六價(jià)鉻污染地下水的修復(fù)裝置及其修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種六價(jià)鉻污染地下水的修復(fù)裝置及其修復(fù)方法，屬于地下水修復(fù)技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及工業(yè)化進(jìn)程的日益加快，地下水污染問(wèn)題日益嚴(yán) 重，其中地下水中的六價(jià)鉻污染由于其顯著的危害性而尤為引人關(guān)注。六價(jià)鉻是已被研究 證實(shí)的"三致"污染物，它在土壤和地下水中主要以Cr042~和HCrO4~等形式存在，可溶性強(qiáng)， 易迀移，被定為環(huán)境中危害最大的污染物之一，必須對(duì)其進(jìn)行有效控制。
[0003] 目前，針對(duì)六價(jià)鉻污染的地下水主要采用兩種技術(shù)來(lái)進(jìn)行修復(fù)，分別是抽提處理 技術(shù)和原位PRB修復(fù)技術(shù)。
[0004] 1)、抽出處理修復(fù)技術(shù)（P&T)是地下水異位處理的經(jīng)典修復(fù)技術(shù)，上世紀(jì)末期在 國(guó)外應(yīng)用較為廣泛，它是將受污染的地下水抽出來(lái)，然后在地面上進(jìn)行處理。由于將地下水 的處理場(chǎng)所轉(zhuǎn)移至地面上，因此可選的技術(shù)較多，適用于各類型污染的地下水處理。但是該 技術(shù)具有修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，修復(fù)成本高，處理效率低等缺點(diǎn)，因而在近幾年的修復(fù)領(lǐng)域，該技術(shù) 并未得到大規(guī)模的推廣與應(yīng)用。
[0005] 2)、原位PRB (Permeable Reactive Barrier)修復(fù)技術(shù)。PRB修復(fù)技術(shù)是可滲透性 反應(yīng)墻修復(fù)技術(shù)的簡(jiǎn)稱，它通過(guò)在地下安裝可滲透反應(yīng)材料墻體以攔截地下水污染羽，污 染羽與反應(yīng)墻介質(zhì)發(fā)生物理、化學(xué)、吸附等多種反應(yīng)，從而降低地下水目標(biāo)污染物濃度。傳 統(tǒng)的PRB技術(shù)是一種被動(dòng)的原位修復(fù)技術(shù)，它的修復(fù)效果與水文地質(zhì)條件有很大的關(guān)聯(lián)。 當(dāng)待修復(fù)污染區(qū)域土層滲透系數(shù)較小的情況下，傳統(tǒng)的PRB修復(fù)效果相對(duì)較差；同時(shí)，傳統(tǒng) 的PRB技術(shù)在進(jìn)行大范圍區(qū)域地下水修復(fù)時(shí)，往往需大面積開(kāi)挖，這不僅導(dǎo)致施工難度大， 修復(fù)成本增加，同時(shí)也不利于后期PRB反應(yīng)材料的更換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種能降低施工難度及修復(fù)成本，能對(duì)修復(fù)材料進(jìn)行更換的 六價(jià)鉻污染地下水的修復(fù)裝置及其修復(fù)方法。
[0007] 本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是：一種六價(jià)鉻污染地下水的修復(fù)裝置，其特 征在于：包括抽水系統(tǒng)、布水系統(tǒng)和填料系統(tǒng)，所述抽水系統(tǒng)包括抽水井、井管和潛水栗，抽 水井內(nèi)設(shè)有井管，井管的中下部具有用于放置在目標(biāo)污染含水層的水位面以下的篩管，潛 水栗設(shè)置在篩管內(nèi)，導(dǎo)管一端與潛水栗的出水口連接相通、另一端伸出井管并與地面上的 布水主管連接相通；所述布水系統(tǒng)包括布水主管和多個(gè)布水支管，多個(gè)布水支管與布水主 管連接，且各布水支管沿管壁上設(shè)有多個(gè)出水孔；所述的填料系統(tǒng)包括擋板及設(shè)置在擋板 內(nèi)從上至下的還原反應(yīng)填料層、吸附填充層和滲透層，多個(gè)布水支管呈輻射狀布設(shè)在還原 反應(yīng)填料層的上部，還原反應(yīng)填料層內(nèi)的還原反應(yīng)介質(zhì)用于將地下水中的六價(jià)鉻污染物還 原為三價(jià)鉻，所述的吸附填充層內(nèi)的吸附介質(zhì)用于吸附地下水中剩余的六價(jià)鉻污染物，所 述的滲透層內(nèi)的滲透介質(zhì)用于滲透修復(fù)后的地下水。
