CN218521074U - 一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置 - Google Patents

一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置 Download PDF

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张丽萍
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吴磊
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Abstract

本实用新型公开了一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,属于地下水污染治理技术领域。包括抽水井、设于抽水井外圈的环形PRB、围绕环形PRB设置的注入井井群,环形PRB内填充有反应介质;抽水井和注入井井群内均设有监测系统,监测系统与PLC自动控制系统连接,PLC自动控制系统与备用注入系统连接,PLC自动控制系统用于控制备用注入系统的开启和关闭;备用注入系统包括药剂存储罐、加药泵和药剂输送管道,药剂输送管道上设有电磁球阀和流量计,药剂输送管道的输入端与药剂存储罐连接,输出端伸入注入井井群内部。本实用新型通过环形PRB和注入修复药剂的双重结合,保证抽水井的水质稳定达到修复目标。

Description

一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置
技术领域
本实用新型属于地下水污染治理技术领域,尤其涉及一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置。
背景技术
地下水是人类宝贵的淡水资源,由于水量稳定,水质好,是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一,但随着社会工业化进程的不断发展,废水排放、工业废渣、农业灌溉、填埋场泄漏、石化原料的运输管线和储罐的破损等都有可能造成地下水污染。为了保障地下水的供水安全,尤其是集中供水水源井及灌溉井的供水安全,降低用水安全隐患;目前对污染地下水的修复方法主要分以下两种:异位修复和原位修复,其中异位修复通常以抽出-处理为主,为了保障其稳定运行,需要建设地上水处理设施,且耗费大量人力物力进行运维。原位注入修复工艺是则指通过向地下土壤地下水污染区域注入化学修复药剂或生物修复药剂等,通过氧化、还原、生物降解等作用实现土壤地下水的原位修复工艺,具有适用性强、修复时间较短,修复效果好等优点。
中国专利CN102923798A一种原位-异位联合修复地下水氨氮污染的装置,主要包括:一抽水井,该抽水井的井管内安装有抽水泵;一注水井,该注水井的井管内安装有增压泵;抽水井和注水井的井管位于水位面以下部分设有井筛;抽水泵与增压泵之间连接有输水管道;抽水井和注水井的井管分别安置在各自的带孔的护壁中,井管与护壁中间填充有修复材料而形成可渗透性反应墙。该发明使地下水轮换经过抽水井和注水井的可渗透性反应墙,使污染的地下水与PRB介质反应充分,同时加大了抽水和注水速率,增大了修复效率。但是经过长时间反应,PRB材料易失效或者发生阻塞问题,对污染地下水的修复效果有限。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本实用新型的目的是提供一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,通过环形PRB和注入修复药剂的结合,对污染地下水进行修复,保障抽水井的水质稳定。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,包括抽水井、设于所述抽水井外圈的环形PRB、围绕所述环形PRB设置的注入井井群,所述环形PRB内填充有反应介质;所述抽水井和注入井井群内均设有监测系统,所述监测系统与PLC自动控制系统连接,所述PLC自动控制系统与备用注入系统连接,所述PLC自动控制系统用于控制备用注入系统的开启和关闭;
所述备用注入系统包括药剂存储罐、药剂输送管道和加药泵,所述药剂输送管道上设有电磁球阀和流量计,所述药剂输送管道的输入端与所述药剂存储罐连接,输出端伸入所述注入井井群内部。
