一种用于地下水硝酸盐污染的修复装置，主要包括：一抽水井，该抽水井的井管内安装有抽水泵；至少一个注水井，该注水井的井管顶部安装有增压泵，且注水井的井管连接输送碳源的管道；抽水井和注水井的井管位于水位面以下部分设有井筛；抽水泵与增压泵之间连接有输水管道；抽水井和注水井的井管分别安置在各自的带孔的护壁中，井管与护壁中间填充有填充材料而形成可渗透性反应墙。本发明专利技术还公开了利用上述修复装置对地下水硝酸盐污染的修复方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属地下水修复
，具体地涉及一种修复饱和软土区域硝酸盐污染土壤地下水的修复装置。本专利技术还涉及利用上述修复装置对地下水硝酸盐污染进行有效修复的方法。
技术介绍
地下水是全球人类赖以生存的保证之一。随着社会日益繁荣，我国工、农业发展对地下水需求量日渐增大。硝酸盐污染的危害性已受到人们广泛重视，饮用水中过量的硝酸盐能够引起婴幼儿高铁血红蛋白血症，使血液不能输送氧气，这是一种潜在的致命的环境问题。另据报道饮用水中过量的硝酸盐也是人类致癌物质之一。因此，为了人类安全生存， 修复硝酸盐污染地下水势在必行。目前，国内外地下水修复技术最为常见的主要有以下三种I)抽出处理修复技术(P&T)，该技术是最早出现的地下水污染修复技术，也是地下水异位修复的代表性技术。自20世纪80年代开展地下水污染修复至今，地下水污染治理仍以P&T技术为主。传统的P&T技术是把污染的地下水抽出来，然后在地面上进行处理。近年来，随着污染治理研究的不断深入，该技术已有了更广泛的含义，只要在地下水污染治理过程中对地下水实施了抽取或注入的，都归类为P&T技术。2)监测天然衰减修复技术MNA技术出现的时间较晚，于20世纪90年代才开始正式用于地下水污染治理。该技术基于污染场地自身理化条件和污染物自然衰减能力进行污染修复，从而达到降低污染物浓度、毒性及迁移性等目的。另外，MNA技术还必须根据污染区域的治理目标，采用相应的监测控制技术，对地下水的自然修复过程进行监测评价。3)原位PRB修复技术。PRB修复技术是可渗透性反应墙(Permeable ReactiveBarrier)修复技术的简称，指的是地下安装活性材料墙体以便拦截污染物羽状体，使污染羽状体通过反应介质后，经过一系列的物理，化学，吸附作用，从而使污染物浓度达到环境标准的目的。每种方法都有其局限性和区域性。如(I)在抽出处理技术中，对于软土地区，含水层渗透系数很小，水流慢，长时间的抽水不仅费时费力而且会引起地面沉陷。(2)传统PRB技术是一种被动的原位修复技术，在利用地下水流的自然条件下被污染的地下水通过PRB后进行修复。PRB主要由渗透系数较高的反应介质组成，它垂直于地下水流方向。如果在该污染区域土层渗透系数小地下水流速很小的情况下，传统的PRB对其无明显的修复效果；大面积区域地下水修复时，传统的PRB修复技术需大面积开挖，占用大面积土地及严重破坏水文地质条件，并需要很大的经济开支。因此，对于发展中国家，必须考虑经济有效合理的PRB修复污染地下水技术
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于地下水硝酸盐污染的修复装置。本专利技术的又一目的在于提供一种利用修复装置对地下水硝酸盐污染的修复方法。为实现上述目的，本专利技术提供的用于地下水硝酸盐污染的修复装置，主要包括一抽水井，该抽水井的井管内安装有抽水泵；至少一个注水井，该注水井的井管内安装有增压泵，且注水井的井管连接输送碳源的管道；抽水井和注水井的井管位于水位面以下部分设有井筛；抽水泵与增压泵之间连接有输水管道；抽水井和注水井的井管分别安置在各自的带孔的护壁(塑料(ABS塑料)排水板)中，井筛与护壁中间填充有填充材料而形成可渗透性反应墙。所述的修复装置，其中，注水井和抽水井的比例根据污染区域土层渗透系数确定，渗透系数大于等于10_5cm/s时注水井与抽水井为I : I ;渗透系数大于10_7cm/s小于10_5cm/s时注水井与抽水井为2 I ;渗透系数小于等于10_7cm/s时注水井与抽水井为3 I0所述的修复装置，其中，填充材料为中砂、铁粉、活性炭、锯末。所述的修复装置，其中，在抽水井横向附近设有与抽水井同等深度的监测井，监测井的井管位于水位面以下部分设有井筛，以监测水位和水质。