專利名稱：一種去除地下水中污染物的循環(huán)井方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除地下水中污染物的循環(huán)井工藝，尤其是揮發(fā)性有機(jī)污染物，同時(shí)也可對(duì)污染土壤進(jìn)行VOC (總有機(jī)物)的抽提。
背景技術(shù)：
在污染土壤的治理中，必須對(duì)污染土壤場(chǎng)地的地下水進(jìn)行處理，許多化工或農(nóng)藥企業(yè)搬遷后的污染土壤場(chǎng)地若不經(jīng)過(guò)地下水的處理，則根本沒(méi)有完成土壤的治理工作。在現(xiàn)有的污染土壤場(chǎng)地地下水修復(fù)實(shí)踐中，采用了很多技術(shù)，基于污染物物理去除原理，曝氣技術(shù)、氣提技術(shù)、吹脫技術(shù)被普遍采用。遺憾的是，盡管對(duì)氣態(tài)的有機(jī)污染物均已經(jīng)有催討化加熱處理工藝，現(xiàn)有的這些技術(shù)的應(yīng)用都有明顯的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是，提出一種去除地下水中污染物的循環(huán)井方法，提出一種原位法對(duì)污染土壤場(chǎng)地的地下水進(jìn)行處理方法，達(dá)到對(duì)有機(jī)污染物的分解或無(wú)害化固定，尤其是具有較高效率和較低成本的處理受有機(jī)污染物污染的局部地下水，這也是中國(guó)目前面上面臨的問(wèn)題。技術(shù)方案本發(fā)明目的是，提出一種去除地下水中污染物的循環(huán)井方法和相應(yīng)的裝置，提出一種原位法對(duì)污染土壤場(chǎng)地的地下水進(jìn)行處理方法，達(dá)到對(duì)有機(jī)污染物的分解或無(wú)害化固定，尤其是具有較高效率和較低成本的處理受有機(jī)污染物污染的局部地下水，這也是中國(guó)目前面上面臨的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是:去除地下水中污染物的循環(huán)井方法，本發(fā)明(按圖1所示)所述循環(huán)井是一個(gè)在污染地內(nèi)，根據(jù)土壤性質(zhì)、污染程度及設(shè)備對(duì)土壤的影響半徑，以連續(xù)梅花狀、方格或六面體形布局，打1、個(gè)直徑不小于100_ (直徑可以達(dá)到幾米甚至十米以上)、深度大于I米的水井(可以深數(shù)十米甚至百米)，N是整數(shù)，數(shù)值要覆蓋整個(gè)污染區(qū)域；在此井內(nèi)進(jìn)行曝氣、吹脫、抽提、加藥處理工藝進(jìn)行污染水的處理。也可以預(yù)先在井內(nèi)增加紫外光催化氧化的方式(圖中未表示)，提高治理效果。吹脫:將井水即地下水提升至井頂部后通過(guò)噴淋頭5向下噴淋；曝氣、抽提:井內(nèi)曝氣和氣體真空抽提增加氣液傳質(zhì)界面，增強(qiáng)氣體吹脫效果，井內(nèi)曝氣時(shí)，增加地下水中溶解氧含量，使得被污染的水在有氧的環(huán)境中，加藥:根據(jù)污染程度及污染物的不同，在曝氣的高壓氣泵I的進(jìn)氣口 A處或?qū)Ｓ眉铀幑芗舆M(jìn)氧化劑、微生物制劑、臭氧或/和絮凝劑。進(jìn)一步的，潛水泵5將井水即地下水提升至井頂部后通過(guò)噴淋頭6向下噴淋，井內(nèi)曝氣和真空抽提增加氣液傳質(zhì)界面，增強(qiáng)氣體吹脫效果，井內(nèi)曝氣時(shí)，增加地下水中溶解氧含量，使得被污染的水在有氧的環(huán)境中；采用高壓氣泵曝氣，其壓力范圍在0.2^20Mpa或更高，供氣氣量在1~300L/Min或更大；吹脫采用的潛水泵5的流量范圍在f300L/Min或更大，揚(yáng)程范圍在1 30Μ或更高；抽提用真空泵13的抽氣量在1 6000L/Min或更大，真空度在(T0.099Mpa 之間。進(jìn)一步的，根據(jù)污染物對(duì)象的不同，該發(fā)明還可以通過(guò)儲(chǔ)藥罐14及控制閥15，對(duì)污水加進(jìn)適當(dāng)?shù)乃巹?