本實用新型涉及地下水污染修復技術領域,更具體的說,它涉及一種滲透反應墻。
背景技術:
重金屬污染水體和土壤是當今面臨的嚴峻環(huán)境問題之一,其中Cr(VI)是已被研究證實的“三致”污染物。我國《飲用凈水水質標準》規(guī)定Cr(VI)標準為≤0.05mg/L。我國許多地方的地下水中Cr(VI)嚴重超標,如青海海北化工廠粗放生產導致的地下水六價鉻濃度高達1147mg/L。
可滲透反應墻(Permeable Reactive Barrier, PRB)技術是一種為達到一定環(huán)境污染治理目標而將特定反應介質安裝在地面以下的污染處理系統(tǒng),它阻斷污染帶、將其中的污染物轉化為環(huán)境可接受的形式,但不破壞地下水流動性。大量研究證實,PRB可以除去地下水中共存的重金屬(如Cr6+)和有機物(如苯、乙苯、二甲苯和多氯聯(lián)苯等)。
目前常見的滲透反應墻的結構如授權公告號為CN205710108U的中國專利公開的結構,包括沿地下水流向依次設置的石英砂層、含水層和可滲透反應層。水流依次通過上述各層后于滲透填料反應而被凈化,然而由于各層厚度有限且水流徑直穿過各層的時間以及路徑較短,水中的污染物不容易充分與反應層中的滲透填料充分反應,影響凈化效果。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種滲透反應墻,其能夠增加水流與填料的接觸面積,有利于水中的污染物與滲透填料更加充分的反應,提高凈化效果。
本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的:
一種滲透反應墻,包括沿地下水流向依次設置的上游滲透進水層、上游滲透反應層、上游隔水板、中段滲透反應層、下游隔水板、下游滲透反應層以及下游滲透出水層,所述上游隔水板靠近其一個側邊處開設有若干上游透水孔,所述下游隔水板遠離上游透水孔的一個側邊處開設有若干下游透水孔。
通過采用上述技術方案,水流透過上游滲透進水層并與上游滲透反應層進行初步反應后,集中到上游透水孔處進入中段滲透反應層而不能徑直穿過上游隔水板,加長了水流的流通路徑;水流從上游透水孔到達下游透水孔的過程中,從中段透水反應層的一邊到達另一邊,增加了二次反應的反應路徑;水流從下游透水孔流出與下游滲透反應層反應后通過下游滲透出水層流出而結束凈化,整個過程中大大加長了水流的流通路徑并通過三次反應,增加了水流與各反應層中反應填料的的接觸面積,有利于水中的污染物與滲透填料更加充分的反應,提高凈化效果。
本實用新型進一步設置為:所述上游隔水板成向下游滲透出水層凹陷的弧形設置,所述下游隔水板與所述上游隔水板形狀相同且相互平行。
通過采用上述技術方案,一方面加長了上游透水孔與下游透水孔之間的路徑,提高二次反應的反應時長;另一方面使水流不容易從隔水板的兩端流出而擴散到周邊土壤中。
本實用新型進一步設置為:所述上游滲透反應層包括若干根垂直設置在上游滲透進水層與上游隔水板之間用于填充反應填料的填料管。
通過采用上述技術方案,水流通過填料管從上游滲透反應層到達上游隔水板,一方面起到導流作用而使水流不容易從上游滲透反應層的兩端流出而擴散到周邊土壤中;另一方面多跟填料管增加整體結構的強度,減少長期運行過程中因機械強度下降而引起的地面塌陷的情況發(fā)生。
本實用新型進一步設置為:所述填料管之間填充有土壤。
通過采用上述技術方案,使填料管之間不容易發(fā)生相對滑動,有利于保證整體結構的強度。
本實用新型進一步設置為:所述填料管面對所述上游滲透進水層的一端設置成喇叭狀管口,所述喇叭狀管口的大端與所述上游滲透進水層貼合。
通過采用上述技術方案,有利于引導水流進水填料管內,減少從填料管之間通過的水流量。
本實用新型進一步設置為:所述填料管內填充有作為反應填料的Fe-Cu雙金屬顆粒。
通過采用上述技術方案,不容易發(fā)生板結、堵塞等情況,并且能夠提高反應效率。
本實用新型進一步設置為:所述中段滲透反應層與所述下游滲透反應層均為零價鐵顆粒層。
