本發(fā)明涉及地下水治理，具體為一種污染地下水多級(jí)原位處理設(shè)備及處理方法。

背景技術(shù)：

1、地下水污染是由于人為因素造成地下水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。地下水污染的原因主要有：工業(yè)廢水向地下直接排放，受污染的地表水侵入到地下含水層中，人畜糞便或因過量使用農(nóng)藥而受污染的水滲入地下等。污染的結(jié)果是使地下水中的有害成分如酚、鉻、汞、砷、放射性物質(zhì)、細(xì)菌、有機(jī)物等的含量增高。污染的地下水對(duì)人體健康和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都有危害。

2、目前對(duì)于地下水的修復(fù)手段，要么比較耗時(shí)耗力，成本較高，要么就是修復(fù)效果欠佳，對(duì)于地下水的修復(fù)手段需進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化，需既能節(jié)約能源在較低功耗下運(yùn)行且修復(fù)效果良好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種污染地下水多級(jí)原位處理設(shè)備及處理方法，能夠以很低的成本功耗運(yùn)行對(duì)污染地下水進(jìn)行長(zhǎng)效的修復(fù)凈化。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種污染地下水多級(jí)原位處理設(shè)備，包括設(shè)置在地下的抽提過濾機(jī)構(gòu)，設(shè)置在地面上的藥劑沉淀機(jī)構(gòu)、蒸發(fā)凈化機(jī)構(gòu)以及植物凈化機(jī)構(gòu)；

4、抽提過濾機(jī)構(gòu)包括豎直延伸固定在土壤中且下端與地下水相連通的抽提機(jī)構(gòu)支撐管；

5、抽提機(jī)構(gòu)支撐管內(nèi)固定有豎直延伸的抽提驅(qū)動(dòng)管、過濾容納管；

6、抽提驅(qū)動(dòng)管內(nèi)滑動(dòng)連接有抽提驅(qū)動(dòng)活塞，抽提驅(qū)動(dòng)管外側(cè)固定有與其內(nèi)部相連通的抽提輸入管和抽提輸出管；

7、抽提輸出管另一端與過濾容納管內(nèi)部相連通，過濾容納管內(nèi)設(shè)有多個(gè)凈水濾芯；

8、凈水濾芯為pp濾芯、反滲透膜濾芯、折疊微孔膜濾芯、陶瓷濾芯、活性炭濾芯、錳砂濾芯、超濾膜濾芯中的一種或多種串聯(lián)組合；

9、藥劑沉淀機(jī)構(gòu)包括多根開口朝上且傾斜放置的藥劑沉淀流通槽，藥劑沉淀流通槽與水平面的夾角為0.1～3°；

10、藥劑沉淀流通槽較高一端內(nèi)固定有藥劑輸送管，藥劑輸送管的背水側(cè)具有多個(gè)藥劑投加噴頭；

11、蒸發(fā)凈化機(jī)構(gòu)包括蒸發(fā)機(jī)構(gòu)密閉殼，蒸發(fā)機(jī)構(gòu)密閉殼內(nèi)固定有錐形蒸發(fā)支撐殼，錐形蒸發(fā)支撐殼頂部固定有蒸發(fā)輸入管，錐形蒸發(fā)支撐殼側(cè)面具有螺旋延伸的蒸發(fā)緩流槽；

12、錐形蒸發(fā)支撐殼邊緣處固定有緩流擋圈；

13、錐形蒸發(fā)支撐殼邊緣處固定有與蒸發(fā)緩流槽相連通的蒸發(fā)緩流排出管；

14、蒸發(fā)機(jī)構(gòu)密閉殼內(nèi)底部固定有環(huán)形且開口朝上的凈化收集槽，凈化收集槽底部固定有與其內(nèi)部相連通的凈化排出管。

15、優(yōu)選地，抽提機(jī)構(gòu)支撐管內(nèi)固定有豎直延伸的曝氣容納管，曝氣容納管頂部與過濾容納管頂部相連通，曝氣容納管內(nèi)底部固定有曝氣輸送殼，曝氣輸送殼頂部具有與其內(nèi)部相連通的曝氣輸送管，曝氣輸送殼頂部具有多個(gè)與其內(nèi)部相連通的曝氣噴嘴。

16、說明：在曝氣容納管中對(duì)過濾處理后的地下水進(jìn)行曝氣處理，增加地下水的氧溶解量，有利于天然摻入地下水中的微生物對(duì)地下水中的污染物進(jìn)行吸收分解，這些天然摻入的微生物在后續(xù)的蒸發(fā)凈化過程中將被滅活，避免雜菌對(duì)地下水造成二次污染。