本实用新型的原位修复装置,结合了环形PRB和药剂对地下水进行修复。一般情况下,污染地下水通过环形PRB进入抽水井的过程中,污染物与环形PRB中的反应介质发生吸附、沉淀、氧化/还原等作用而被去除。通过抽水井和注入井井群内的监测系统对修复过程中的地下水的水质进行监测,当监测系统监测到污染物浓度超过环形PRB的反应临界值,即环形PRB的去除效率不能满足修复目标时,PLC自动控制系统自动打开备用注入系统,将药剂存储罐内的药剂通过药剂输送管道泵送至注入井井群内,进而注入地下水的含水层中,以降低地下水的污染物浓度。通过环形PRB和注入修复药剂的双重结合,保证抽水井的水质稳定达到修复目标。
本实用新型通过在抽水井和注入井井群中设置监测系统,实现注入井和监测井的合二为一,即可用于地下水水质监测,又可在需要的时候进行地下水原位注入;因此可以省略监测井的布设,节省建设成本。此外,通过PLC自动控制系统根据监测系统监测结果控制备用注入系统的开启和关闭,当监测系统监测到抽水井和注入井井群的污染物含量超过上限值时,开启备用注入系统,将药剂泵入注入井井群中;当监测系统监测到污染物含量低于下限值时,关闭备用注入系统,药剂停止泵入注入井井群中。在保证抽水井水质稳定的同时可以降低药剂的用量,提高药剂的使用效率。
进一步的,所述反应介质包括零价铁、微生物、活性炭、泥炭、蒙脱石、磷石灰、硅酸盐、沸石或锯屑中的至少一种。
进一步的,所述环形PRB与所述抽水井同圆心。
进一步的,所述注入井井群包括多个注入井,多个所述注入井均匀分布在所述环形PRB的外围。注入井的数量根据现场水文地质情况进行设定,数量大于等于3。
进一步的,所述药剂输送管道包括多个输出端,多个所述输出端分别伸入各注入井内部。
更进一步的,所述药剂输送管道的各输出端均设有电磁球阀和流量计。电磁球阀和流量计设置于注入井的井口位置。
进一步的,所述注入井与抽水井的距离小于或等于抽水井的最大抽水影响半径。
进一步的,所述注入井与抽水井的井深相同。
进一步的,所述注入井的筛管位置与所述抽水井取水层位于同一含水层。
进一步的,所述监测系统为设于常水位以下的水质在线监测仪,用于监测抽水井和注入井中地下水的水质状况。监测指标包括但不限于目标污染物含量及地下水水位、水温、pH、溶解氧、电导率、氧化还原电位、TDS、高锰酸盐指数等。
进一步的,所述抽水井内设有供水系统,所述供水系统用于将抽水井内的地下水抽至地面供使用。
更进一步的,所述供水系统包括设置于所述抽水井内的潜水泵,与所述潜水泵连接的供水管,所述供水管的一端与所述潜水泵连接,另一端从抽水井内部延伸至地面以上。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:
(1)本实用新型通过环形PRB和注入修复药剂的双重结合,保证抽水井的水质稳定达到修复目标。
(2)本实用新型通过在抽水井和注入井井群中设置监测系统,实现注入井和监测井的合二为一,即可用于地下水水质监测,又可在需要的时候进行地下水原位注入;因此可以省略监测井的布设,节省建设成本。
(3)通过PLC自动控制系统根据监测系统监测到的污染物浓度决定备用注入系统的开启,在保证抽水井水质稳定的同时可以降低药剂的用量,提高药剂的使用效率。
附图说明
图1为本实用新型的原位修复装置的平面布置示意图;
图2为本实用新型的原位修复装置的主视剖面示意图。
图中:1、抽水井;2、环形PRB;3、注入井;4、药剂存储罐;5、PLC自动控制系统;6、水质在线监测仪;7、注入井筛管;8、抽水井筛管;9、PRB反应介质;10、电磁球阀;11、加药泵;12、流量计;13、潜水泵。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图,对本实用新型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做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中部”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1~2所示,本实用新型提供了一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,包括抽水井1,抽水井1的外圈设有与该抽水井1同圆心的环形PRB 2,环形PRB 2内填充有PRB反应介质9,PRB反应介质9包括零价铁、微生物、活性炭、泥炭、蒙脱石、磷石灰、硅酸盐、沸石或锯屑中的至少一种,反应介质与污染地下水的污染物发生吸附、沉淀、氧化/还原等作用,进而将污染物去除。在环形PRB 2的周围均匀分布有四个注入井3,各注入井3与抽水井1的距离小于或等于抽水井1的最大抽水影响半径,且注入井3与抽水井1的井深相同;抽水井1和各注入井3均为管状结构,上部为实管,下部为筛管,注入井筛管7和抽水井筛管8均设置在含水层中。抽水井1和各注入井3内部均设有水质在线监测仪6,水质在线监测仪6设置在抽水井1和各注入井3的常水位以下的位置,用于监测抽水井1和注入井3中地下水的水质状况,监测指标包括但不限于目标污染物含量及地下水水位、水温、pH、溶解氧、电导率、氧化还原电位、TDS、高锰酸盐指数等。