，使得該發(fā)明更有廣泛的適應(yīng)性。加藥時(shí)，我們只要關(guān)閉高壓氣泵1，開(kāi)啟真空泵13，這樣藥劑就會(huì)被自動(dòng)吸入井內(nèi)，且由于曝氣頭的作用，藥劑和污染水的混合會(huì)很均勻。進(jìn)一步的，井上設(shè)有密封蓋，通過(guò)真空抽提裝置對(duì)井內(nèi)氣體進(jìn)行抽提，在該發(fā)明中，當(dāng)抽提氣量大于曝氣量時(shí)，井內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，此時(shí)抬升井內(nèi)水位，促使井內(nèi)地下水溢流進(jìn)入井周圍含水層滲流區(qū)域，如圖1中水線31所示。該發(fā)明也通過(guò)提高曝氣氣量，減少或停止抽提氣量，使得井內(nèi)處于正壓，此時(shí)井內(nèi)水面下降，如圖1中水線32所示，從而推動(dòng)地下水循環(huán)，擴(kuò)大了水循環(huán)的影響半徑。井密封的條件下，通過(guò)交叉的大氣量抽提和大氣量曝氣產(chǎn)生的負(fù)、正壓對(duì)井內(nèi)水進(jìn)行處理壓力擾動(dòng)，對(duì)于沙性土壤，交叉周期只要十分鐘污染地下水的水面就有明顯的變化，使此井處理的地下水的有效區(qū)域增加，提高處理效率。有數(shù)據(jù)表明，此正負(fù)壓的交叉過(guò)程，在透水性較好的土壤里，使得影響半徑可以達(dá)到90米以上。進(jìn)一步的，本發(fā)明在井內(nèi)可以設(shè)有紫外光催化氧化裝置，紫外光催化裝置是TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷網(wǎng)光化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，其結(jié)構(gòu)是:三維蜂窩陶瓷層和紫外光源層均多于2層，納米TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷層的均勻開(kāi)孔是豎直向上的，15(T280nm紫外光源層是水平橫置的或水平平行的環(huán)形紫外燈管，井內(nèi)設(shè)有平行放置的金屬柵格網(wǎng)，均勻放置納米TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷層及紫外燈管。進(jìn)一步的，本發(fā)明在吹脫時(shí)也可采用吹脫塔原理:潛水泵5將井水即地下水提升至井頂部后通過(guò)噴淋頭6向下噴淋時(shí)采用吹脫塔進(jìn)行吹脫(包括填料塔與篩板塔兩種)液體從塔頂噴下，在填料或篩板表面呈膜狀向下流動(dòng)；曝氣氣體由塔底送入，從下而上同液膜逆流接觸，完成傳質(zhì)過(guò)程。進(jìn)一步的，井內(nèi)設(shè)有電解裝置對(duì)水進(jìn)行電解去除重金屬。進(jìn)一步的，本發(fā)明在修復(fù)區(qū)域內(nèi)，將受污染程度、深度相同的幾口井組合成一個(gè)井群時(shí)，可以對(duì)修復(fù)工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，從而減少了盲目性，增加了可靠性。通過(guò)從采樣口 B處的適時(shí)自動(dòng)巡回采樣分析，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或半自動(dòng)遠(yuǎn)程控制整個(gè)修復(fù)過(guò)程，甚至可以達(dá)到無(wú)人值守的修復(fù)工藝。去除地下水中污染物的循環(huán)井裝置，采用由高壓氣泵1、壓力表2、調(diào)節(jié)閥3、曝氣頭4等組成曝氣系統(tǒng)；由潛水泵5、噴淋頭6、壓力表7、水樣采集控制閥8等組成吹脫系統(tǒng)；由抽提口 9、調(diào)節(jié)控制閥10、真空表11、吸附塔12、真空泵13等組成抽提系統(tǒng)；由儲(chǔ)藥罐14、控制閥15等組成加藥系統(tǒng)；由井室16、井體17等組成水井系統(tǒng)。吹脫系統(tǒng)亦可設(shè)直徑略小于井直徑的吹脫塔進(jìn)行吹脫(包括填料塔與篩板塔兩種)。