一種氨氮污染地下水的修復(fù)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種氨氮污染地下水的修復(fù)裝置，包括：一抽水管，安裝在抽水井內(nèi)；抽水管的上部呈圓形輻射狀地連接多個(gè)設(shè)有微孔的導(dǎo)水管；導(dǎo)水管置于一級(jí)填料層中；一級(jí)填料層下方設(shè)置有二級(jí)填料層，一級(jí)填料層和二級(jí)填料層均以抽水井為中心；二級(jí)填料層的側(cè)面和底部設(shè)有滲水孔形成滲流裝置；覆土層內(nèi)垂直布設(shè)有多個(gè)導(dǎo)氣管，多個(gè)導(dǎo)氣管的底端插入一級(jí)填料層內(nèi)；覆土層內(nèi)垂直布設(shè)有多個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)井，多個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)井的底端插入二級(jí)填料層內(nèi)。本發(fā)明涉及的修復(fù)裝置可利用介質(zhì)材料的吸附作用、植物的吸收利用作用、微生物的硝化作用與反硝化作用，完成地下水中氨氮污染物的高效綠色去除，設(shè)施簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)地下水氨氮污染的多級(jí)準(zhǔn)原位修復(fù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種氨氮污染地下水的修復(fù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地下水污染修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于地下水氨氮污染修復(fù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，地下水中氨氮含量水平不斷升高，超標(biāo)率增加，污染形勢(shì)日益嚴(yán)峻。地下水中氨氮污染的修復(fù)技術(shù)可分為異位與原位修復(fù)技術(shù)。氨氮異位修復(fù)技術(shù)是將氨氮污染地下水抽出后采用水處理技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)凈化與污染物除去，再將處理后達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的水回灌到地下目標(biāo)含水層，從而達(dá)到地下水氨氮污染組分的有效去除；原位修復(fù)技術(shù)是指不移動(dòng)受污染水體，通過(guò)直接加營(yíng)養(yǎng)物、供氧或使受污染地下水與降解菌充分接觸，加快污染物去除的修復(fù)技術(shù)。兩者相比之下，異位修復(fù)技術(shù)具有修復(fù)周期短、效果好、技術(shù)方法成熟、地面修復(fù)裝置易于維護(hù)等特點(diǎn)；原位修復(fù)技術(shù)具有運(yùn)行成本低、對(duì)地層結(jié)構(gòu)擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。如何根據(jù)場(chǎng)地污染物特征、水文地質(zhì)條件及污染物氨氮自身的物理化學(xué)特性，獲取一種具有可操作性強(qiáng)、處理效果好、運(yùn)行成本低的修復(fù)裝置是本發(fā)明要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種氨氮污染地下水的修復(fù)裝置。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的氨氮污染地下水修復(fù)裝置，包括:
[0005]一抽水管，安裝在抽水井內(nèi)；
[0006]所述抽水管的上 部呈圓形輻射狀地連接多個(gè)設(shè)有微孔的導(dǎo)水管，形成布水系統(tǒng)；
[0007]所述導(dǎo)水管置于一級(jí)填料層中；
[0008]所述一級(jí)填料層下方設(shè)置有二級(jí)填料層，一級(jí)填料層和二級(jí)填料層均以抽水井為中心；
[0009]二級(jí)填料層的側(cè)面與底部設(shè)有滲水孔形成滲流裝置；
[0010]覆土層內(nèi)垂直布設(shè)有多個(gè)導(dǎo)氣管，多個(gè)導(dǎo)氣管的底端插入一級(jí)填料層內(nèi)，以提高一級(jí)填料層中氧氣含量水平；
