酸性铀污染地下水原位修复抽注液系统、原位化学还原修复系统、联动修复处理系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及地下水修复技术领域，尤其涉及酸性铀污染地下水的原位修复抽注液系统、原位化学还原修复系统、联动修复处理系统和方法。所述联动修复处理系统中异位处理系统与原位修复抽注液系统联动，可以有效降低地下水中硫酸根等杂质阴离子，同时减少地表污泥产量，节约运行成本；所述原位修复抽注液系统能使回灌的化学还原药剂最大限度的经过地下水污染纵断面，在化学药剂与断面接触过程中形成的固体沉淀逐渐填充含矿层孔隙，逐渐降低矿层渗透性，从而实现重金属污染物的局部稳定；所述原位化学还原修复系统可以有效配置还原性药剂，通过化学还原反应，降低地下水中重金属离子浓度，同时实现离子的稳定化，降低地下水氧化还原电位，形成还原屏障。形成还原屏障。形成还原屏障。

【技术实现步骤摘要】
酸性铀污染地下水原位修复抽注液系统、原位化学还原修复系统、联动修复处理系统和方法


[0001]本专利技术涉及地下水修复
，尤其涉及酸性铀污染地下水的原位修复抽注液系统、原位化学还原修复系统、联动修复处理系统和方法。

技术介绍

[0002]目前国内地浸采铀矿山终采区地下水治理处于研究阶段。承压含水层往往含有上顶板和下底板，含矿含水层处于一个比较稳定的区域，因此被污染的区域也集中在这一范围内。随着采区铀矿资源的枯竭，浸采过程结束，污染物在重力作用下垂向会形成略向下倾斜的条块状污染羽。常规地浸采铀过程，抽注液系统采用5点型或者7点型，抽注深度围绕含矿含水层中含矿层区域布置。地下水修复过程无法沿用原始的抽注液系统，尤其需要治理的层位扩展至整个含矿含水层而非只有含矿层。同时结合污染羽在重力作用下的形态，需要根据污染羽形态和断面确定治理过程中的抽注方式。
[0003]目前针对酸性矿山废水主要采用石灰中和沉淀法，处理过程会产生大量固体废物。地浸铀矿山地下水由于含铀、镭等放射性核素，沉淀污泥含有铀和其他重金属元素，同时地浸矿山不建设尾矿坝等污泥处置设施。因此直接采用现有技术在地浸现场难以工程应用。同时，酸性地下水中含有高浓度的铁离子，若直接采用中和沉淀法，二价铁离子酸化会释放H
+
离子，造成生石灰用量增加，三价铁离子与石灰乳反应过程，生成氢氧化物沉淀，沉淀产物会包裹碱性药剂，进一步造成生石灰用量加大，从而产生大量含放射性核素的污泥。若直接采用反渗透处理工艺，铁离子会造成反渗透膜的永久性污堵，降低膜的使用寿命，造成运行成本的增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供酸性铀污染地下水的原位修复抽注液系统、原位化学还原修复系统、联动修复处理系统和方法；所述联动修复处理系统中异位处理处理系统与原位修复抽注液系统联动，可以有效降低地下水中硫酸根等杂质阴离子，同时减少地面污泥产量，节约运行成本；
[0005]所述原位修复抽注液系统能使回灌的化学还原药剂最大限度的经过地下水污染纵断面，在化学药剂与断面接触过程中一方面通过氧化还原反应降低地下水中铀等重金属离子浓度，同时形成的稳定态固体沉淀逐渐填充含矿层孔隙，逐渐降低矿层渗透性，从而实现重金属污染物的局部稳定；
[0006]所述原位化学还原修复系统可以有效配置还原性药剂，通过化学还原反应，降低地下水中重金属离子浓度，同时实现离子的稳定化，形成区域性还原屏障。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种酸性铀污染地下水的联动修复处理系统，包括原位修复抽注液系统，还包括与所述原位修复抽注液系统连接的原位化学还原修复系统和/或异位处理系
统；
[0009]当所述酸性铀污染地下水包括原位修复抽注液系统、原位化学还原修复系统和异位处理系统时，所述原位化学还原修复系统和异位处理系统分阶段与所述原位修复抽注系统连接，所述异位处理系统与原位修复抽注液系统连接降低所述酸性铀污染地下水的杂质阴离子浓度，然后所述原位化学还原修复系统与所述原位修复抽注系统连接，去除或稳定所述酸性铀污染地下水中的重金属；
[0010]所述原位修复抽注液系统为十字状的9点型钻孔；
[0011]以地下水的流动方向为Y轴，以垂直于Y轴的方向为X轴，以所述X轴和Y轴的交点为所述十字状的9点型钻孔的中心；
[0012]所述9点型钻孔包括1个抽孔和8个注孔；
[0013]所述抽孔位于所述十字状的9点型钻孔的中心，所述8个注孔分别记为b1、b2、b3、b4、c1、c2、c3和c4；
[0014]所述b1、b2、b3和b4中的任意两个注孔位于X轴并为点对称；所述c1、c2、c3和c4中的任意两个注孔位于X轴并为点对称分布；
[0015]所述b1、b2、b3和b4中的剩余两个注孔位于Y轴并为点对称；所述c1、c2、c3和c4中的剩余两个注孔位于Y轴并为点对称分布；
[0016]所述原位化学还原修复系统包括深井潜水泵1、抽液流量计2、第一过滤器20
‑
1、溶药箱3、计量泵5、沉淀池6、第一管道混合器11
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1、第二管道混合器11
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2、注液池8、注液泵9、第二过滤器20
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2和注液流量计10；
[0017]所述溶药箱3、计量泵5、第二管道混合器11
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2、注液泵9、第二过滤器20
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2和注液流量计10依次管道连接；
[0018]所述注液池8、第二管道混合器11
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2、注液泵9、第二过滤器20
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2和注液流量计10依次管道连接；
[0019]所述注液流量计10连接至地下；
[0020]所述深井潜水泵1、抽液流量计2、第一过滤器20
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1第一管道混合器11
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1、沉淀池6、注液池8、注液泵9、第二过滤器20