進(jìn)一步的，采用紫外光催化裝置，紫外光催化裝置是TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷網(wǎng)光化學(xué)反應(yīng)室，其結(jié)構(gòu)是:三維蜂窩陶瓷層和紫外光源層共有2至8層，納米TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷層的均勻開(kāi)孔是豎直向上的，150 280nm紫外光源層是水平橫置的或水平平行的環(huán)形紫外燈管。設(shè)有平行放置的金屬柵格網(wǎng)，均勻放置納米TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷層。

高壓氣泵的壓力范圍在0.2^20Mpa或更高，供氣氣量在f300L/Min或更大。
潛水泵的流量范圍在I 300L/Min或更大，揚(yáng)程范圍在I 30M或更高。真空泵的抽氣量在1 6000L/Min或更大，真空度在(T0.099Mpa之間；吸附塔容量為1 6000L或更大。儲(chǔ)藥罐可以有1、個(gè)，儲(chǔ)藥量為I 6000L或更大。本發(fā)明的有益效果是:該發(fā)明井的頂部安裝(真空和加壓)密封裝置，氣體抽提裝置可以將井內(nèi)和井周圍非飽和帶中的氣體抽出，這個(gè)作用可以將飽和蒸汽壓較低的揮發(fā)及半揮發(fā)物質(zhì)從吸附的水或者土壤中蒸發(fā)·出來(lái)，從而達(dá)到治理被污染地下水及土壤的目的。在此井內(nèi)進(jìn)行曝氣、吹脫、抽提、加藥以及微生物制劑、臭氧或/和絮凝劑，以及紫外光催化等多種水處理方式，且比較機(jī)械化和自動(dòng)化的進(jìn)行處理，容易從水的萬(wàn)分和處理的不同情況微調(diào)不同的處理方法。本發(fā)明的有益效果是:在此井內(nèi)進(jìn)行曝氣、吹脫、抽提、加藥以及微生物制劑、臭氧或/和絮凝劑，以及紫外光催化氧化等多種水處理方式，且比較機(jī)械化和自動(dòng)化的進(jìn)行處理，容易從水處理的不同情況微調(diào)不同的處理方法。去除目前最主要的有機(jī)物和重金屬污染。該發(fā)明井的頂部安裝(真空和加壓)密封裝置，在對(duì)污染場(chǎng)地修復(fù)區(qū)域的地表做適當(dāng)覆蓋時(shí)，可以將飽和蒸汽壓較低的揮發(fā)及半揮發(fā)物質(zhì)VOCs從吸附的水或者土壤中蒸發(fā)出來(lái)，從而達(dá)到治理被污染地下水及被污染土壤一舉兩得的目的。本發(fā)明具有如下特點(diǎn):成本具有很大的比較優(yōu)勢(shì)，循環(huán)井工藝系統(tǒng)初始的投入費(fèi)用和安裝成本與單獨(dú)的曝氣系統(tǒng)相當(dāng)，因?yàn)閱为?dú)的曝氣系統(tǒng)需要建立許多獨(dú)立的氣提井，與之相連的有挖掘和井位安裝費(fèi)用，循環(huán)井增加的泵和管道費(fèi)用正好與之相抵消。就整個(gè)項(xiàng)目的費(fèi)用而言，由于循環(huán)井工藝大大縮短了項(xiàng)目工期，與曝氣技術(shù)相比，循環(huán)井工藝系統(tǒng)節(jié)省75%的費(fèi)用。實(shí)際的成本節(jié)省因場(chǎng)地而異，計(jì)算應(yīng)該用縮短的工期乘以每年的設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。又由于修復(fù)過(guò)程中地下水位只是在本發(fā)明影響半徑內(nèi)局部變化，因此解決了外部地下水涌入的問(wèn)題，這更有利于降低修復(fù)成本。本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì):循環(huán)井工藝顯然是對(duì)現(xiàn)有工藝的巨大改進(jìn)。