17、優(yōu)選地，抽提驅(qū)動(dòng)活塞由抽提驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)，抽提驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括抽提驅(qū)動(dòng)外殼，抽提驅(qū)動(dòng)外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有鋼纜卷繞輪，鋼纜卷繞輪上卷繞設(shè)有抽提鋼纜，抽提鋼纜外端與抽提驅(qū)動(dòng)活塞固定連接；

18、提驅(qū)動(dòng)外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有蝸輪傳動(dòng)軸，蝸輪傳動(dòng)軸上固定有從動(dòng)蝸輪，提驅(qū)動(dòng)外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有蝸桿傳動(dòng)軸，蝸桿傳動(dòng)軸上固定有主動(dòng)蝸桿，主動(dòng)蝸桿與從動(dòng)蝸輪嚙合連接；

19、蝸輪傳動(dòng)軸通過傳動(dòng)離合器a與鋼纜卷繞輪的轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)連接，抽提驅(qū)動(dòng)外殼頂部固定有豎直延伸且中空的風(fēng)機(jī)支撐桿，風(fēng)機(jī)支撐桿頂部轉(zhuǎn)動(dòng)連接有風(fēng)力驅(qū)動(dòng)槳葉，風(fēng)力驅(qū)動(dòng)槳葉的轉(zhuǎn)軸通過齒輪傳動(dòng)組與蝸桿傳動(dòng)軸進(jìn)行傳動(dòng)連接。

20、說明：利用抽提驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)抽提驅(qū)動(dòng)活塞進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，當(dāng)風(fēng)力充足時(shí)，風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)力驅(qū)動(dòng)槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)力驅(qū)動(dòng)槳葉通過齒輪傳動(dòng)組帶動(dòng)蝸桿傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)軸上的主動(dòng)蝸桿再帶動(dòng)從動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)蝸輪的轉(zhuǎn)軸通過傳動(dòng)離合器a帶動(dòng)鋼纜卷繞輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最后鋼纜卷繞輪通過抽提鋼纜帶動(dòng)抽提驅(qū)動(dòng)活塞進(jìn)行上移。

21、優(yōu)選地，地面上固定有多個(gè)太陽能發(fā)電板，太陽能發(fā)電板產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)在蓄電池中，蓄電池固定在抽提驅(qū)動(dòng)外殼內(nèi)，抽提驅(qū)動(dòng)外殼內(nèi)固定有備用驅(qū)動(dòng)電機(jī)，備用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過傳動(dòng)離合器b與蝸桿傳動(dòng)軸進(jìn)行傳動(dòng)連接。

22、說明：當(dāng)風(fēng)力不足時(shí)，利用備用驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過傳動(dòng)離合器b帶動(dòng)蝸桿傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)軸上的主動(dòng)蝸桿再帶動(dòng)從動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)蝸輪的轉(zhuǎn)軸通過傳動(dòng)離合器a帶動(dòng)鋼纜卷繞輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最后鋼纜卷繞輪通過抽提鋼纜帶動(dòng)抽提驅(qū)動(dòng)活塞進(jìn)行上移。

23、優(yōu)選地，抽提機(jī)構(gòu)支撐管下端內(nèi)部設(shè)有隔離攔濾機(jī)構(gòu)，隔離攔濾機(jī)構(gòu)包括固定在抽提機(jī)構(gòu)支撐管下端內(nèi)部且沿地下水流方向延伸的隔離攔濾通道管殼，抽提機(jī)構(gòu)支撐管側(cè)壁上具有與隔離攔濾通道管殼兩端分別相連通的攔濾輸入開口和攔濾輸出開口，攔濾輸入開口和攔濾輸出開口中均固定有開口阻隔濾板，隔離攔濾通道管殼內(nèi)頂部通過固定鉸鏈c連接有隔離攔濾板，隔離攔濾板將隔離攔濾通道管殼內(nèi)部分隔為隔離輸入腔室和隔離輸出腔室，抽提輸入管與隔離輸出腔室相連通；

24、隔離攔濾板切斜設(shè)置在隔離攔濾通道管殼中，隔離攔濾板下端固定有沖擊擋流板，沖擊擋流板接觸支撐在隔離攔濾通道管殼內(nèi)底部。

25、說明：利用隔離攔濾機(jī)構(gòu)對(duì)原始地下水進(jìn)行隔離處理，避免地下水中的雜物顆粒對(duì)抽提驅(qū)動(dòng)管相關(guān)部件造成堵塞。

