專利名稱：一種用于地下水污染治理的原位修復(fù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地下水污染治理設(shè)備，具體涉及一種以外加碳源(藥劑)的形式，在地下水硝酸鹽污染區(qū)進(jìn)行地下水原位修復(fù)技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，尤其是有機(jī)合成化工、石油化工、農(nóng)藥及殺蟲劑的迅速發(fā)展，越來越多的污染物進(jìn)入土壤和水體，目前我國淺層地下水中污染物種類復(fù)雜、濃度超標(biāo)，已超過土壤和地下水系統(tǒng)自然衰減的能力。其中地下水中的有機(jī)污染物是影響環(huán)境的主要因素。當(dāng)前對(duì)于有機(jī)物污染的治理包括物理、化學(xué)和生物凈化等方法，通常以這幾種凈化方法結(jié)合使用。例如中國專利200810154028. 5中公開一種滲透性反應(yīng)格柵修復(fù)系統(tǒng)，在地下水流垂直方向設(shè)置厭氧生物反應(yīng)墻、釋氧反應(yīng)墻和好氧生物反應(yīng)墻，用于去除 地下水中的三氯乙烯。瑞典專利No. 6903544-2中描述了通過多個(gè)按預(yù)定距離且圍繞供應(yīng)井設(shè)置的衛(wèi)星井而向蓄水層間歇地引入含有氧或釋放氧物質(zhì)的水，以這種方式向蓄水層中引入氧處理水，為某些微生物的生長(zhǎng)創(chuàng)造了適宜的環(huán)境，增強(qiáng)了現(xiàn)存地層內(nèi)化合物的化學(xué)代謝吸收、氧化和沉積，從而應(yīng)用地層作為反應(yīng)和過濾介質(zhì)。瑞典專利No. 8206393-4中公開了應(yīng)用水槽連續(xù)過濾和凈化地下水，其中應(yīng)用了天然形成或人工制造的過濾器。上述方法對(duì)于嚴(yán)重污染的地下水凈化能力不足，且設(shè)施較復(fù)雜，修復(fù)費(fèi)用較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提供用于地下水污染治理的原位修復(fù)系統(tǒng)，利用注入井投放修復(fù)試劑，利用抽水井進(jìn)行抽水加速藥劑在地下水污染區(qū)域的擴(kuò)散，通過投加營養(yǎng)碳源，激活土著微生物促進(jìn)反硝化作用，將水中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w除去。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括如下技術(shù)方案一種用于地下水污染治理的原位修復(fù)系統(tǒng)，其包括抽水井I、靜態(tài)混合器2和注水井3 ；該抽水井I內(nèi)設(shè)置潛水泵4，潛水泵4的出水口連接該靜態(tài)混合器2的入水口 ；靜態(tài)混合器2的另一入口與藥劑罐5連接，藥劑罐5內(nèi)容納碳源藥劑；從抽水井I內(nèi)抽出的地下水和碳源藥劑在靜態(tài)混合器2混合均勻；靜態(tài)混合器2的出口連接該注水井3入口。如上所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其中，該潛水泵4和靜態(tài)混合器2間的連接管道上設(shè)置旁通閥6和流量計(jì)7。如上所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其中，該藥劑罐5和靜態(tài)混合器2間的連接管道上設(shè)置計(jì)量泵8和流量計(jì)9。如上所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其中，該靜態(tài)混合器2的出口和注水井3入口間的連接管道上設(shè)置旁通閥10和流量計(jì)11。如上所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其中，該抽水井I可設(shè)置于地下水流的下游，注水井3設(shè)置于地下水流的上游。如上所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其中，該原位修復(fù)系統(tǒng)還可包括至少一個(gè)監(jiān)測(cè)井12，其設(shè)置于所述抽水井I和注水井3之間，或設(shè)置于所述注水井3的下游。如上所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其中，該抽水井I、注水井3和監(jiān)測(cè)井12均為豎井，該豎井由井口至井底依次為灌漿段101、膨潤(rùn)土澆注段102和礫石段103 ；其中該灌漿段101為混凝土澆注，作為豎井的井口 ；該膨潤(rùn)土澆注段102位于砂土層；該礫石段103位于地下蓄水層；礫石段103以礫石作為井管外填料，礫石直徑為2 6mm ;碌石段103的井室內(nèi)由上至下依次設(shè)置濾水管104和沉淀管105,該濾水管104和沉淀管105的管壁外側(cè)靠緊該井室內(nèi)壁。 如上所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其中，該濾水管104是具有透水孔的鋼管，該透水孔為方孔，方孔長(zhǎng)度為35-45mm,寬度小于I. 8mm ;所述注水井3的濾水管開孔面積比率為8 20% ;所述抽水井I和/或監(jiān)測(cè)井12的濾水管開孔面積比率為20 35%。