[0011]覆土層內(nèi)垂直布設(shè)有多個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)井，多個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)井的底端插入二級(jí)填料層內(nèi)，以監(jiān)測(cè)滲流地下水中氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽的濃度變化情況；
[0012]抽水管抽出的水由導(dǎo)水管的微孔以滲流的方式分別注入一級(jí)填料層，并流經(jīng)二級(jí)填料層，修復(fù)后流回至目標(biāo)含水層。
[0013]所述的修復(fù)裝置，其中，抽水井位于水位以下，其底端設(shè)有篩管，抽水管的底端設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)并安放在抽水井篩管處。
[0014]所述的修復(fù)裝置，其中，一級(jí)填料層填充的物料是粒徑2~4_的沸石，或沸石與粉煤灰按質(zhì)量比60~80:40~20混合的物料；
[0015]二級(jí)填料層填充的物料是粘土:粉煤灰:娃藻土按質(zhì)量比25~45:30~45:15~25混合造粒、燒脹而成的生物陶粒，其粒徑I~3_。[0016]所述的修復(fù)裝置，其中，覆土層種有植物。
[0017]所述的修復(fù)裝置，其中，抽水井內(nèi)設(shè)置有水位監(jiān)測(cè)裝置，以監(jiān)測(cè)井內(nèi)地下水水位變化情況。
[0018]所述的修復(fù)裝置，其中，水質(zhì)監(jiān)測(cè)井為多級(jí)監(jiān)測(cè)井，可同時(shí)監(jiān)測(cè)一級(jí)填料層和二級(jí)填料層的地下水。
[0019]本發(fā)明提供的修復(fù)裝置具有以下優(yōu)勢(shì):
[0020]1、本發(fā)明的氨氮污染地下水的修復(fù)裝置可利用介質(zhì)材料的吸附作用、植物的吸收利用作用、微生物的硝化作用與反硝化作用，實(shí)現(xiàn)地下水中氨氮污染物的高效去除；
[0021 ] 2、本發(fā)明的氨氮污染地下水的修復(fù)裝置內(nèi)涉及的一級(jí)與二級(jí)填料填充層的填料種類(lèi)多樣、易于獲取、價(jià)格低廉；[0022]3、本發(fā)明的氨氮污染地下水的修復(fù)裝置設(shè)施簡(jiǎn)單、易于施工、運(yùn)行成本低、修復(fù)效果好；
[0023]4、本發(fā)明的氨氮污染地下水的修復(fù)裝置處理后的地下水可及時(shí)滲流至地下水環(huán)境，克服異位修復(fù)對(duì)地下水環(huán)境擾動(dòng)大的缺點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明修復(fù)裝置的剖面示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明修復(fù)裝置的俯視圖。
[0026]附圖中主要組件符號(hào)說(shuō)明:
[0027]I導(dǎo)水管；2水質(zhì)監(jiān)測(cè)井；3抽水管；4抽水井；5覆土層；6 —級(jí)填料層；7抽水泵；8 二級(jí)填料層；9測(cè)滲孔；10過(guò)濾網(wǎng)；11水位監(jiān)測(cè)裝置；12篩管；13導(dǎo)氣管。
【具體實(shí)施方式】
[0028]請(qǐng)參閱附圖。
[0029]本發(fā)明的修復(fù)裝置包括:抽水系統(tǒng)、布水管網(wǎng)、覆土層、填料層以及水位監(jiān)測(cè)裝置。
[0030]抽水系統(tǒng)包括抽水井4、抽水泵7、抽水管3、過(guò)濾網(wǎng)10。抽水井4的深度是位于目標(biāo)含水層，抽水井的管直徑為60~160mm,過(guò)濾網(wǎng)10位于含水層水位以下1.5~7.5m,長(zhǎng)度為3~9m。
[0031]抽水系統(tǒng)有兩種設(shè)置方式:
[0032]一、抽水泵7設(shè)置于抽水井口，抽水管3取水點(diǎn)處包有過(guò)濾網(wǎng)10，設(shè)置于抽水井4的篩管中間位置；
[0033]二、抽水泵7放置于抽水井下，抽水泵7位于目標(biāo)含水層水位面以下2~Sm。
[0034]兩種方式抽水管直徑均為40~100mm，可實(shí)現(xiàn)氨氮污染地下水的定時(shí)定量抽水。
[0035]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是以第一種為例。