26、優(yōu)選地，藥劑沉淀流通槽內(nèi)底部固定有微粒攔截墊和顆粒攔截板。

27、微粒攔截墊為雪呢絨制成的墊子，顆粒攔截板為上下兩側(cè)鏤空的網(wǎng)格板。

28、說明：在修復(fù)藥劑的作用下，地下水中形成沉淀析出，沉淀顆粒在自重作用下下沉落在顆粒攔截板以及微粒攔截墊中。

29、優(yōu)選地，錐形蒸發(fā)支撐殼底部緊貼固定有蒸發(fā)加熱殼，蒸發(fā)加熱殼內(nèi)頂部具有吸熱涂層，蒸發(fā)加熱殼內(nèi)固定有光纖支撐板，光纖支撐板上具有多個(gè)豎直貫通的固定通孔，固定通孔內(nèi)固定有光纖容納管，光纖容納管內(nèi)固定有多根導(dǎo)光光纖，光纖容納管頂部固定有聚焦透鏡組。

30、說明：通過導(dǎo)光光纖將太陽光傳導(dǎo)至聚焦透鏡組處，聚焦透鏡組將太陽光聚焦在蒸發(fā)加熱殼內(nèi)頂部，利用光熱能量對(duì)蒸發(fā)加熱殼進(jìn)行加熱并通過熱傳導(dǎo)作用對(duì)錐形蒸發(fā)支撐殼進(jìn)行間接加熱，以促進(jìn)地下水的蒸發(fā)。

31、優(yōu)選地，蒸發(fā)機(jī)構(gòu)密閉殼內(nèi)側(cè)壁固定有冷凝導(dǎo)流板，冷凝導(dǎo)流板側(cè)面具有多條相互平行延伸的冷凝導(dǎo)流槽。

32、說明：重新液化后的水能夠更加順暢的沿冷凝導(dǎo)流板上的冷凝導(dǎo)流槽流至凈化收集槽中。

33、優(yōu)選地，植物凈化機(jī)構(gòu)包括開口朝上的植物凈化流通槽，植物凈化流通槽內(nèi)固定有多片植物支撐板；

34、植物支撐板側(cè)邊具有多個(gè)植物容納缺口，植物容納缺口內(nèi)側(cè)壁具有固定板滑槽，固定板滑槽中滑動(dòng)連接有植物固定約束板。

35、說明：修復(fù)植物的根系浸沒在地下水中，利用修復(fù)植物的吸收作用，對(duì)地下水中的污染物進(jìn)行吸收凈化。

36、優(yōu)選地，一種污染地下水多級(jí)原位處理方法，基于上述的一種污染地下水多級(jí)原位處理設(shè)備，包括以下步驟：

37、s1、抽提并過濾處理：

38、利用卷?yè)P(yáng)機(jī)帶動(dòng)抽提過濾機(jī)構(gòu)中的抽提驅(qū)動(dòng)活塞在抽提驅(qū)動(dòng)管內(nèi)上移，地下水通過抽提輸入管進(jìn)入抽提驅(qū)動(dòng)管內(nèi)部，當(dāng)抽提驅(qū)動(dòng)活塞移動(dòng)到上止點(diǎn)后，使抽提驅(qū)動(dòng)活塞在自重作用下在抽提驅(qū)動(dòng)管內(nèi)下移，在抽提驅(qū)動(dòng)活塞的驅(qū)動(dòng)下降抽提驅(qū)動(dòng)管內(nèi)的地下水通過抽提輸出管輸送到過濾容納管內(nèi)，地下水在過濾容納管內(nèi)自下而上流通過程中，利用凈水濾芯對(duì)地下水進(jìn)行過濾凈化；

39、s2、對(duì)地下水進(jìn)行藥劑修復(fù)：

40、多個(gè)藥劑沉淀機(jī)構(gòu)并聯(lián)排布，經(jīng)過濾凈化后的地下水輸送到各個(gè)藥劑沉淀流通槽中，利用輸送泵向藥劑輸送管中輸入修復(fù)藥劑，修復(fù)藥劑從各個(gè)藥劑投加噴頭中噴出與地下水混合；