如上所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其中，該沉淀管105為管徑與濾水管相同且長(zhǎng)度大于或等于O. 5米的鋼管。本發(fā)明的有益效果在于，該系統(tǒng)采用注水井和抽水井聯(lián)合運(yùn)行的方式控制地下水的運(yùn)移。利用潛水泵從抽水井中抽水，抽出的水與碳源藥劑在靜態(tài)混合器中混合均勻，然后經(jīng)過管道注入到注水井中，通過注入井投放碳源藥劑，抽水井進(jìn)行抽水加速藥劑在地下水污染區(qū)域的擴(kuò)散。所投加的營養(yǎng)碳源可激活土著微生物促進(jìn)反硝化作用，將水中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w除去。利用下游監(jiān)測(cè)井12對(duì)修復(fù)后的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)修復(fù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，不斷調(diào)整投放時(shí)間和投放量。該系統(tǒng)占地面積小，設(shè)施安裝簡(jiǎn)單，自動(dòng)化控制程度高，且不需要在地面建立水處理設(shè)施。投加的碳源易獲取，價(jià)格低廉，地下水處理效果優(yōu)良，無二次污染和其他副作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于初始硝酸鹽氮濃度為66. 7mg/L的地下水，系統(tǒng)運(yùn)行7天，投加碳源總量為100kg，凈化后硝酸鹽氮濃度降低到20mg/L以下，處理效果達(dá)到70%。


圖I為實(shí)施例I用于地下水污染治理的原位修復(fù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實(shí)施例I的抽水井、注水井或監(jiān)測(cè)井的工藝結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為實(shí)施例2的抽水井、注水井和監(jiān)測(cè)井平面布局示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I圖I所示為本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括抽水井I、靜態(tài)混合器2和注水井3。抽水井I內(nèi)設(shè)置潛水泵4，潛水泵4的出水口連接靜態(tài)混合器2的入水口 ；潛水泵4和靜態(tài)混合器2間的連接管道上設(shè)置旁通閥6和流量計(jì)7。靜態(tài)混合器2的另一入口與藥劑罐5連接，藥劑罐5和靜態(tài)混合器2間的連接管道上設(shè)置計(jì)量泵8和流量計(jì)9，藥劑罐5內(nèi)容納碳源藥劑，從抽水井I內(nèi)抽出的地下水和碳源藥劑在靜態(tài)混合器2混合均勻。靜態(tài)混合器2的出口連接注水井3入口，靜態(tài)混合器2的出口和注水井3入口間的連接管道上設(shè)置旁通閥10和流量計(jì)11。抽水井I設(shè)置于地下水流的下游，注水井3設(shè)置于地下水流的上游。在抽水井I和注水井3之間，或注水井3下游設(shè)置至少一個(gè)監(jiān)測(cè)井12。如圖2所示，抽水井I、注水井3和監(jiān)測(cè)井12均為豎井，由井口至井底依次為灌漿段101、膨潤(rùn)土澆注段102和礫石段103 ;其中灌漿段101為混凝土澆注，作為井口 ；膨潤(rùn)土澆注段102位于砂土層；礫石段103位于地下蓄水層，礫石段103以礫石作為井管外填料，井室內(nèi)上部設(shè)置濾水管104，下部設(shè)置沉淀管105作為濾水管104的防游塞裝置。濾水管104是具有透水孔的鋼管,鋼管直徑為50mm,透水孔為方孔，規(guī)格為長(zhǎng)度40mm,寬度小于90%的管外碌石徑(2mm),即小于1.8mm。注水井3的濾水管開孔面積比率為10% ;抽水井I和監(jiān)測(cè)井12的濾水管開孔面積比率均為25%。沉淀管105為管徑與濾水管相同且長(zhǎng)度為O. 5米的鋼管，其作用在于承載井內(nèi)沉淀物，以避免沉淀物過多而堵塞濾水管。實(shí)施例2 利用實(shí)施例I中所述的系統(tǒng)，對(duì)某垃圾場(chǎng)下游硝酸鹽重污染區(qū)。如圖3所示，沿地下水流向布設(shè)注水井、抽水井各I眼，兩井間隔為12m，以及監(jiān)測(cè)井4眼，抽水井、注水井及監(jiān)測(cè)井的井深為34 37米。碳源藥劑采用玉米芯浸提液。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，利用潛水泵4從抽水井I中抽水，抽出的水與碳源藥劑在靜態(tài)混合器2中混合均勻，然后經(jīng)過管道注入到注水井3中，藥劑罐5中的藥劑通過計(jì)量泵8向靜態(tài)混合器2中添加，流量計(jì)7、11控制水流量。通過注入井3向地下蓄水層投放碳源藥劑，利用抽水井抽水加速藥劑在地下水污染區(qū)域的擴(kuò)散。投加的營養(yǎng)碳源可激活土著微生物促進(jìn)反硝化作用，將水中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w除去。