從該技術(shù)幾個(gè)場(chǎng)地的實(shí)際應(yīng)用看，循環(huán)井工藝能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法達(dá)到的效果，循環(huán)井工藝具體的優(yōu)勢(shì)包括:單井，多種技術(shù)組合；營(yíng)造地下水力循環(huán)；無(wú)注射、排放費(fèi)用；適用于地下水、飽和區(qū)和非飽和區(qū)修復(fù)；證明對(duì)物(烴類、芳烴類、氯代有機(jī)物類)有效無(wú)害化處理與固定；無(wú)地表排放和處理；啟動(dòng)修復(fù)用其他技術(shù)無(wú)法達(dá)到修復(fù)目標(biāo)的場(chǎng)地；最常用的是使用普通4英寸井構(gòu)造；增強(qiáng)烴類和甲基叔丁基醚的生物降解；可以通過(guò)現(xiàn)有的氣提井/抽提井改造而成；沒(méi)有復(fù)雜的部件；相對(duì)低的安裝和運(yùn)行維護(hù)成本；整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小。·


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的典型工藝處理的應(yīng)用:去除地下水中污染物的循環(huán)井方法，如水是高濃度有機(jī)污水(COD大于6000mg/L或更高)，本發(fā)明是一個(gè)在污染地打的大于100mm、深度大于I米的井，在此井內(nèi)可先進(jìn)行強(qiáng)氧化劑的添加(如芬頓試劑、臭氧或高氧氣體曝氣等)或進(jìn)行紫外光催化氧化(3(Tl00min);交叉進(jìn)行曝氣或曝氣與吹脫和抽提210個(gè)周期，每個(gè)周期l(Tl00min ;在曝氣的高壓氣泵1的進(jìn)氣口 A處加入臭氧,或?qū)Ｓ脙?chǔ)藥罐加進(jìn)微生物制劑進(jìn)行生化處理l(T48h，再進(jìn)行交叉進(jìn)行曝氣或曝氣與吹脫和抽提2 10個(gè)周期。經(jīng)以上處理達(dá)到C0D200mg/L以下，則可以進(jìn)行絮凝劑絮凝。吹脫時(shí)可采用吹脫塔:潛水泵將井水即地下水提升至井頂部后通過(guò)噴淋頭5向下噴淋時(shí)采用吹脫塔進(jìn)行吹脫(包括填料塔與篩板塔兩種)液體從塔頂噴下，在填料或篩板表面呈膜狀向下流動(dòng)；曝氣氣體由塔底送入，從下而上同液膜逆流接觸，完成傳質(zhì)過(guò)程。通過(guò)儲(chǔ)藥罐14及控制閥15，對(duì)被污染的井水加進(jìn)適當(dāng)?shù)乃巹?，關(guān)閉高壓氣泵1，開(kāi)啟真空泵13，這樣藥劑就會(huì)被自動(dòng)吸入井內(nèi)。井上設(shè)有密封蓋，通過(guò)真空抽提裝置對(duì)井內(nèi)氣體進(jìn)行抽提，在該發(fā)明中，當(dāng)抽提氣量大于曝氣量時(shí)，井內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，此時(shí)抬升井內(nèi)水位，促使井內(nèi)地下水溢流進(jìn)入井周圍含水層滲流區(qū)域；也通過(guò)提高曝氣氣量，減少或停止抽提氣量，使得井內(nèi)處于正壓，此時(shí)井內(nèi)水面下降，從而推動(dòng)地下水循環(huán)，擴(kuò)大了水循環(huán)的影響半徑；井密封的條件下，通過(guò)交叉的大氣量抽提和大氣量曝氣產(chǎn)生的負(fù)、正壓對(duì)井內(nèi)水進(jìn)行處理壓力擾動(dòng)，交叉的周期在十分鐘以上，一小時(shí)以內(nèi)，使此井處理的地下水的有效區(qū)域增加。抽提工作期尤其在吹脫一段時(shí)間(五分鐘以上的吹脫)之后。所述循環(huán)井是在污染地內(nèi)連續(xù)布置的，密度視污染區(qū)域土壤性質(zhì)及影響半徑而定，一般為0.005 1個(gè)/M2。吹脫、氣提法用于脫除水中溶解氣體和某些揮發(fā)性物質(zhì)。即將氣體(載氣)通入水中，使之相互充分接觸，使水中溶解氣體和揮發(fā)性物質(zhì)穿過(guò)氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到脫除污染物的目的。常用空氣作載氣，前者稱為吹脫。