41、藥劑沉淀流通槽中水流速控制在0.1～0.6m/s；

42、按2～10g/m3的劑量向地下水中投加修復(fù)藥劑，修復(fù)藥劑由多硫化鈣、硫化鈉、石灰、亞鐵鹽、鈣鹽組合而成；

43、在修復(fù)藥劑的作用下，地下水中形成沉淀析出，沉淀顆粒在自重作用下下沉落在顆粒攔截板中；

44、s3、對(duì)地下水進(jìn)行蒸發(fā)凈化：

45、多個(gè)蒸發(fā)凈化機(jī)構(gòu)串聯(lián)布置，上游的蒸發(fā)緩流排出管與相鄰下游的蒸發(fā)輸入管相連通；

46、從藥劑沉淀流通槽輸出的地下水再輸送到蒸發(fā)輸入管中，從蒸發(fā)輸入管流出的地下水沿著蒸發(fā)緩流槽自上而下流通，地下水沿著蒸發(fā)緩流槽流通過程中不斷蒸發(fā)，水蒸氣碰到蒸發(fā)機(jī)構(gòu)密閉殼內(nèi)側(cè)壁后液化并沿蒸發(fā)機(jī)構(gòu)密閉殼內(nèi)側(cè)壁流入凈化收集槽中；

47、未蒸發(fā)的地下水從蒸發(fā)緩流槽下端流出然后通過蒸發(fā)緩流排出管排出并接著輸送至下一個(gè)蒸發(fā)輸入管中，利用多個(gè)串聯(lián)布置的蒸發(fā)凈化機(jī)構(gòu)對(duì)地下水連續(xù)不斷地蒸發(fā)凈化；

48、s4、利用植物對(duì)地下水吸收處理：

49、蒸發(fā)凈化后的地下水通過凈化排出管排出并輸送匯入植物凈化流通槽，植物支撐板上固定有多株修復(fù)植物；

50、修復(fù)植物的根系浸沒在地下水中，利用修復(fù)植物的吸收作用，對(duì)地下水中的污染物進(jìn)行吸收凈化。

51、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

52、1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，利用抽提過濾機(jī)構(gòu)對(duì)地下水抽提并進(jìn)行過濾處理，抽提驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)利用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)將抽提驅(qū)動(dòng)活塞提升至高處，再利用抽提驅(qū)動(dòng)活塞的重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)地下水進(jìn)行流通，維護(hù)簡(jiǎn)便且長(zhǎng)久運(yùn)行成本極低；

53、2、本發(fā)明操作方便，在曝氣容納管中對(duì)過濾處理后的地下水進(jìn)行曝氣處理，增加地下水的氧溶解量，有利于天然摻入地下水中的微生物對(duì)地下水中的污染物進(jìn)行吸收分解，這些天然摻入的微生物在后續(xù)的蒸發(fā)凈化過程中將被滅活，避免雜菌對(duì)地下水造成二次污染；

54、3、本發(fā)明的技術(shù)方案中，多個(gè)藥劑沉淀機(jī)構(gòu)并聯(lián)排布，將地下水輸送到各個(gè)藥劑沉淀流通槽中，并利用各個(gè)藥劑投加噴頭向地下水投加修復(fù)藥劑，修復(fù)藥劑與地下水中的污染物反應(yīng)形成沉淀析出，沉淀顆粒在自重作用下下沉落在顆粒攔截板中；

55、4、本發(fā)明的技術(shù)方案中，多個(gè)蒸發(fā)凈化機(jī)構(gòu)串聯(lián)布置，上游的蒸發(fā)緩流排出管與相鄰下游的蒸發(fā)輸入管相連通，且按照水平面高度計(jì)算，上游的蒸發(fā)緩流排出管高于相鄰下游的蒸發(fā)輸入管，使水流能夠在重力作用下自行流通，避免浪費(fèi)額外能源；

56、5、本發(fā)明的技術(shù)方案中，利用光熱能量對(duì)蒸發(fā)加熱殼進(jìn)行加熱并通過熱傳導(dǎo)作用對(duì)錐形蒸發(fā)支撐殼進(jìn)行間接加熱，以促進(jìn)地下水的蒸發(fā)；

57、6、本發(fā)明的技術(shù)方案中，將地下水輸送匯入植物凈化流通槽，植物支撐板上固定有多株修復(fù)植物，修復(fù)植物的根系浸沒在地下水中，利用修復(fù)植物的吸收作用，對(duì)地下水中的污染物進(jìn)行吸收凈化。