下游監(jiān)測(cè)井12對(duì)修復(fù)后的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)修復(fù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，不斷調(diào)整碳源投放時(shí)間、投放量。受污染地下水初始硝酸鹽氮濃度為66. 7mg/L，系統(tǒng)運(yùn)行7天，投加碳源總量為100kg，凈化后硝酸鹽氮濃度降低到20mg/L以下，處理效果達(dá)到70%。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于地下水污染治理的原位修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于其包括抽水井(I)、靜態(tài)混合器⑵和注水井⑶； 該抽水井(I)內(nèi)設(shè)置潛水泵(4)，潛水泵(4)的出水口連接該靜態(tài)混合器(2)的入水Π ； 靜態(tài)混合器(2)的另一入口與藥劑罐(5)連接，藥劑罐(5)內(nèi)容納碳源藥劑；從抽水井(I)內(nèi)抽出的地下水和碳源藥劑在靜態(tài)混合器(2)混合均勻； 靜態(tài)混合器(2)的出口連接該注水井(3)入口。
2.如權(quán)利要求I所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述潛水泵(4)和靜態(tài)混合器(2)間的連接管道上設(shè)置旁通閥(6)和流量計(jì)(7)。
3.如權(quán)利要求I所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述藥劑罐(5)和靜態(tài)混合器(2)間的連接管道上設(shè)置計(jì)量泵(8)和流量計(jì)(9)。
4.如權(quán)利要求I所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述靜態(tài)混合器(2)的出口和注水井(3)入口間的連接管道上設(shè)置旁通閥(10)和流量計(jì)(11)。
5.如權(quán)利要求I所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述抽水井(I)設(shè)置于地下水流的下游，注水井(3)設(shè)置于地下水流的上游。
6.如權(quán)利要求5所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述原位修復(fù)系統(tǒng)還包括至少一個(gè)監(jiān)測(cè)井(12)，其設(shè)置于所述抽水井⑴和注水井(3)之間，或設(shè)置于所述注水井(3)的下游。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述抽水井(I)、注水井(3)和監(jiān)測(cè)井(12)均為豎井，該豎井由井口至井底依次為灌漿段(101)、膨潤(rùn)土澆注段(102)和礫石段(103)； 其中該灌漿段(101)為混凝土澆注，作為豎井的井口 ； 該膨潤(rùn)土澆注段(102)位于砂土層； 該礫石段(103)位于地下蓄水層；礫石段(103)以礫石作為井管外填料，礫石直徑為2 6mm;礫石段(103)的井室內(nèi)由上至下依次設(shè)置濾水管(104)和沉淀管(105)，該濾水管(104)和沉淀管(105)的管壁外側(cè)靠緊該井室內(nèi)壁。
8.如權(quán)利要求7所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述濾水管(104)是具有透水孔的鋼管，該透水孔為方孔，方孔長(zhǎng)度為35-45mm,寬度小于I. 8mm ;所述注水井(3)的濾水管開孔面積比率為8 20% ;所述抽水井(I)和/或監(jiān)測(cè)井(12)的濾水管開孔面積比率為20 35%。
9.如權(quán)利要求7所述的原位修復(fù)系統(tǒng)，其特征在于所述沉淀管(105)為管徑與濾水管相同且長(zhǎng)度大于或等于O. 5米的鋼管。
全文摘要
一種用于地下水污染治理的原位修復(fù)系統(tǒng)，包括抽水井、靜態(tài)混合器和注水井；抽水井內(nèi)設(shè)置潛水泵，潛水泵的出水口連接該靜態(tài)混合器的入水口；靜態(tài)混合器的另一入口與藥劑罐連接，藥劑罐內(nèi)容納碳源藥劑；從抽水井內(nèi)抽出的地下水和碳源藥劑在靜態(tài)混合器混合均勻；靜態(tài)混合器的出口連接注水井入口。該系統(tǒng)利用注入井投放修復(fù)試劑，利用抽水井進(jìn)行抽水加速藥劑在地下水污染區(qū)域的擴(kuò)散，通過投加營養(yǎng)碳源，激活土著微生物促進(jìn)反硝化作用，將水中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w除去。該系統(tǒng)占地面積小，設(shè)施安裝簡(jiǎn)單，自動(dòng)化控制程度高，且不需要在地面建立水處理設(shè)施。投加的碳源易獲取，價(jià)格低廉，地下水處理效果優(yōu)良，無二次污染和其他副作用。
文檔編號(hào)C02F3/34GK102774965SQ20121017974
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者劉培斌, 夏廣卿, 宮曉明, 李培中, 沈來新, 王海見, 魏文俠 申請(qǐng)人:北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院, 輕工業(yè)環(huán)境保護(hù)研究所