一種多級準原位地下水修復(fù)裝置和修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地下水污染修復(fù)技術(shù)范疇。具體涉及一種新型地下水修復(fù)技術(shù)工藝
【背景技術(shù)】
[0002]目前，根據(jù)修復(fù)方式的不同，地下水污染修復(fù)可分為異位修復(fù)和原位修復(fù)技術(shù)。
[0003]異位修復(fù)技術(shù)主要包括被動收集和抽出處理(pump and treat, P&T)技術(shù)。異位修復(fù)是將污染物先用收集系統(tǒng)或抽提系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到地上，然后再處理的技術(shù)，異位適用于污染范圍大、污染暈埋藏深的污染場地，但該技術(shù)工程費用昂貴，涉及地下水的抽提或回灌，對修復(fù)區(qū)干擾大，拖尾和反彈現(xiàn)象嚴重。
[0004]原位修復(fù)技術(shù)是指在基本不破壞土體和地下水自然環(huán)境條件下，對受污染對象不作搬運或運輸，而在原地進行修復(fù)的方法。原位修復(fù)技術(shù)適用于地下水污染范圍小，污染暈埋藏淺的污染場地，原位修復(fù)技術(shù)處理費用低，還可減少地表處理設(shè)施的使用，最大程度地減少污染物的暴露和對環(huán)境的擾動，但該技術(shù)不適用于水位深、流速小或者污染物濃度高的地下水污染場地，同時原位修復(fù)技術(shù)施工和填料的更換難度大，影響了其推廣與應(yīng)用。如何克服兩種地下水修復(fù)技術(shù)的缺點，開發(fā)一種成本低廉、易施工、適用性強的地下水修復(fù)技術(shù)是當(dāng)前面臨的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種多級準原位地下水修復(fù)裝置MQISGRS(Mult1-levelquasi in situ groundwater remediat1n system)。
[0006]本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述裝置進行地下水修復(fù)的方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的多級準原位地下水修復(fù)裝置，包括:
[0008]一抽水井，井深至目標含水層；
[0009]一抽水管，插設(shè)在抽水井中，抽水管的一端連接至設(shè)置于井口的抽水泵；
[0010]一導(dǎo)水管，與抽水管呈垂直角度，導(dǎo)水管的一端連接抽水泵，導(dǎo)水管的另一端分別連接開設(shè)有出水孔的兩根布水管，由布水管和導(dǎo)水管形成在同一平面上的三角形的布水系統(tǒng)，該布水系統(tǒng)水平地置于填料層中，并在填料上面覆蓋土層，并種植有植物；
[0011]填料層的底部和周邊為防滲層，位于抽水井周圍的防滲層設(shè)有透水孔，水流通過透水孔進入快速滲流區(qū)；
[0012]在快速滲流區(qū)的透水孔附近設(shè)有水質(zhì)監(jiān)測點；
[0013]在目標含水層中設(shè)有水位監(jiān)測點。
[0014]所述的多級準原位地下水修復(fù)裝置，其中抽水管的取水點位于抽水井中的井篩的篩管中間位置。
[0015]所述的多級準原位地下水修復(fù)裝置，其中抽水管的取水口處安裝有過濾網(wǎng)。
[0016]所述的多級準原位地下水修復(fù)裝置，其中填料層是可以實現(xiàn)對地下水中污染物有吸附和降解效果的填料，如沸石或零價鐵。
[0017]所述的多級準原位地下水修復(fù)裝置，其中覆土層上種植對地下水中污染物具有降解、吸收或者富集功能的植物。
[0018]所述的多級準原位地下水修復(fù)裝置，其中防滲層為高密度聚乙烯。
[0019]本發(fā)明提供的利用上述多級準原位地下水修復(fù)裝置進行地下水修復(fù)的方法:
[0020]開動抽水泵，欲修復(fù)的地下水由抽水管進入導(dǎo)水管，經(jīng)導(dǎo)水管進入布水管，再經(jīng)布水管的出水孔進入填料層，使地下水均勻分布在填料層中，地下水污染物經(jīng)過填料層的吸附、植物修復(fù)和降解后由抽水井周圍的透水孔通過快速滲流區(qū)回到地下水層中，由于地下水的自身的流動，修復(fù)后的地下水流向下游，同時未修復(fù)的地下水在抽水泵的作用下，進入多級準原位地下水修復(fù)裝置，連續(xù)運行直至完成地下水的修復(fù)。
[0021]所述的多級準原位地下水修復(fù)方法，其中抽水和布水是采用間歇式的抽水和布水。