污水中常常含有大量有毒有害的溶解氣體，如C02、H2S, HCN、CS2等，其中有的損害人體健康，有的腐蝕管道、設(shè)備，為了除去上述氣體，常使用吹脫法。吹脫法的基本原理是:將空氣通入污水中，改變有毒有害氣體溶解于水中所建立的氣液平衡關(guān)系，使這些易揮發(fā)物質(zhì)由液相轉(zhuǎn)為氣相，然后予以收集或者擴(kuò)散到大氣中去。吹脫過(guò)程屬于傳質(zhì)過(guò)程，其推動(dòng)力為污水中揮發(fā)物質(zhì)的濃度與大氣中該物質(zhì)的濃度差。吹脫法既可以脫除原來(lái)就存在于水中的溶解氣體，也可以脫除化學(xué)轉(zhuǎn)化而形成的溶解氣體。如污水中的硫化鈉和氰化鈉是固態(tài)鹽在水中的溶解物，在酸性條件下，它們會(huì)轉(zhuǎn)化為H2S和HCN，經(jīng)過(guò)曝氣吹脫，就可以將它們以氣體形式脫除。這種吹脫曝氣稱為轉(zhuǎn)化吹脫法。吹脫塔又分為填料塔與篩板塔兩種。填料塔塔內(nèi)裝設(shè)一定高度的填料層，液體從塔頂噴下，在填料表面呈膜狀向下流動(dòng)；氣體由塔底送入，從下而上同液膜逆流接觸，完成傳質(zhì)過(guò)程。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空氣阻力小。缺點(diǎn)是傳質(zhì)效率不夠高，設(shè)備比較龐大，填料容易堵塞。篩板塔是在塔內(nèi)設(shè)一定數(shù)量的帶有孔眼的踏板，水從上往下噴淋，穿過(guò)篩孔往下，空氣則從下往上流動(dòng)，氣體以鼓泡方式穿過(guò)篩板上液層時(shí)，互相接觸而進(jìn)行傳質(zhì)。通常篩孔孔徑為6 8mm，篩板間距為20(T300mm。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造方便，傳質(zhì)效率高，塔體比填料塔小，不易堵塞。但操作管理要求高，篩孔容易堵塞。吹脫過(guò)程中二次污染的防治用吹脫法處理污水的過(guò)程中，污染物不斷地由液相轉(zhuǎn)入氣相，易引起二次污染，防止的方法有以下三類:①中等濃度的有害氣體，可以導(dǎo)入爐內(nèi)燃燒；②高濃度的有害氣體應(yīng)回收利用；③符合排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以向大氣排放。而第二種方法是預(yù)防大氣污染和利用三廢資源的重要途徑?；厥者@些有害氣體的基本方法如下:(I)用堿性溶液吸收揮發(fā)性氣體，如用NaOH溶液吸收HCN，產(chǎn)生NaCN ;吸收H2S,產(chǎn)生Na2S，然后再把吸收液蒸發(fā)結(jié)晶，進(jìn)行回收。(2)用活性炭吸附揮發(fā)性物質(zhì)氣體，飽和后用溶劑解吸。(3)對(duì)揮發(fā)性氣體如H2S進(jìn)行燃燒，制取H2S04。吹脫應(yīng)用用于處理氨氮污水。吹脫處理的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易行，氨氮去除效率高，技術(shù)成熟，缺點(diǎn)是耗能高，二次污染嚴(yán)重，吹脫塔易結(jié)垢等。研究發(fā)現(xiàn)若用煤氣吹脫與硫銨和AAO生化法聯(lián)運(yùn)，脫除工業(yè)污水中氨氮。紫外光催化氧化采用TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷網(wǎng)光化學(xué)反應(yīng)室，其結(jié)構(gòu)是:三維蜂窩陶瓷層和紫外光源層共有2至8層，納米TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷層的均勻開(kāi)孔是豎直向上的，15(T280nm紫外光源層是水平橫置的或水平平行的環(huán)形紫外燈管。設(shè)有平行放置的金屬柵格網(wǎng)，均勻放置納米TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷層。