本實用新型屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域中的地下水修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于高滲透性潛水含水層中污染地下水的抽水-處理-回注地下水循環(huán)修復(fù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

地下水作為水資源的重要組成部分，在人類社會的發(fā)展過程中起著舉足輕重的作用。近20年來，由于城市生活垃圾和工業(yè)“三廢”等的不合理處置，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥?；实拇罅渴褂?，全國地下水污染狀況日趨嚴(yán)重。

地下水污染場地大部分處于復(fù)、混合污染狀態(tài)，且其隱蔽性、延緩性和難以逆轉(zhuǎn)性的特點致使地下水污染修復(fù)周期長、費用高，難度大。發(fā)達國家在20世紀(jì)80年代就開始了地下水有機污染的修復(fù)研究，取得了重要進展，而我國地下水污染研究及修復(fù)工程則剛剛起步。目前國內(nèi)外地下水有機污染治理技術(shù)主要有：抽出-處理技術(shù)（pump-treat）、水力隔離技術(shù)、曝氣技術(shù)（Airsparing,AS）、生物修復(fù)技術(shù)、滲透反應(yīng)格柵技術(shù)、監(jiān)測自然衰減法等。其中抽出-處理技術(shù)相對成熟，成本較其他方法低，而且修復(fù)周期也較短，是去除控制地下水有機污染廣泛采取的一種方法。

而污染地下水在抽出的過程中可能會面臨很多的修復(fù)效果困境：①由于地下水大量抽提造成局部地區(qū)補水不足，污染地下水抽提困難；②含水層中高濃度污染地下水被抽出后，殘留在含水層中不易被抽出的高濃度毛細(xì)水造成污染物殘留；③由于潛水含水層的主要污染途徑來自于地面污染排放及入滲等，因此作為污染物的入滲途徑的包氣帶中會殘存大量的污染物，而在地下水抽出過程中不涉及對包氣帶的處置。因此，在地下水抽出-處理的修復(fù)實際工程施工過程中，在設(shè)置地下水抽出系統(tǒng)、地下水處理系統(tǒng)的同時，結(jié)合地下水回注系統(tǒng)對于解決上述問題具有重要的現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種用于高滲透性潛水含水層中污染地下水的抽水-處理-回注地下水循環(huán)修復(fù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了常規(guī)地下水抽出-處理系統(tǒng)中的修復(fù)效果不徹底的問題，可以高效、經(jīng)濟、快速地提高地下水修復(fù)效率。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種用于高滲透性潛水含水層中污染地下水的抽水-處理-回注地下水循環(huán)修復(fù)系統(tǒng)，包括依次通過管道連接的用于將污染地下水從潛水含水層中抽出的地下水抽水系統(tǒng)、地下水處理系統(tǒng)及地下水回注系統(tǒng)；

所述地下水抽水系統(tǒng)抽出的污染地下水進入地下水處理系統(tǒng)，經(jīng)過污水處理裝置處理后，進入清水池，經(jīng)檢測達標(biāo)后的清潔地下水，由地下水回注系統(tǒng)回注進入包氣帶，最終通過入滲進入潛水含水層中，并再次被抽出，從而達到在地下水不斷循環(huán)的修復(fù)過程中，將目標(biāo)修復(fù)區(qū)域潛水含水層中地下水的污染物濃度降低。

進一步地，其中所述地下水抽水系統(tǒng)包括抽水井、用于從所述抽水井中抽取污染地下水的抽水潛水泵、第一旁通閥及第一流量計，所述抽水潛水泵設(shè)于所述抽水井中。

進一步地，其中所述地下水處理系統(tǒng)包括集水池、水處理裝置及清水池，所述集水池的入水口通過第一管道與所述抽水潛水泵連接，所述水處理裝置的入水口通過提升泵與所述集水池的出水口連接，且所述水處理裝置的出水口與所述清水池連接；所述清水池的池底的標(biāo)高不低于修復(fù)場地的最高標(biāo)高；且所述第一旁通閥及第一流量計依次設(shè)于所述第一管道上。

進一步地，其中所述地下水回注系統(tǒng)包括回注井網(wǎng)絡(luò)、旁通閥及流量計，所述回注井網(wǎng)絡(luò)分別通過第二管道與所述清水池的出水口連接，且所述第二管道上依次設(shè)有第二旁通閥及第二流量計，而所述第一管道與所述第二管道之間設(shè)有回流泵；其中，所述回注井網(wǎng)絡(luò)包括布水觀測口、回注導(dǎo)流管、卵石層、一級回注井及二級回注井；所述布水觀測口設(shè)于所述回注導(dǎo)流管的末端，且所述布水觀測口與所述一級回注井的進水口連接，所述一級回注井和二級回注井均設(shè)于卵石層中，且所述一級回注井與所述二級回注井呈“羊”字型連接。