[0008] 其中：所述還原反應(yīng)填料層的還原反應(yīng)介質(zhì)為粒徑在1~5mm的鐵粉。
[0009] 所述吸附填充層內(nèi)的吸附介質(zhì)為粒徑在1mm~8mm的沸石或/和活性碳。
[0010] 按質(zhì)量百分比，所述滲透層填內(nèi)的滲透介質(zhì)為50~70%的粒徑在0. 15mm~ 0. 55mm的砂爍和30~50%的粒徑在0. 56mm~1. 0mm的砂石樂(lè)。
[0011] 所述導(dǎo)管上部設(shè)有取樣口。
[0012] 所述井管與抽水井之間具有膨潤(rùn)土密封層，篩管與抽水井之間填充有粒徑在 0. 5mm~10mm的砂石樂(lè)。
[0013] 本發(fā)明利用六價(jià)鉻污染地下水的修復(fù)裝置對(duì)地下水中六價(jià)鉻污染物的修復(fù)方法： 將抽水系統(tǒng)和布水系統(tǒng)沿著水流方向或污染羽放射方向設(shè)置，且抽水系統(tǒng)設(shè)置在水流的下 游，布水系統(tǒng)設(shè)置在水流的上游，填料系統(tǒng)設(shè)置在水流上游的土壤的上表層，設(shè)置在井管內(nèi) 并位于目標(biāo)污染含水層液面以下的潛水栗將污染的地下水抽提到地面，通過(guò)導(dǎo)管輸送到布 水系統(tǒng)的布水主管中，布水系統(tǒng)的多個(gè)布水支管將污染的地下水均勻分配到填料系統(tǒng)的還 原反應(yīng)填料層內(nèi)，通過(guò)還原反應(yīng)填料層內(nèi)的還原反應(yīng)介質(zhì)將地下水中的六價(jià)鉻還原反應(yīng)成 低毒的三價(jià)鉻；地下水在重力作用下進(jìn)入到吸附填充層內(nèi)，吸附填充層內(nèi)的吸附介質(zhì)對(duì)水 中剩余的六價(jià)鉻進(jìn)行吸附，經(jīng)過(guò)修復(fù)后的地下水在重力的作用下，通過(guò)底部的滲透層內(nèi)的 滲透介質(zhì)進(jìn)入上游區(qū)域淺層含水層再進(jìn)入地下水內(nèi)；在導(dǎo)管將污染的地下水輸送到布水系 統(tǒng)時(shí)，通過(guò)在導(dǎo)水管上的取樣口進(jìn)行取樣，監(jiān)測(cè)地下水的修復(fù)情況，至到修復(fù)至目標(biāo)值。
[0014] 其中：所述抽水系統(tǒng)的中心與布水系統(tǒng)的中心距離在10~20m。
[0015] 本發(fā)明的修復(fù)裝置采用抽水系統(tǒng)、布水系統(tǒng)和填料系統(tǒng)，通過(guò)抽水系統(tǒng)和布水系 統(tǒng)將目標(biāo)污染的地下水循環(huán)抽注至填料系統(tǒng)中，其填料系統(tǒng)采用擋板及設(shè)置在擋板內(nèi)從上 至下的還原反應(yīng)填料層、吸附填充層和滲透層，通過(guò)擋板將上表層的土壤分開(kāi)，一方面能防 止還原反應(yīng)填料層、吸附填充層和滲透層內(nèi)的滲透介質(zhì)材料流失，另一方面也便于施工和 管理，可操作性強(qiáng)。本發(fā)明將填料系統(tǒng)設(shè)置在土壤的上表層位置，方便修復(fù)裝置的安裝以及 后期的運(yùn)營(yíng)和管理，便于施工和管理，可操作性強(qiáng)，尤便于后期的填料系統(tǒng)內(nèi)材料更換與管 理，大大降低了修復(fù)的成本以及施工與運(yùn)營(yíng)的成本。