水质在线监测仪6与PLC自动控制系统5通过有线电缆连接,PLC自动控制系统5通过有线电缆与备用注入系统连接,PLC自动控制系统5根据水质在线监测仪6的监测结果控制备用注入系统的开启和关闭。备用注入系统包括药剂存储罐4、加药泵11和药剂输送管道,药剂输送管道的输入端与药剂存储罐4的出口连接,加药泵11设置在药剂输送管道靠近输入端的位置,为药剂输出提供动力;药剂输送管道有四个输出端,四个输出端分别伸入各注入井3内部,且在各输出端靠近注入井3井口的位置设有电磁球阀10和流量计12,电磁球阀10与PLC自动控制系统5通过有线电缆连接,用于控制药剂输送管道的开启和关闭。在抽水井1内设有潜水泵13,潜水泵13的出水口连接有供水管,供水管的一端与潜水泵13连接,另一端从抽水井1内部延伸至地面以上,用于将抽水井1内的地下水抽至地面供使用。
本实用新型的原位修复装置通过环形PRB和注入修复药剂的双重结合,保证抽水井的水质稳定达到修复目标,尤其适用于农业面源或者原生地质背景因素造成的区域性地下水污染区域,运行过程如下:
一般情况下,污染地下水通过环形PRB 2进入抽水井1的过程中,污染物与环形PRB2中的反应介质发生吸附、沉淀、氧化/还原等作用而被去除。抽水井1和各注入井3内的水质在线监测仪6对修复过程中的地下水的水质进行监测,并通过PLC自动控制系统5根据监测结果控制备用注入系统的开启和关闭;如,当水质在线监测仪6监测到污染物浓度超过环形PRB 2的反应临界值,即环形PRB 2的去除效率不能满足修复目标时,PLC自动控制系统5自动打开备用注入系统,将药剂存储罐4内的药剂通过药剂输送管道泵送至注入井3内,进而渗入地下水的含水层中,以降低地下水的污染物浓度;当水质在线监测仪6监测到污染物浓度低于下限值时,关闭备用注入系统,药剂停止泵入注入井3中。在保证抽水井1水质稳定的同时可以降低药剂的用量,提高药剂的使用效率。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,其特征在于,包括抽水井、设于所述抽水井外圈的环形PRB、围绕所述环形PRB设置的注入井井群,所述环形PRB内填充有反应介质;所述抽水井和注入井井群内均设有监测系统,所述监测系统与PLC自动控制系统连接,所述PLC自动控制系统与备用注入系统连接,所述PLC自动控制系统用于控制备用注入系统的开启和关闭;
所述备用注入系统包括药剂存储罐、加药泵和药剂输送管道,所述药剂输送管道上设有电磁球阀和流量计,所述药剂输送管道的输入端与所述药剂存储罐连接,输出端伸入所述注入井井群内部。
2.根据权利要求1所述的一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,其特征在于,所述环形PRB与所述抽水井同圆心。
3.根据权利要求1所述的一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,其特征在于,所述注入井井群包括多个注入井,多个所述注入井均匀分布在所述环形PRB的外围。
4.根据权利要求3所述的一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,其特征在于,所述注入井与抽水井的距离小于抽水井的最大抽水影响半径。
5.根据权利要求3所述的一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,其特征在于,所述药剂输送管道包括多个输出端,多个所述输出端分别伸入各注入井内部。
6.根据权利要求5所述的一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,其特征在于,所述药剂输送管道的各输出端均设有电磁球阀和流量计。
7.根据权利要求1所述的一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,其特征在于,所述监测系统为设于常水位以下的水质在线监测仪,用于监测抽水井和注入井中地下水的水质状况。
8.根据权利要求1所述的一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,其特征在于,所述抽水井内设有供水系统,所述供水系统用于将抽水井内的地下水抽至地面供使用。
9.根据权利要求8所述的一种用于保障地下水供水安全的原位修复装置,其特征在于,所述供水系统包括设置于所述抽水井内的潜水泵,与所述潜水泵连接的供水管,所述供水管的一端与所述潜水泵连接,另一端从抽水井内部延伸至地面以上。
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