進一步地，其中所述一級回注井從其進水口至井管末端的高程逐漸降低。

進一步地，其中所述二級回注井從其進水口至井管末端的高程逐漸降低。

進一步地，其中所述一級回注井和二級回注井的布水孔洞朝下地埋設(shè)在卵石層中；所述卵石層的粒徑為20-32 mm，厚度為30-50 mm。

進一步地，其中所述一級回注井的進水口與所述回注導(dǎo)流管的出水口連接，所述回注導(dǎo)流管連接所述布水觀測口。

進一步地，其中所述布水觀測口為敞口井，且所述敞口井內(nèi)安裝有水位控制閥。

進一步地，其中所述一級回注井與所述二級回注井均采用管徑不同的圓管連接而成，其管壁上分別開設(shè)有孔洞，所述孔洞為三排，每排孔洞沿所述圓管的圓柱體母線等距布設(shè)，相鄰兩排孔洞之間的弧形管壁所對應(yīng)的圓心角為45°~75°。

進一步地，其中等長、不同管徑的所述一級回注井與所述二級回注井的開孔個數(shù)與管徑比的平方成正比，按以下公式計算：

,

其中，i、j均為回注井級別號，n為管壁開孔個數(shù)，D為回注井直徑，孔洞個數(shù)取與計算結(jié)果最接近的3的倍數(shù)。

本實用新型的有益效果在于，該系統(tǒng)采用抽水、水處理及地下水回注相結(jié)合的方式，針對高滲透性潛水含水層的特征，將污染地下水抽出至地面水處理系統(tǒng)，經(jīng)處理達標(biāo)后，在重力作用下經(jīng)清水池溢流進入回注井，并在多級回注井管中流動的同時，逐漸滲進入目標(biāo)修復(fù)區(qū)域場地的包氣帶，最后進入潛水含水層，同時在該過程中對包氣帶殘存的污染物進行淋洗，增強地下水修復(fù)效果。同時，地下水的回注過程，對潛水含水層中的地下水進行了及時補給，也避免了地面沉降等危害事故發(fā)生。另外，殘留在含水層中不易被抽出的毛細(xì)水也由于回注水的補給而被淋洗或抽出，進一步增強了地下水及含水層的修復(fù)效果，使修復(fù)效果更徹底。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的回注井平面布置圖；

圖3為本實用新型的一級回注井與二級回注井的孔洞剖面圖；

圖4為本實用新型的回注井布置剖面圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進一步的說明。

如圖1-4所示，一種用于高滲透性潛水含水層中污染地下水的抽水-處理-注水地下水循環(huán)系統(tǒng)，包括：依次通過管道連接的地下水抽水系統(tǒng)、地下水處理系統(tǒng)及地下水回注系統(tǒng)。

所述地下水抽水系統(tǒng)包括抽水井1、用于從所述抽水井1中抽取污染地下水的抽水潛水泵2、第一旁通閥3及第一流量計4，所述抽水潛水泵2設(shè)于所述抽水井1中。

所述地下水處理系統(tǒng)包括集水池5、水處理裝置6及清水池7（為地上建筑），主要用途是將污染地下水中的有機物或重金屬等目標(biāo)污染物去除或濃度降低；所述集水池5的入水口通過第一管道與所述抽水潛水泵2連接，所述水處理裝置6的入水口通過提升泵與所述集水池5的出水口連接，且所述水處理裝置6的出水口與所述清水池7連接；所述清水池7的池底的標(biāo)高不低于修復(fù)場地的最高標(biāo)高。且所述第一旁通閥3及第一流量計4依次設(shè)于所述第一管道。

所述地下水回注系統(tǒng)包括回注井網(wǎng)絡(luò)8、旁通閥9及流量計10，主要用途是將處理后的地下水回注至潛水含水層中。如圖2和圖4所示，所述回注井網(wǎng)絡(luò)8分別通過第二管道與所述清水池7的出水口連接，且所述第二管道上依次設(shè)有第二旁通閥9及第二流量計10，而所述第一管道與所述第二管道之間設(shè)有回流泵11；其中，所述回注井網(wǎng)絡(luò)8包括布水觀測口12、回注導(dǎo)流管13、卵石層20、一級回注井14及二級回注井15；所述布水觀測口12設(shè)于回注導(dǎo)流管13的末端，且所述回注導(dǎo)流管13與所述一級回注井14的進水口連接，所述一級回注井14和二級回注井15均設(shè)于卵石層20中，且所述一級回注井14與所述二級回注井15呈“羊”字型連接。所述一級回注井14從其進水口至井管末端的高程逐漸降低，坡降比為3‰-5‰，以保證處理后的地下水在一級回注井14中均勻布水的同時能自流進入二級回注井15中。所述二級回注井15從其進水口至井管末端的高程逐漸降低，坡降比為3‰-8‰，同時保證二級回注井15的坡降比不小于所述一級回注井14的坡降比，以保證處理后的地下水在二級回注井15中均勻布水的同時不會回流進入一級回注井14中，避免造成局部積水嚴(yán)重。