[0022]所述的多級準原位地下水修復(fù)方法，其中覆蓋土層種植有利于地下水污染修復(fù)的植物，強化修復(fù)效果。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0024]( I)成本低。與地下水異位修復(fù)技術(shù)相比，本發(fā)明工藝簡單，無需地面設(shè)施，僅有小功率抽水泵需要動力，建設(shè)與運行成本低；
[0025](2)易施工。與原位修復(fù)技術(shù)比較，避免了深挖建設(shè)可滲透反應(yīng)強的施工難度，同時具有填料易更換的優(yōu)點；
[0026](3)地下水?dāng)_動小，由于地下水回滲位置與抽水位置重合，減少污染物的暴露以及對地下水環(huán)境的擾動；
[0027](4)靈活性強，可以根據(jù)地下水污染物特點，改變填料層的介質(zhì)材料，實現(xiàn)對不同污染物的修復(fù)；
[0028](5)修復(fù)功能強，本發(fā)明可集成植物修復(fù)、吸附降解和回灌技術(shù)為一體，強化了地下水污染物的修復(fù)效果；
[0029]( 6 )適應(yīng)性強，本發(fā)明適用于不同地下水埋深的污染場地，克服可滲透反應(yīng)墻僅適用于地下水埋深較淺的局限性。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明地下水污染修復(fù)裝置的俯視示意圖。
[0031]圖2是圖1中沿A-A的剖面圖。
[0032]圖3是圖1中沿B-B的剖面圖。
[0033]附圖中主要組件符號說明:
[0034]I布水管，2出水孔，3填料層，4導(dǎo)水管，5抽水管，6防滲層，6’透水孔，7覆土層，8抽水泵，9井篩，10水質(zhì)監(jiān)測點，11水位監(jiān)測點，12快速滲流區(qū)，13目標含水層。
【具體實施方式】
[0035]本發(fā)明是一種集植物修復(fù)、物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)與一體，將濕地技術(shù)、滲透反應(yīng)墻技術(shù)和井灌技術(shù)優(yōu)化組合的多級準原位地下水修復(fù)裝置。
[0036]請參閱附圖，本發(fā)明的多級準原位地下水修復(fù)裝置，由抽水系統(tǒng)、布水系統(tǒng)、修復(fù)填料層、覆土層、導(dǎo)氣管、修復(fù)植物以及監(jiān)測系統(tǒng)組成。其中:
[0037]抽水系統(tǒng)包括一抽水井，抽水井的井深至目標含水層13，該抽水井內(nèi)插設(shè)有抽水管5,抽水管5取水點位于井篩9的篩管中間位置,井篩9上的過濾網(wǎng)安裝于抽水管5取水口處，井口設(shè)置有抽水泵8 (如圖3所示)。
[0038]布水系統(tǒng)由一根導(dǎo)水管4和兩根布水管I組成，導(dǎo)水管I的一端連接抽水泵8，通過抽水泵8與抽水管5成直角狀。導(dǎo)水管I的另一端連接設(shè)有出水孔2的布水管1，在同一平面上形成三角形的布水系統(tǒng)(如圖1所示)，將布水系統(tǒng)水平地置于填料層3中，并在布水系統(tǒng)上面覆蓋一定厚度的土層7 (如圖2所示)。
[0039]填料層3是可以實現(xiàn)對有機污染物、重金屬和“三氮”等地下水中污染物有吸附和降解效果的填料，如沸石或零價鐵等。該布水系統(tǒng)的周邊和底部是由如高密度聚乙烯材料形成的防滲層6所包圍，在抽水井周圍的防滲層6設(shè)有透水孔6’，以便經(jīng)過修復(fù)后的水從該透水孔流入快速滲流區(qū)6’中，在快速滲流區(qū)6’和透水孔6’附近設(shè)有水質(zhì)監(jiān)測點10 ;在目標含水層中設(shè)有水位監(jiān)測點11。覆土層上可以種植對地下水中污染物具有降解、吸收或者富集功能的植物。
[0040]本發(fā)明的多級準原位地下水修復(fù)裝置在實際安裝時，首先進行調(diào)查，充分掌握污染場地地層結(jié)構(gòu)特點，確定地下水污染層位、分布狀況以及需修復(fù)的水量，制定出包括抽水位置、抽水井井深、建井管徑、抽水量、抽水管管徑的建井方案；根據(jù)需修復(fù)的水量和井深確定水泵型號、布水系統(tǒng)中的布水管的管徑和出水孔的孔徑，根據(jù)修復(fù)效率和修復(fù)目標，確定填料層中填料構(gòu)成及其填料層大小和厚度，根據(jù)地下水中污染物特點，確定修復(fù)植物的種類和覆蓋土層的厚度。