[0016] 本發(fā)明六價(jià)鉻污染的地下水的修復(fù)裝置利用原反應(yīng)填料層內(nèi)的還原反應(yīng)介質(zhì)及 吸附填充層內(nèi)的吸附介質(zhì)的雙重機(jī)理，能最大限度去除地下水中的六價(jià)鉻污染，實(shí)現(xiàn)六價(jià) 鉻污染物的高效去除目的，而修復(fù)處理后的地下水是通過(guò)重力作用從滲透層滲流到進(jìn)入上 游區(qū)域淺層含水土壤層中，在運(yùn)行過(guò)程中，抽水系統(tǒng)和布水系統(tǒng)的循環(huán)抽注水流可以對(duì)土 壤起到循環(huán)淋洗作用，可促進(jìn)土壤中的污染物向地下水中迀移，從而提高地下水和土壤的 修復(fù)速度和效果，在修復(fù)后地下水的同時(shí)，也修復(fù)了土壤中的六價(jià)鉻污染，能最大限度保證 修復(fù)的效果。本發(fā)明將抽水系統(tǒng)安裝在地下水的下游，通過(guò)抽提系統(tǒng)的抽提作用，地下水在 土壤中的迀移速度會(huì)加快，以提高地下水在地下的流動(dòng)性，提高了 PRB修復(fù)技術(shù)對(duì)于低滲 透土壤的適應(yīng)性，同時(shí)也縮短了整個(gè)修復(fù)過(guò)程所需要的周期。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0018] 圖1是本發(fā)明六價(jià)鉻污染地下水的修復(fù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明填料系統(tǒng)的布水截面圖。
[0020] 其中：1 一滲透層，2-吸附填充層，3-還原反應(yīng)填料層，4一覆土層，5-布水主管， 6-布水支管，7-導(dǎo)管，8-擋板，9一淺層含水土壤層，10-取樣口，11 一井管，12-抽水井， 13-密封層，14 一砂礫，15-篩管，16-潛水栗。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 見(jiàn)圖1~2所示，本發(fā)明的六價(jià)鉻污染地下水的修復(fù)裝置，包括抽水系統(tǒng)、布水系 統(tǒng)和填料系統(tǒng)，在使用時(shí)，可將抽水系統(tǒng)和布水系統(tǒng)沿著水流方向或污染羽放射方向設(shè)置， 且抽水系統(tǒng)設(shè)置在水流的下游，布水系統(tǒng)設(shè)置在水流的上游，填料系統(tǒng)設(shè)置在水流上游的 土壤的上表層處，設(shè)施簡(jiǎn)單、易于施工和管理，可操作性強(qiáng)，便于后期的材料更換與管理，大 大降低了修復(fù)的成本。
[0022] 見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明抽水系統(tǒng)包括抽水井12、井管11和潛水栗16,抽水井12內(nèi) 設(shè)有井管11，井管11的中下部具有用于放置在目標(biāo)污染含水層的水位面以下的篩管15， 井管11的管徑為在60mm~200mm，而篩管15的管徑與井管11管徑相同，篩管15孔隙在 0· 1mm~1mm，可將篩管15部分位于目標(biāo)污染含水層的水位面以下lm~10m，潛水栗16設(shè) 置在篩管15內(nèi)，潛水栗16可位于目標(biāo)污染含水層水位面以下lm~5m，導(dǎo)管7 -端與潛水 栗16的出水口連接相通、另一端伸出井管11并與地面上的布水主管5連接相通，將污染的 地下水抽提至布水系統(tǒng)中，本發(fā)明導(dǎo)管7上部設(shè)有取樣口 10,因此可通過(guò)該取樣口 10對(duì)抽 提的地下水進(jìn)行檢測(cè)。見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明在井管11與抽水井12之間具有膨潤(rùn)土密封層 13,篩管15與抽水井12之間填充有粒徑0. 5_~10_的砂礫14,使目標(biāo)污染的地下水通 過(guò)砂礫14后通過(guò)篩管15上的孔隙而進(jìn)入抽水井12內(nèi)，再通過(guò)潛水栗16及導(dǎo)管7抽提到 地面。
[0023] 見(jiàn)圖1、2所示，本發(fā)明布水系統(tǒng)包括布水主管5和多個(gè)布水支管6,布水主管5的 管徑可在30mm~100mm，布水支管6的管徑可在30mm~100mm，多個(gè)布水支管6與布水主 管5連接，各布水支管6沿管壁上設(shè)有多個(gè)出水孔，該布水支管6設(shè)有3~10個(gè)出水孔，而 出水孔孔徑可在0. 1mm~1mm，將污染的地下水分布設(shè)在填料系統(tǒng)內(nèi)。見(jiàn)圖2所示，本發(fā)明 的布水支管6呈輻射狀與主管連接，形成