去除地下水中污染物的循環(huán)井方法，如水是高濃度有機(jī)廢水(C0D大于6000mg/L或更高)，所述循環(huán)井是一個(gè)在污染地打的大于IOOmm小于500mm的井，深度1.5 5米，在此井內(nèi)先進(jìn)行強(qiáng)氧化劑添加(如芬頓試劑、臭氧或高氧氣體曝氣等)或/和紫外光催化(3(Tl00min);交叉進(jìn)行曝氣或曝氣與吹脫和抽提2 10個(gè)周期，每個(gè)周期l(Tl00min ;在曝氣的高壓氣泵I的進(jìn)氣口 A處或?qū)Ｓ眉铀幑芗舆M(jìn)微生物制劑進(jìn)行生化處理l(T48h，再進(jìn)行交叉進(jìn)行曝氣或曝氣與吹脫和抽提2 10個(gè)周期；經(jīng)以上處理達(dá)到C0D200mg/L以下，則可以進(jìn)行絮凝劑絮凝。

井內(nèi)設(shè)有電解裝置對(duì)水進(jìn)行電解去除重金屬的工藝條件:采用常規(guī)的電解方法，采用48V以內(nèi)的安全電壓，控制電解電流在IA以內(nèi)，陽(yáng)極采用碳電極，陰極上回收的陰極泥就是需要去除的重金屬。實(shí)施例研究顯示:循環(huán)井工藝是去除地下水中污染物的有效技術(shù)，它能在較短的時(shí)間內(nèi)加速場(chǎng)地修復(fù)進(jìn)程和顯著減少VOCs濃度。循環(huán)井工藝在幾周內(nèi)達(dá)到的污染物去除效果是其他技術(shù)在幾年內(nèi)達(dá)到的效果。循環(huán)井工藝從曝氣、抽提、吹脫、強(qiáng)化生物降解中獲得的綜合效果使得該技術(shù)成為卓有成效、高效經(jīng)濟(jì)的修復(fù)技術(shù)通過(guò)運(yùn)行機(jī)理、成本比較、技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析和案例研究，揭示了該技術(shù)在處理地下水物方面高效、快速、經(jīng)濟(jì)的性能。本發(fā)明新型的地下水污染物處理技術(shù)一循環(huán)井工藝應(yīng)運(yùn)而生，它將曝氣、氣提、吹脫集成于一體，克服了地下水抽出處理周期長(zhǎng)、水處理費(fèi)昂貴，曝氣處理影響半徑有限、去除速率低的缺點(diǎn)。圖中影響半徑R、處理土壤的深度H、水井半徑r、空心箭頭是氣流方向，實(shí)心箭頭是水流方向，以下為更具體的實(shí)施例:(I)某一工業(yè)干洗店場(chǎng)地，場(chǎng)地地勢(shì)相對(duì)平整，場(chǎng)地以東300米處有一河流。該場(chǎng)地土壤以淤泥質(zhì)細(xì)砂、壤土為主。經(jīng)土壤鉆孔和地下水檢測(cè)井檢測(cè)，場(chǎng)地好幾處非常深的地方檢測(cè)到四氯乙烯(PCE )，土壤中PCE最高濃度達(dá)到47000ug/kg，地下水中達(dá)到了 20000ug/
I。用常規(guī)的修復(fù)技術(shù)修復(fù)了幾年后發(fā)現(xiàn):修復(fù)基本已經(jīng)停止，PCE濃度在一個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)，無(wú)法達(dá)到修復(fù)目標(biāo)。為了盡快完成修復(fù)，改用循環(huán)井工藝。循環(huán)井被安裝在污染源區(qū)，在距循環(huán)井5— 6米處，設(shè)立了監(jiān)測(cè)井。在循環(huán)井投用前，監(jiān)測(cè)井中的PCE濃度和溶解氧分別為2700ug/l和1.23mg/l，循環(huán)井投入運(yùn)行半個(gè)月后，監(jiān)測(cè)井中PCE濃度降低了 90%至240ug/1，溶解氧的濃度增加到9.57mg/l。循環(huán)井運(yùn)行70天后，PCE濃度降到79ug/l，相當(dāng)于該地區(qū)地下水中PCE的本底值。(2)某化工場(chǎng)地，場(chǎng)地地勢(shì)較高，土壤由淤泥質(zhì)粘土和粘土組成，地下水埋深地下10米左右，水力梯度較大，物(VOCs)在地下水源頭區(qū)域超過(guò)了 80000ug/l。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有抽提井和管道改造后，循環(huán)井工藝投入運(yùn)行，二個(gè)月后，周圍監(jiān)測(cè)井內(nèi)，物的濃度減低了 3(Γ85%，根據(jù)溶解氧和濃度改變得 知:循環(huán)井工藝影響半徑超過(guò)了 15米。