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      基于與prb聯(lián)控去除地下水污染物的水力截獲方法

      文檔序號:4873759閱讀:856來源:國知局
      基于與prb聯(lián)控去除地下水污染物的水力截獲方法
      【專利摘要】本發(fā)明涉及去除地下水中污染物【技術(shù)領(lǐng)域】,為通過水力截獲技術(shù)改善水質(zhì),并取得良好效果,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是,基于與PRB聯(lián)控去除地下水污染物的水力截獲方法,包括如下步驟:1)確定污染源的位置、規(guī)模,明確地下水中的主要污染物;2)收集研究區(qū)水文地質(zhì)資料,確定研究區(qū)水文地質(zhì)參數(shù),包括滲透系數(shù)、給水度、入滲補(bǔ)給系數(shù);3)根據(jù)場地水文地質(zhì)條件,確定包括水力截獲帶的規(guī)模、形態(tài)、截獲井抽水量、截獲井的數(shù)量及間距、最大截獲寬度和駐點(diǎn)的主要參數(shù);4)根據(jù)污染羽的形態(tài)、大小,確定截獲帶與PRB的有效間距,保證能夠有效聯(lián)控去除地下水中污染物。本發(fā)明主要應(yīng)用于去除地下水中污染物。
      【專利說明】基于與PRB聯(lián)控去除地下水污染物的水力截獲方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及一種去除地下水中污染物的方法,具體說是和PRB聯(lián)控處理地下水中污染物的水力截獲技術(shù)。
      技術(shù)背景
      [0002]地下水資源在我國水資源中占有舉足輕重的地位,由于其分布廣、水質(zhì)好、調(diào)蓄能力強(qiáng)、供水保證程度高,正被越來越廣泛地開發(fā)利用。然而,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大量排放的工業(yè)廢水廢物、農(nóng)業(yè)污染物、集約化的畜禽養(yǎng)殖和氮肥的過量使用、城市生活垃圾的恣意排放,以及地下水無序的開發(fā),使地下水逐漸受到污染。我國的地下水污染已經(jīng)呈現(xiàn)出由點(diǎn)向面演化、由東部向西部擴(kuò)展、由城市向農(nóng)村蔓延、由局部向區(qū)域擴(kuò)散的趨勢;污染物組分則由無機(jī)向有機(jī)發(fā)展,危害程度日趨嚴(yán)重;地下水污染面積不斷擴(kuò)大,污染程度不斷加重。[0003]地下水污染是我國面臨的嚴(yán)峻問題,控制和修復(fù)地下水污染是保護(hù)我國水資源的
      重要工作之一。
      [0004]隨著世界范圍內(nèi)環(huán)境保護(hù)意識的不斷加強(qiáng),地下水污染的范圍不斷加大、程度不斷加深,各國政府相繼頒布大量的法規(guī)來優(yōu)先保護(hù)與凈化含水層,國內(nèi)外學(xué)者也廣泛開展了地下水污染控制及修復(fù)技術(shù)的研究。最常見的兩種地下水修復(fù)技術(shù)為可滲透反應(yīng)墻(Permeable Reactive Barrier,簡稱PRB)和水力截獲技術(shù)。水力截獲技術(shù)是通過一系列合理布置的抽注水井,最大限度地抽取污染地下水,有效控制污染物運(yùn)移的一種水動(dòng)力技術(shù)。其核心是根據(jù)污染場地的水文地質(zhì)背景條件、污染物性質(zhì)及其分布特征,應(yīng)用滲流理論及最優(yōu)化理論等學(xué)科知識,在污染帶下游設(shè)置治理井來形成水力截獲帶。國外自20世紀(jì)80年代起陸續(xù)開始這方面的報(bào)道,尤其是近10年來,研究開展得更加廣泛和深入。研究者發(fā)現(xiàn),用水力截獲技術(shù)處理被污染的含水層時(shí),關(guān)鍵問題是設(shè)計(jì)一種有效的截獲系統(tǒng)截取污染的地下水,而不允許污染物運(yùn)移到下游去。目前,水力截獲技術(shù)在國外已被廣泛應(yīng)用于抽出-處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和水源保護(hù)區(qū)的設(shè)置中。PRB—般安裝在地下蓄水層,垂直于地下水流向,隨著污染地下水流經(jīng)此反應(yīng)介質(zhì),通過吸附、沉淀、氧化還原、生物降解等機(jī)理,使污染物濃度降低。與傳統(tǒng)的抽出處理法相比,PRB技術(shù)無需外加動(dòng)力、運(yùn)行費(fèi)用低,是一項(xiàng)值得研究和推廣的地下水污染修復(fù)技術(shù),目前在歐美已進(jìn)行了大量的工程及試驗(yàn)研究,并已開始商業(yè)應(yīng)用,國內(nèi)尚處在研究階段。