[0036]布水系統(tǒng)包括有6~12根導(dǎo)水管I,導(dǎo)水管I直徑為30~60mm,長(zhǎng)度為2~IOm,導(dǎo)水管上布滿孔徑為0.5~2.5mm微孔。導(dǎo)水管I以抽水井口為中心，呈圓形輻射狀均勻分布，導(dǎo)水管I置于覆土層5和一級(jí)填料層6之間，形成布水系統(tǒng)。布水系統(tǒng)用于分散抽出的污染地下水，使地下水以滲流的方式注入填料層。
[0037]填料層是由一級(jí)填料層6和二級(jí)填料層8兩層構(gòu)成。一級(jí)填料層6布設(shè)的圓形范圍直徑為4~20m，填充的材料為粒徑2~4_的沸石，厚度為0.5~1.5m，可實(shí)現(xiàn)氨氮污染物的高效吸附與轉(zhuǎn)化。二級(jí)填料層8為生物陶粒，布設(shè)的圓形范圍直徑為2~4m，所用陶粒粒徑為I~4mm,厚度為1.5~6m,可實(shí)現(xiàn)硝酸鹽去除。
[0038]覆土層5為一層厚度為10~30cm 土壤，覆土層5上種有植物。在覆土層5內(nèi)垂直均勻布設(shè)導(dǎo)氣管13，導(dǎo)氣管13的高度為15~35cm，導(dǎo)氣管13的底端插入一級(jí)填料層6內(nèi)，以提高一級(jí)填料層6中氧氣含量水平。
[0039]監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括水位監(jiān)測(cè)裝置11和水質(zhì)監(jiān)測(cè)井2。水位監(jiān)測(cè)裝置11位于抽水井內(nèi)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井內(nèi)地下水的水位變化情況。
[0040]水質(zhì)監(jiān)測(cè)井2是多個(gè)垂直布設(shè)在覆土層內(nèi)的多級(jí)監(jiān)測(cè)井，水質(zhì)監(jiān)測(cè)井底端插入二級(jí)填料層內(nèi)，可同時(shí)取樣監(jiān)測(cè)一級(jí)、二級(jí)填料層水質(zhì)變化，用于監(jiān)測(cè)滲流地下水中氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽的濃度變化情況。
[0041]本發(fā)明的修復(fù)裝置的工作過(guò)程是:
[0042]抽水泵抽出的氨氮污染地下水以一定流量進(jìn)入布水管網(wǎng)，透過(guò)導(dǎo)水管上的微孔滲流至一級(jí)填料層。在地下水向下滲流的過(guò)程中，氨氮被吸附至填料表面，一部分被植物根系吸收利用，另一部分在微生物硝化作用下轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽后會(huì)從填料吸附表層脫離，其占用的吸附位點(diǎn)重新釋放，吸附填料得到再生。脫離后的硝酸鹽滲流至二級(jí)填料層，在微生物的反硝化作用下轉(zhuǎn)化為游離態(tài)氮，實(shí)現(xiàn)硝酸鹽的有效去除。處理后的地下水可通過(guò)二級(jí)填料層的滲流裝置流回至目標(biāo)含水層。同時(shí)，含水層具有一定流速，前一批污染水抽出后，上游 的污染地下水及時(shí)補(bǔ)充，可實(shí)現(xiàn)地下水中氨氮污染物的持續(xù)去除。本發(fā)明的氨氮污染地下水的修復(fù)裝置采用間歇式抽水方式，保證處理設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行。
[0043]實(shí)施例1
[0044]某垃圾填埋場(chǎng)所處區(qū)域抽出地下水中氨氮污染濃度為6mg/L，根據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，設(shè)計(jì)抽水井深度21m,井管直徑為108mm,篩管長(zhǎng)度5m,布于水位面以下3m處,抽水泵設(shè)置于井口 ；布水系統(tǒng)有12根導(dǎo)水管，長(zhǎng)度為4m，其上微孔孔徑Imm 級(jí)填料層填充有粒徑2~4mm沸石與粉煤灰按質(zhì)量比75:25混合物料，厚度0.5m,覆蓋范圍直徑為8.5m ；二級(jí)填料層厚度為3m，覆蓋范圍直徑為3m，填充填料為粘土:粉煤灰:硅藻土按質(zhì)量比40:40:20混合造粒、燒脹而成的生物陶粒，粒徑I~3mm。整個(gè)裝置運(yùn)行時(shí)為間歇式抽水。覆土層厚度為0.3m，其上種植黑麥草。運(yùn)行50天內(nèi)，平均日處理水量為80m3，覆土層種植的黑麥草長(zhǎng)勢(shì)良好，監(jiān)測(cè)點(diǎn)地下水中氨氮含量降為0.12mg/L，硝態(tài)氮為1.6mg/L，氨氮去除率為97%。