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2和注液流量计10依次管道连接；
[0021]所述溶药箱3、计量泵5、第一管道混合器11
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1、沉淀池6、注液池8、注液泵9和注液流量计10依次管道连接。
[0022]优选的，将含矿含水层中上顶板与下底板之间的间距记为h，将抽孔和注孔之间的间距记为L；
[0023]其中，15m≤L≤25m，(h/2L)≤0.5。
[0024]优选的，所述注孔的底部设置有注液花管；
[0025]所述b1、b2、b3和b4中的注液花管的中心位于含矿含水层中上顶板与下底板之间；
[0026]所述c1、c2、c3和c4中的注液花管的顶部高度含矿含水层中上顶板的下表面高度相同；
[0027]所述注液花管的长度为6～14m。
[0028]优选的，所述沉淀池6包括中心筒7；
[0029]所述第一管道混合器11
‑
1与中心筒7管道连接。
[0030]优选的，所述溶药箱3包括搅拌器4。
[0031]优选的，所述溶药箱3中装有质量浓度为5％～20％的硫化钠溶液。
[0032]优选的，所述异位处理系统包括依次设置的生物矿化池12、石英砂过滤器13、离子交换吸附塔14、反渗透处理系统15、除镭沉淀池16、pH调节池17和过滤器18；
[0033]或所述异位处理系统包括依次设置的生物矿化池12、石英砂过滤器13、离子交换吸附塔14、中和沉淀系统19、除镭沉淀池16、pH调节池17和过滤器18。
[0034]本专利技术还提供了一种酸性铀污染地下水的原位修复抽注液系统，所述抽注液系统为十字状的9点型钻孔；
[0035]以地下水的流动方向为Y轴，以垂直于Y轴的方向为X轴，以所述X轴和Y轴的交点为所述十字状的9点型钻孔的中心；
[0036]所述9点型钻孔包括1个抽孔和8个注孔；
[0037]所述抽孔位于所述十字状的9点型钻孔的中心，所述8个注孔分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸性铀污染地下水的联动修复处理系统，其特征在于，包括原位修复抽注液系统，还包括与所述原位修复抽注液系统连接的原位化学还原修复系统和/或异位处理系统；当所述酸性铀污染地下水包括原位修复抽注液系统、原位化学还原修复系统和异位处理系统时，所述原位化学还原修复系统和异位处理系统分阶段与所述原位修复抽注系统连接，所述异位处理系统与原位修复抽注液系统连接降低所述酸性铀污染地下水的杂质阴离子浓度，然后所述原位化学还原修复系统与所述原位修复抽注系统连接，去除或稳定所述酸性铀污染地下水中的重金属；所述原位修复抽注液系统为十字状的9点型钻孔；以地下水的流动方向为Y轴，以垂直于Y轴的方向为X轴，以所述X轴和Y轴的交点为所述十字状的9点型钻孔的中心；所述9点型钻孔包括1个抽孔和8个注孔；所述抽孔位于所述十字状的9点型钻孔的中心，所述8个注孔分别记为b1、b2、b3、b4、c1、c2、c3和c4；所述b1、b2、b3和b4中的任意两个注孔位于X轴并为点对称；所述c1、c2、c3和c4中的任意两个注孔位于X轴并为点对称分布；所述b1、b2、b3和b4中的剩余两个注孔位于Y轴并为点对称；所述c1、c2、c3和c4中的剩余两个注孔位于Y轴并为点对称分布；所述原位化学还原修复系统包括深井潜水泵(1)、抽液流量计(2)、第一过滤器(20
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1)、溶药箱(3)、计量泵(5)、沉淀池(6)、第一管道混合器(11
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1)、第二管道混合器(11
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2)、注液池(8)、注液泵(9)、第二过滤器(20
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2)和注液流量计(10)；所述溶药箱(3)、计量泵(5)、第二管道混合器(11
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2)、注液泵(9)、第二过滤器(20
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2)和注液流量计(10)依次管道连接；所述注液池(8)、第二管道混合器(11
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2)、注液泵(9)、第二过滤器(20
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2)和注液流量计(10)依次管道连接；所述注液流量计(10)连接至地下；所述深井潜水泵(1)、抽液流量计(2)、第一过滤器(20
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1)第一管道混合器(11
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1)、沉淀池(6)、注液池(8)、注液泵(9)、第二过滤器(20
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2)和注液流量计(10)依次管道连接；所述溶药箱(3)、计量泵(5)、第一管道混合器(11
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1)、沉淀池(6)、注液池(8)、注液泵(9)和注液流量计(10)依次管道连接。2.如权利要求1所述的联动修复处理系统，其特征在于，将含矿含水层中上顶板与下底板之间的间距记为h，将抽孔和注孔之间的间距记为L；其中，15m≤L≤25m，(h/2L)≤0.5。3.如权利要求1所述的联动修复处理系统，其特征在于，所述注孔的底部设置有注液花管；所述b1、b2、b3和b4中的注液花管的中心位于含矿含水层中上顶板与下底板之间；所述c1、c2、c3和c4中的注液花管的顶部高度含矿含水层中上顶板的下表面高度相同；所述注液花管的长度为6～14m。4.如权利要求1所述的联动修复处理系统，其特征在于，所述沉淀池(6)包括中心筒(7)；
所述第一管道混合器(11
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈乡，苏学斌，王立民，翁海成，王嗣晨，陈箭光，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：