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，故凡依本發(fā)明范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.去除地下水中污染物的循環(huán)井方法，其特征是所述循環(huán)井是一個(gè)在污染地內(nèi)，根據(jù)土壤性質(zhì)、污染程度及設(shè)備對(duì)土壤的影響半徑，循環(huán)井以連續(xù)梅花狀、方格或六面體形布局，循環(huán)井是打1、個(gè)直徑不小于100mm、深度大于I米的水井，在此井內(nèi)進(jìn)行曝氣、吹脫、抽提、加藥處理工藝進(jìn)行污染水的處理； 吹脫:將井水即地下水提升至井頂部后通過(guò)噴淋頭向下噴淋； 曝氣、抽提:井內(nèi)曝氣和氣體真空抽提增加氣液傳質(zhì)界面，增強(qiáng)氣體吹脫效果，井內(nèi)曝氣時(shí)，增加地下水中溶解氧含量，使得被污染的水在有氧的環(huán)境中， 加藥:根據(jù)污染程度及污染物的不同，在曝氣的高壓氣泵I的進(jìn)氣口 A處或?qū)Ｓ眉铀幑芗舆M(jìn)氧化劑、微生物制劑、臭氧或/和絮凝劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除地下水中污染物的循環(huán)井處理方法，其特征是另采用井內(nèi)水處理采用紫外光催化氧化的方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除地下水中污染物的循環(huán)井處理方法，其特征是采用高壓氣泵曝氣，其壓力范圍在0.2 20Mpa或更高，供氣氣量在f300L/Min或更大；吹脫采用的潛水泵5的流量范圍在f300L/Min或更大，揚(yáng)程范圍在1 30M或更高；抽提用真空泵13的抽氣量在I 6000L/Min或更大，真空度在(T0.099Mpa之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除地下水中污染物的循環(huán)井處理方法，其特征是另采用對(duì)水進(jìn)行吸附劑進(jìn)行處理，吸附塔12容量為f6000L或更大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除地下水中污染物的循環(huán)井處理方法，其特征是采用生化、絮凝處理工藝，添加微生物制劑進(jìn)行生化處理，生化處理時(shí)與井內(nèi)微生物形成微生物生物圈，利用微生物對(duì)井內(nèi)污水的生物降解凈化作用；生化、絮凝劑的儲(chǔ)藥罐14可以有1、個(gè)，儲(chǔ)藥量為I 6000L或更大。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的去除地下水中污染物的循環(huán)井處理方法，其特征是通過(guò)儲(chǔ)藥罐14及控制閥15，對(duì)被污染的井水加進(jìn)適當(dāng)?shù)乃巹P(guān)閉高壓氣泵1，開(kāi)啟真空泵13，這樣藥劑就會(huì)被自動(dòng)吸入井內(nèi)，且由于曝氣頭的作用，藥劑和污染水的混合會(huì)很均勻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1飛之一所述的去除地下水中污染物的循環(huán)井處理方法，其特征是井上設(shè)有密封蓋，通過(guò)真空抽提裝置對(duì)井內(nèi)氣體進(jìn)行抽提，當(dāng)抽提氣量大于曝氣量時(shí)，井內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，此時(shí)抬升井內(nèi)水位，促使井內(nèi)地下水溢流進(jìn)入井周圍含水層滲流區(qū)域；也通過(guò)提高曝氣氣量，減少或停止抽提氣，使得井內(nèi)處于正壓，此時(shí)井內(nèi)水面下降，從而推動(dòng)地下水循環(huán)，擴(kuò)大了水循環(huán)的影響半徑；井密封的條件下，通過(guò)交叉的大氣量抽提和大氣量曝氣產(chǎn)生的負(fù)、正壓對(duì)井內(nèi)水進(jìn)行處理壓力擾動(dòng)，使此井處理的地下水的有效區(qū)域增加，交叉的周期視污染程度及土壤性質(zhì)而定。