PRB技術(shù)作為污染地下水的原位修復(fù)技術(shù),其主要優(yōu)點(diǎn)是無需泵抽和地面處理系統(tǒng),而且反映介質(zhì)消耗很慢,具有長達(dá)幾年甚至幾十年的處理能力,日常僅需長期監(jiān)測,幾乎不需要運(yùn)行費(fèi)用,能夠長期有效運(yùn)行,不影響生態(tài)環(huán)境,所以PRB是一種很有前途的污染處理技術(shù)。在歐美PRB已經(jīng)成功運(yùn)用到實(shí)地進(jìn)行污染地下水的修復(fù)。我國在PRB研究方面還處于初步實(shí)驗(yàn)室研究階段。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明旨在通過水力截獲技術(shù)改善水質(zhì),并取得良好效果。為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是,基于與PRB聯(lián)控去除地下水污染物的水力截獲方法,包括如下步驟:
      [0006]I)確定污染源的位置、規(guī)模,明確地下水中的主要污染物;查明含水層污染羽的分布形態(tài)、范圍及污染物濃度的分布特征;
      [0007]2)收集研究區(qū)水文地質(zhì)資料,確定研究區(qū)水文地質(zhì)參數(shù),包括滲透系數(shù)、給水度、入滲補(bǔ)給系數(shù);
      [0008]3)根據(jù)場地水文地質(zhì)條件,確定包括水力截獲帶的規(guī)模、形態(tài)、截獲井抽水量、截獲井的數(shù)量及間距、最大截獲寬度和駐點(diǎn)的主要參數(shù);
      [0009]4)根據(jù)污染羽的形態(tài)、大小,確定截獲帶與PRB的有效間距,保證能夠有效聯(lián)控去除地下水中污染物。
      [0010]捕獲區(qū)域?qū)挾鹊拇_定具體為:
      [0011]捕獲區(qū)域的寬度與抽水井流量Q存在下式所示的關(guān)系:
      【權(quán)利要求】
      1.一種基于與PRB聯(lián)控去除地下水污染物的水力截獲方法,其特征是,包括如下步驟: 1)確定污染源的位置、規(guī)模,明確地下水中的主要污染物;查明含水層污染羽的分布形態(tài)、范圍及污染物濃度的分布特征; 2)收集研究區(qū)水文地質(zhì)資料,確定研究區(qū)水文地質(zhì)參數(shù),包括滲透系數(shù)、給水度、入滲補(bǔ)給系數(shù); 3)根據(jù)場地水文地質(zhì)條件,確定包括水力截獲帶的規(guī)模、形態(tài)、截獲井抽水量、截獲井的數(shù)量及間距、最大截獲寬度和駐點(diǎn)的主要參數(shù); 4)根據(jù)污染羽的形態(tài)、大小,確定截獲帶與PRB的有效間距,保證能夠有效聯(lián)控去除地下水中污染物。
      2.如權(quán)利要求1所述的基于與PRB聯(lián)控去除地下水污染物的水力截獲方法,其特征是,捕獲區(qū)域?qū)挾鹊拇_定具體為: 捕獲區(qū)域的寬度2yL與抽水井流量Q存在下式所示的關(guān)系:
      3.如權(quán)利要求1所述的基于與PRB聯(lián)控去除地下水污染物的水力截獲方法,其特征是,駐點(diǎn)的確定: 駐點(diǎn)與抽水井之間的距離 與抽水井流量Q、捕獲區(qū)域的寬度2^存在以下關(guān)系:
      4.如權(quán)利要求1所述的基于與PRB聯(lián)控去除地下水污染物的水力截獲方法,其特征是,截獲區(qū)邊界水力學(xué)方程的確定: 地下水流向與X軸平行,但流向X軸負(fù)方向,抽水井布置在Y軸上,計(jì)算截獲區(qū)邊界水力學(xué)方程可寫為:
      5.如權(quán)利要求1所述的基于與PRB聯(lián)控去除地下水污染物的水力截獲方法,其特征是,對于多口井,把每一口井所得的結(jié)果迭加起來,得其近似解;對于多口井,所有水力截獲抽水井應(yīng)在y軸上排成一線且以原點(diǎn)對稱分布,當(dāng)η為奇數(shù)時(shí),最中心的一眼井應(yīng)布置在原點(diǎn)上,其井距D可按(4)式計(jì)算
      【文檔編號】C02F1/28GK103523889SQ201310467633
      【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
      【發(fā)明者】李海明, 張榮海, 馬斌 申請人:天津科技大學(xué)
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