[0045]實(shí)施例2
[0046]某南方畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)所處區(qū)域抽出地下水中氨氮污染濃度為12mg/L，根據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，設(shè)計(jì)抽水井深度5m,井管直徑為76mm,篩管長(zhǎng)度4m,布于水位面以下2m處，抽水泵設(shè)置于井口 ；布水系統(tǒng)有8根導(dǎo)水管，長(zhǎng)度為3m，其上微孔孔徑Imm ;—級(jí)填料層為粒徑為2~4mm沸石填充，厚度0.4m,直徑為6.5m ;二級(jí)填料層厚度為2m，直徑為2m，填充物料由底泥:粉煤灰:生物污泥按質(zhì)量比40:40:20混合造粒、燒脹而成的生物陶粒，粒徑I~3mm。抽水方式采用間歇式。覆土層厚度為0.25m，其上種植水稻。運(yùn)行45天內(nèi)，平均日處理水量為30m3，覆土層種植的水稻長(zhǎng)勢(shì)良好。監(jiān)測(cè)點(diǎn)地下水中氨氮含量降為0.17mg/L，硝態(tài)氮為1.2mg/L，氨氮去除率為96%。
【權(quán)利要求】
1.一種氨氮污染地下水的修復(fù)裝置，包括: 一抽水管，安裝在抽水井內(nèi)； 所述抽水管的上部呈圓形輻射狀地連接多個(gè)設(shè)有微孔的導(dǎo)水管，形成布水系統(tǒng)； 所述導(dǎo)水管置于一級(jí)填料層中； 所述一級(jí)填料層下方設(shè)置有二級(jí)填料層，一級(jí)填料層和二級(jí)填料層均以抽水井為中心; 二級(jí)填料層的側(cè)面和底部設(shè)有滲水孔形成滲流裝置； 覆土層內(nèi)垂直布設(shè)有多個(gè)導(dǎo)氣管，多個(gè)導(dǎo)氣管的底端插入一級(jí)填料層內(nèi)，以提高一級(jí)填料層中氧氣含量水平； 覆土層內(nèi)垂直布設(shè)有多個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)井，多個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)井的底端插入二級(jí)填料層內(nèi)，以監(jiān)測(cè)滲流地下水中氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽的濃度變化情況； 抽水管抽出的水由導(dǎo)水管的微孔以滲流的方式分別注入一級(jí)填料層，并流經(jīng)二級(jí)填料層，修復(fù)后流回至目標(biāo)含水層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)裝置，其中，抽水井底端設(shè)有篩管，抽水管的底端設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)并安放在抽水井篩管 處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)裝置，其中，一級(jí)填料層填充物是粒徑2~4_的沸石，或沸石與粉煤灰按質(zhì)量比60~80:40~20混合的物料； 二級(jí)填料層填充物是粘土:粉煤灰:硅藻土按質(zhì)量比25~45:30~45:15~25混合造粒、燒脹而成的生物陶粒，其粒徑I~3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)裝置，其中，覆土層種植有植物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)裝置，其中，抽水井內(nèi)設(shè)置有水位監(jiān)測(cè)裝置，以監(jiān)測(cè)井內(nèi)地下水水位變化情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的修復(fù)裝置，其中，水質(zhì)監(jiān)測(cè)井為多級(jí)監(jiān)測(cè)井，可同時(shí)監(jiān)測(cè)一級(jí)填料層和二級(jí)填料層的地下水。
【文檔編號(hào)】C02F3/34GK103613199SQ201310646993
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】姜永海, 席北斗, 楊昱, 安達(dá), 張進(jìn)保, 馬志飛, 袁志業(yè) 申請(qǐng)人:中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院