8.根據(jù)權(quán)利要求廣6之一所述的去除地下水中污染物的循環(huán)井處理方法，其特征是井內(nèi)設(shè)有電解裝置對(duì)水進(jìn)行電解去除重金屬。
9.根據(jù)權(quán)利要求1飛之一所述的去除地下水中污染物的循環(huán)井處理方法，其特征是，井內(nèi)設(shè)有紫外光催化氧化裝置，紫外光催化裝置是TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷網(wǎng)的光化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，其結(jié)構(gòu)是:三維蜂窩陶瓷層和紫外光源層均多于2層，納米TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷層的均勻開(kāi)孔是豎直向上的，15(T280nm紫外光源層是水平橫置的或水平平行的環(huán)形紫外燈管，井內(nèi)設(shè)有平行放置的金屬柵格網(wǎng)， 均勻放置納米TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷層及紫外燈管。
10.去除地下水中污染物的循環(huán)井裝置，其特征是采用由高壓氣泵1、壓力表2、調(diào)節(jié)閥3、曝氣頭組成曝氣系統(tǒng)；由潛水泵5、噴淋頭6、壓力表7、水樣采集控制閥8等組成吹脫系統(tǒng)；由抽提口 9、調(diào)節(jié)控制閥10、真空表11、吸附塔12、真空泵13組成抽提系統(tǒng)；由儲(chǔ)藥罐14、控制閥15等組成加藥系統(tǒng)；由井室16、井體17等組成水井系統(tǒng)，吹脫系統(tǒng)亦設(shè)直徑略小于井直徑的吹脫塔進(jìn)行吹脫；包括紫外光催化裝置，紫外光催化裝置是TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷網(wǎng)光化學(xué)反應(yīng)室，其結(jié)構(gòu)是:三維蜂窩陶瓷層和紫外光源層共有2至8層，納米TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂窩陶瓷層的均勻開(kāi)孔是豎直向上的，15(T280nm紫外光源層是水平橫置的或水平平行的環(huán)形紫外燈管；設(shè)有平行放置的金屬柵格網(wǎng)，均勻放置納米TiO2光催化劑負(fù)載的三維蜂 窩陶瓷層。
全文摘要
去除地下水中污染物的循環(huán)井方法，所述循環(huán)井是一個(gè)在污染地內(nèi)，根據(jù)土壤性質(zhì)、污染程度及設(shè)備對(duì)土壤的影響半徑，循環(huán)井以連續(xù)梅花狀、方格或六面體形布局，循環(huán)井是打1~N個(gè)直徑不小于100mm、深度大于1米的水井，在此井內(nèi)進(jìn)行曝氣、吹脫、抽提、加藥處理工藝進(jìn)行污染水的處理；吹脫將井水即地下水提升至井頂部后通過(guò)噴淋頭向下噴淋；曝氣、抽提井內(nèi)曝氣和氣體真空抽提增加氣液傳質(zhì)界面，增強(qiáng)氣體吹脫效果，井內(nèi)曝氣時(shí)，增加地下水中溶解氧含量，使得被污染的水在有氧的環(huán)境中，加藥根據(jù)污染程度及污染物的不同，在曝氣的高壓氣泵1的進(jìn)氣口A處或?qū)Ｓ眉铀幑芗舆M(jìn)氧化劑、微生物制劑、臭氧或/和絮凝劑。
文檔編號(hào)C02F1/20GK103112915SQ20131005424
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月19日
發(fā)明者何允玉, 王鐸, 郭都, 張堅(jiān)毅 申請(qǐng)人:江蘇大地益源環(huán)境修復(fù)有限公司