通過采用上述技術方案,零價鐵顆粒相對Fe-Cu雙金屬顆粒價格較低,將其設置在Fe-Cu雙金屬顆粒的下游,降低整體造價的同時減少整體板結、堵塞情況的發(fā)生。
綜上所述,本實用新型具有以下有益效果:降低整體造價;增加整體結構的強度,減少長期運行過程中因機械強度下降而引起的地面塌陷的情況發(fā)生;增加了水流與各反應層中反應填料的的接觸面積,有利于水中的污染物與滲透填料更加充分的反應,提高凈化效果。
附圖說明
圖1為實施例的剖視圖。
附圖標記:1、上游滲透進水層;2、上游滲透反應層;21、填料管;211、喇叭狀管口;22、Fe-Cu雙金屬顆粒;23、土壤;3、上游隔水板;31、上游透水孔;4、中段滲透反應層;5、下游隔水板;51、下游透水孔;6、下游滲透反應層;7、下游滲透出水層;8、擋水墻。
具體實施方式
參照附圖對本實用新型做進一步說明。其中相同的零部件用相同的附圖標記表示。需要說明的是,下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖1中的方向,詞語“底面”和“頂面”、“內”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。
實施例:滲透反應墻,如圖1所示,包括沿地下水流向依次設置的由石英砂制成的上游滲透進水層1、上游滲透反應層2、上游隔水板3、中段滲透反應層4、下游隔水板5、下游滲透反應層6以及由石英砂制成的下游滲透出水層7。
其中上游滲透反應層2包括若干根垂直設置在上游滲透進水層1與上游隔水板3之間由鋼管制成的填料管21,該填料管21面對上游滲透進水層1的一端設置成大端與上游滲透進水層1貼合的喇叭狀管口211,便于水流進水填料管21內。為減少板結和堵塞的情況發(fā)生,優(yōu)選授權公告號為CN102671614B的中國專利中公開的Fe-Cu雙金屬顆粒22填充在填料管21內。為使填料管21之間不容易發(fā)生相對滑動,保證整體結構強度,填料管21之間由土壤23填充。
上游隔水板3與下游隔水板5可由不銹鋼板、PVC板等隔水材料制成,并且其二者相互平行且均成向下游滲透出水層7凹陷的弧形設置,下游滲透出水層7也呈與下游隔水板5形狀相同的弧形設置,使水流不容易從隔水板的兩端流出而擴散到周邊土壤中。上游隔水板3靠近其一個側邊處開設有若干上游透水孔31,為加長水流的流通路徑,下游隔水板5遠離上游透水孔31的一個側邊處開設有若干下游透水孔51,加長了上游透水孔31與下游透水孔51之間的路徑。為使水流不容易從滲透反應墻的左右兩端流出,還可以在滲透反應墻兩端增設擋水墻。
為降低整體造價,中段滲透反應層4和下游滲透反應層6均為將零價鐵顆粒裝入無紡布袋后堆垛成的零價鐵顆粒層。
該滲透反應墻的工作原理為:
流透過上游滲透進水層1并與進入到填料管21內與Fe-Cu雙金屬顆粒22進行初步反應,以除去水中的大部分六價鎘等污染物;經初步反應后水流集中到上游透水孔31處進入中段滲透反應層4而不能徑直穿過上游隔水板3,加長了水流的流通路徑;水流從上游透水孔31到達下游透水孔51的過程中,從中段透水反應層的一邊到達另一邊,與零價鐵顆粒進行二次凈化反應,以去除一部分水中殘留的六價鎘等污染物,增加了二次反應的反應路徑;水流從下游透水孔51流出與下游滲透反應層6反應后通過下游滲透出水層7流出而結束凈化,整個過程中大大加長了水流的流通路徑并通過三次反應,增加了水流與各反應層中反應填料的的接觸面積,有利于水中的污染物與滲透填料更加充分的反應,提高凈化效果。
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式,本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例,凡屬于本實用新型思路下的技術方案均屬于本實用新型的保護范圍。應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。