[0041]運行時，開動抽水泵8，受污染的地下水由抽水管5進入導(dǎo)水管4，經(jīng)導(dǎo)水管4進入布水管1，再經(jīng)布水管I的微孔進入填料層3，進而使受污染的地下水均勻分布在填料層3的一端，污染的地下水經(jīng)過填料層3的充分吸附和降解后，流入透水孔6’，修復(fù)后的地下水通過透水孔6’回到地下水層中，由于地下水的自身的流動，修復(fù)后的地下水流通過快速滲流區(qū)12向下游，同時，未修復(fù)的地下水在抽水泵的作用下，進入本發(fā)明的修復(fù)系統(tǒng)，如此連續(xù)運行，完成地下水污染修復(fù)任務(wù)，本發(fā)明的裝置采用間歇式抽水布水工藝，保證工藝運行的穩(wěn)定性。同時，覆蓋土層種植有利于地下水污染修復(fù)的植物，以強化本工藝良好的修復(fù)效果O
【主權(quán)項】
1.一種多級準原位地下水修復(fù)裝置，包括: 一抽水井，井深至目標含水層； 一抽水管，插設(shè)在抽水井中，抽水管的一端連接至設(shè)置于井口的抽水泵； 一導(dǎo)水管，與抽水管呈垂直角度，導(dǎo)水管的一端連接抽水泵，導(dǎo)水管的另一端分別連接開設(shè)有出水孔的兩根布水管，由布水管和導(dǎo)水管形成在同一平面上的三角形的布水系統(tǒng)，該布水系統(tǒng)水平地置于填料層中，并在填料上面覆蓋土層，并種植有植物； 填料層的底部和周邊為防滲層，位于抽水井周圍的防滲層設(shè)有透水孔，水流通過透水孔進入快速滲流區(qū)； 在快速滲流區(qū)的透水孔附近設(shè)有水質(zhì)監(jiān)測點； 在目標含水層中設(shè)有水位監(jiān)測點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級準原位地下水修復(fù)裝置，其中，抽水管的取水點位于抽水井中的井篩的篩管中間位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多級準原位地下水修復(fù)裝置，其中，抽水管的取水口處安裝有過濾網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級準原位地下水修復(fù)裝置，其中，填料層是可以實現(xiàn)對地下水中污染物有吸附和降解效果的填料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級準原位地下水修復(fù)裝置，其中，覆土層上種植對地下水中污染物具有降解、吸收或者富集功能的植物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級準原位地下水修復(fù)裝置，其中，防滲層為高密度聚乙烯。
7.一種利用權(quán)利要求1所述多級準原位地下水修復(fù)裝置進行地下水修復(fù)的方法: 開動抽水泵，欲修復(fù)的地下水由抽水管進入導(dǎo)水管，經(jīng)導(dǎo)水管進入布水管，再經(jīng)布水管的出水孔進入填料層，使地下水均勻分布在填料層中，地下水污染物經(jīng)過填料層的吸附和降解后，通過快速滲流區(qū)回到地下水層中，由于地下水的自身的流動，修復(fù)后的地下水流向下游，同時未修復(fù)的地下水在抽水泵的作用下，進入多級準原位地下水修復(fù)裝置，連續(xù)運行直至完成地下水的修復(fù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多級準原位地下水修復(fù)方法，其中，抽水和布水是采用間歇式的抽水和布水。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多級準原位地下水修復(fù)方法，其中，覆蓋土層種植有利于地下水污染修復(fù)的植物，強化修復(fù)效果。
【專利摘要】一種多級準原位地下水修復(fù)裝置，包括：一抽水井，井深至目標含水層；一抽水管，插設(shè)在抽水井中，抽水管的一端連接至設(shè)置于井口的抽水泵；一導(dǎo)水管，與抽水管呈垂直角度，導(dǎo)水管的一端連接抽水泵，導(dǎo)水管的另一端分別連接開設(shè)有出水孔的兩根布水管，由布水管和導(dǎo)水管形成在同一平面上的三角形的布水系統(tǒng)，該布水系統(tǒng)水平地置于填料層中，并在填料層上面覆蓋土層，并種植植物；填料層底部為防滲層，在抽水井的周圍的填料層及快速滲流區(qū)設(shè)有透水孔；在透水孔附近設(shè)有水質(zhì)監(jiān)測點；在目標含水層中設(shè)有水位監(jiān)測點。本發(fā)明還公開了利用上述修復(fù)裝置進行地下水修復(fù)的方法。
【IPC分類】C02F3-32
【公開號】CN104692530
【申請?zhí)枴緾N201310646755
【發(fā)明人】馬志飛, 袁志業(yè)
【申請人】北京德瑞科森環(huán)保科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月4日