砂层5，经排水口9排出。

对实施例1和对比例1的出水进行pH值测试，如图3所示，可以看到，实施例1的出水pH值在初始阶段(前40天)即可得到良好的改善。

对实施例1和对比例1的出水ORP值(氧化还原电位)进行测试，如图4所示，对实施例1和对比例1的出水ORP值随时间的变化波动基本一致。

对实施例1和对比例1的出水六价铬浓度进行测试，如图4所示，实施例1在运行第72天检测到六价铬，对比例1在第53天检测到六价铬，且相同时间实施例1出水六价铬浓度的浓度明显低于对比例1的混合填充，本申请的实施例1可渗透反应墙的使用寿命高于对比例1。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，如图1所示，第一细石英砂层2和第二细石英砂层6内沿竖向设置有监测井10，通过设置监测井10，用于监测水体进入铁屑层3之前的各项指标以及流出颗粒活性炭层4水体的各项指标。

一种修复铬污染地下水可渗透反应墙，还包括高强度的尼龙网框11，尼龙网框11的网孔孔径小于1.0mm，缓冲层、反应层、吸附层和过滤层均填充于尼龙网框11内，尼龙网框11用于保证可渗透反应墙的渗透性及便于填充材料的定期更换，同时减少反应墙填充材料的流失。尼龙网框11的下端填充有第一粉质粘土12，尼龙网框11的进水侧和出水侧均填充有外层细石英砂13，外层细石英砂13的上下端均填充有第二粉质粘土14；该结构为可渗透反应墙在铬污染场地的使用时的模拟结构。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种修复铬污染地下水可渗透反应墙，其特征在于：包括沿垂直地下水流方向依次设置的缓冲层、反应层、吸附层和过滤层，缓冲层为第一粗石英砂层，反应层为铁屑层，粗石英砂层和铁屑层之间设置有第一细石英砂层，吸附层为颗粒活性炭层，过滤层为第二粗石英砂层，第二粗石英砂层与颗粒活性炭层之间设置有第二细石英砂层。

2.根据权利要求1所述的一种修复铬污染地下水可渗透反应墙，其特征在于：第一细石英砂层和第二细石英砂层内设置有监测井。

3.根据权利要求1或2所述的一种修复铬污染地下水可渗透反应墙，其特征在于：还包括尼龙网框，缓冲层、反应层、吸附层和过滤层均设置于尼龙网框内。

4.根据权利要求3所述的一种修复铬污染地下水可渗透反应墙，其特征在于：尼龙网框的下端设置有第一粉质粘土，尼龙网框的进水侧和出水侧均设置有外层细石英砂，外层细石英砂的上下端均设置有第二粉质粘土。

5.根据权利要求1所述的一种修复铬污染地下水可渗透反应墙，其特征在于：第一粗石英砂层、第一细石英砂层、铁屑层、颗粒活性炭层、第二细石英砂层和第二粗石英砂层的厚度比为5:10:24:6:10:5。

6.根据权利要求3所述的一种修复铬污染地下水可渗透反应墙，其特征在于：尼龙网框的网孔孔径小于1.0mm。

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