所述的修复装置，其中，抽水井顶端、注水井顶端及输水管道均埋设在地面O. 5m以下，防止地面活动对该修复装置的破坏，同时在修复过程中减小对地面活动的影响。所述的修复装置，其中，输水管道为金属软管。所述的修复装置，其中，抽水井和注水井沿着水流方向或污染羽放射方向设置，抽水井设置在水流的下游，注水井设置在水流的上游。本专利技术提供的利用上述修复装置对地下水硝酸盐污染的修复方法，抽水井通过可渗透性反应墙将污染的地下水抽入抽水井内，使污染的地下水经过可渗透性反应墙进行第一次修复，再通过输水管道注入至注水井内经过可渗透性反应墙进行二次修复后渗入含水层内。所述的修复方法，其中，抽水井通过抽水泵将地下水抽入抽水井内，注水井通过增压泵将水通过注水井注入含水层内。本专利技术的有益效果I) 一定厚度的环状PRB和起支撑作用护壁渗透性强，具备较强的蓄水功能，且修复过程中本专利技术的装置采用轮换的方式运行，对于渗透性较差的软土地区渗透性差的含水层一方面节约了能源，另一方面可以使被硝酸盐污染的地下水与PRB介质充分接触，抽-注循环的水流可将外界不断补给的碳源更加均匀地注入含水层中增加反硝化细菌活性，进而增大修复效率。2)不受水力影响，对污染区域内水文地质条件破坏性小。由于在软土区域地下水流很慢情况下，传统的PRB靠自然水流动力无法完成修复效果，用泵给予外加动力，增大了渗透压，所以不受地下水力坡度影响。抽水的同时利用增压泵将抽水井抽出的水通过注水井注入含水层，防止了因长时间的抽水引起地面沉陷。3)相比传统PRB技术来讲，本专利技术的装置占地面积减小很多而且完全在地下运行，对地面活动影响很小。易于施工安装、减少开支。泵和地下管道的安装简单，相比传统PRB技术中对地面大面积和大尺度深度的开挖减少了很大的开支。当装置使用到失效后，不必停止系统，可以用另一新井填充新的反应介质来组成新的PRB装置。附图说明图I是一种处理地下水硝酸盐污染的修复装置示意图。图2是图I中抽水井(注水井)井筛段的断面示意图。图3是实施例I中PRB修复装置平面布置图。·图4是实施例I中PRB修复装置侧面剖示图。具体实施例方式为克服传统单纯的原位或异位修复技术应用于特殊软土地区地下水硝酸盐污染修复的局限性，得到经济高效且对地面活动和水文地质条件影响很小的地下水修复技术。本专利技术提供一种联合原位-异位并采用物理吸附和生物降解结合的方法对地下水硝酸盐污染修复的技术。本专利技术的构建如图I所示，主要由抽水井A、注水井B、抽水泵2、增压泵I、输送碳源管道C及输水金属软管3组成。抽水井A和注水井B的井管5在水位面以下设有井筛51，抽水井A和注水井B的井管5外侧依次安装环状PRB材料6、环状PRB材料的外围是起支撑作用的环形带孔的护壁7，如图2所示，为抽水井(注水井)井筛51段的断面示意图。注水井B与输送碳源管道C连通。每个装置中根据污染区域土层渗透系数确定注水井数量，渗透系数大于等于10 5cm/s注水井选用I 口 ；大于10 7cm/s小于10 5cm/s注水井选用2口 ；小于等于10_7cm/s注水井选用3 口，如图3所示，显示了当渗透系数不同时注水井的数量不同。抽水井和注水井的井管内径d均为5 15cm,井筛外围的环状PRB材料厚度h为15 20cm，最外围起支撑作用的环状护壁厚2 4cm，抽水井和注水井井底埋深距隔水层为(d+2h)的3 5倍,输水金属软管内径为5 15cm,抽水井和注水井水平间距为(d+2h本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于地下水硝酸盐污染的修复装置，主要包括：一抽水井，该抽水井的井管内安装有抽水泵；至少一个注水井，该注水井的井管内安装有增压泵，且注水井的井管连接输送碳源的管道；抽水井和注水井的井管位于水位面以下部分设有井筛；抽水泵与增压泵之间连接有输水管道；抽水井和注水井的井管分别安置在各自的带孔的护壁中，井管与护壁中间填充有填充材料而形成可渗透性反应墙。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：席北斗，白顺果，姜永海，李翔，袁志业，安达，杨昱，张进保，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。