具體實施時，所述清水池7與所述布水觀測口12連接，所述布水觀測口為敞口井，且所述敞口井內(nèi)安裝有水位控制閥，以控制所述清水池7的出水回注速率。所述一級回注井14的進水口與回注導(dǎo)流管13的出水口連接，所述回注導(dǎo)流管13連接所述布水觀測口12。

所述一級回注井14和二級回注井15采用管徑不同的圓管連接而成，其管壁上分別開設(shè)有可將清潔地下水導(dǎo)流至下覆卵石層20的布水孔洞16和布水孔洞17，所述布水孔洞16和布水孔洞17分別設(shè)置為三排，每排孔洞沿該圓管的圓柱體母線等距布設(shè)，相鄰兩排布水孔洞之間的弧形管壁所對應(yīng)的圓心角為45°~75°。且所述布水孔洞16和布水孔洞17朝下地埋設(shè)在卵石層20中；所述卵石層20的粒徑為20-32 mm，厚度為30-50 mm；如圖4，所述卵石層20位于高滲透性包氣帶18的上表面，所述高滲透性包氣帶18的下方具有潛水含水層19。

其中等長、不同管徑的一級回注井14和二級回注井15的開孔個數(shù)與管徑比的平方成正比，按以下公式計算：

,

其中，i、j均為回注井級別號，n為管壁開孔個數(shù)，D為布水管直徑，孔洞個數(shù)取與計算結(jié)果最接近的3的倍數(shù)。存在于潛水含水層中的污染地下水進入抽水井1中后由潛水泵2將其抽出至集水池5中暫存，并由水處理裝置6將集水池5中污染地下水進行污染物去除或濃度降低，處理后的地下水進入清水池7，清水池7中的地下水經(jīng)檢測達標(biāo)后，方可經(jīng)過重力溢流進入回注井網(wǎng)絡(luò)8，進行地下水回注，一旦檢測到清水池7中的地下水不達標(biāo)時，立即關(guān)閉第二旁通閥9，阻止不達標(biāo)地下水進入回注井網(wǎng)絡(luò)8，同時開啟回流泵11，將清水池7中不達標(biāo)地下水泵回至集水池5中進行重新處理，直至清水池7中水質(zhì)檢測達標(biāo)為止，另外，在此期間如有必要，可關(guān)閉第一旁通閥3，停止地下水抽出至集水池5，以減小清水池5和水處理裝置6的負(fù)荷。

如圖2所示，清水池7中經(jīng)檢測達標(biāo)的清潔地下水溢流進入回注井網(wǎng)絡(luò)8后，首先經(jīng)過布水觀測口12，將清潔地下水均勻分布于各回注導(dǎo)流管13，然后通過回注導(dǎo)流管13將清潔地下水導(dǎo)流至一級回注井14，同時清潔地下水在一級回注井14中流動的過程中，由一級回注井14導(dǎo)流至二級回注井15。

如圖3和圖4所示，清潔地下水在一級回注井14中流動并將水流分散至二級回注井15的同時，清潔地下水在一級回注井14和二級回注井15中分別通過布水孔洞16和布水孔洞17將清潔地下水導(dǎo)流至下覆卵石層20中，再通過卵石層20的高滲透性將清潔地下水均勻?qū)胖粮邼B透性包氣帶18中，最后清潔地下水逐漸入滲進入潛水含水層19中，達到清潔地下水回注的目的。

清潔地下水在經(jīng)過布水觀測口12時，可以通過布水觀測口12內(nèi)安裝的水位控制閥將水位穩(wěn)定在限定水位以下，以調(diào)整地下水回注速率。當(dāng)布水觀測口12內(nèi)水位高于限定水位上限時，布水觀測口12內(nèi)安裝的水位控制閥立即停止地下水進入回注導(dǎo)水管，并可以適當(dāng)降低地下水回注速率或短時間關(guān)閉第二旁通閥9，防止地下水回注速率過快時，地下水溢流至地表。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型精神的前提下還可進行等同的替換，這些等同的替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。