[發(fā)明專利]地下水污染填注-抽水二重井處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410255900.0
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN104131594A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李福林;管清花;陳學(xué)群;田志剛;宋玉田;卜慶偉;林琳;唐漪;劉健
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省水利科學(xué)研究院
• 主分類號: E03B3/16
• 分類號: E03B3/16;E03B3/18;C02F1/70;C02F103/06
• 代理公司: 濟(jì)南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 周長義;崔民海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地下水處理技術(shù)領(lǐng)域，適應(yīng)于大面積地下水污染區(qū)，特別是重要供水水源地遭受地下水污染恢復(fù)的一種地下水污染填注-抽水二重井處理方法。?

背景技術(shù)

非點(diǎn)源污染包括農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染和城市非點(diǎn)源污染，隨著經(jīng)濟(jì)社會及農(nóng)業(yè)集約化的發(fā)展，地下水環(huán)境問題逐漸由點(diǎn)源污染向面源污染發(fā)展，由城市向農(nóng)村擴(kuò)展。尤其是農(nóng)業(yè)種植過程中大量使用化肥、有機(jī)肥、工業(yè)排放的含氮污染物，長期滲入到地下水中，地下水中硝酸鹽含量升高，使得我國北方一些地區(qū)地下水中硝酸鹽氮的含量超標(biāo)，導(dǎo)致大量的水源地水質(zhì)受到污染，對飲水安全及生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅，嚴(yán)重影響了人民群眾的供水安全和身體健康。地下水污染的處理方法和工藝主要有異位處理方法和原位修復(fù)法，其中異位處理法是通過地面水處理工藝進(jìn)行處理的技術(shù)，主要包括污染土體開挖方法和抽取處理方法；原位修復(fù)法是在人為干預(yù)的條件下省去抽出過程，在原地將受污染地下水修復(fù)的技術(shù)，主要包括：原位沖洗法：把修復(fù)材料注入地下污染處，在下游抽取地下水，反復(fù)沖洗的方法；原位化學(xué)氧化法：將氧化劑注入地下水，與污染物反應(yīng)；可滲透反應(yīng)墻法（PRB）：通過開挖溝槽，充填反應(yīng)介質(zhì)，使地下水污染物被阻截并發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到降解污染物的目的。在上述這些方法中，目前在現(xiàn)場應(yīng)用較為有效的是可滲透反應(yīng)墻（PRB）方法，PRB方法是用于原位去除地下水及土壤中污染組分的方法。PRB一般安裝在地下含水層，垂直于地下水流向，所使用的反應(yīng)材料一般為具有較強(qiáng)的還原能力的零價(jià)金屬（最常見的是Fe0），其它還有活性碳、離子交換樹脂、磷酸鹽以及一些天然材料如甲殼素、沸石、石灰石、有機(jī)粘土等。PRB的結(jié)構(gòu)有連續(xù)墻體和通道形式，均有不同的適用條件，其設(shè)計(jì)和施工受到水文地質(zhì)條件尤其是地層和地下水流的影響。PRB也有一定的局限性：僅適應(yīng)于定向的地下水污染物擴(kuò)散，尤其是土壤層或淺層地下水中羽狀污染物擴(kuò)散；設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式簡單，一般為連續(xù)墻式的溝槽結(jié)構(gòu)或者通道形式；?PRB的安裝深度一般為10m左右；?PRB介質(zhì)的填充方式為直接填入溝槽內(nèi)；PRB的介質(zhì)材料的使用壽命一般為5～7年，介質(zhì)材料難以循環(huán)利用。因此當(dāng)含水層深度較深，尤其解決地下水面源污染問題時(shí)，可滲透反應(yīng)墻技術(shù)的應(yīng)用就受到了限制。2012年，山東省水利科學(xué)研究院開展了地下水硝酸鹽污染的原位修復(fù)工程試驗(yàn)，獲得了“一種在中粗砂地層進(jìn)行原位修復(fù)系統(tǒng)施工工藝”的發(fā)明專利和“一種PRB套井”的實(shí)用新型專利。其中發(fā)明專利是基于原位修復(fù)的施工工藝，側(cè)重于施工技術(shù)領(lǐng)域，即如何構(gòu)建連續(xù)墻、防滲樁、PRB（可滲透反應(yīng)墻）材料，單功能的進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，主要是圍繞PRB反應(yīng)墻、井的布局形式以及施工工藝的一項(xiàng)發(fā)明。“一種PRB套井”實(shí)用新型專利僅是一種套井技術(shù)，即是在PRB井內(nèi)安裝一根小直徑管道，主要應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是為了解決面源污染區(qū)地下水的原位修復(fù)問題，特別重要的是地下水源地及含水層深度較深的水質(zhì)修復(fù)，從而達(dá)到水處理和供水兩個(gè)目標(biāo)而提供一種地下水污染“填注-抽水”二重井處理方法與工藝。其主要的處理方法為填注-抽水二重井處理方法，包括填注-抽水井、含水層直接填注組合介質(zhì)材料工藝、介質(zhì)置換與催化還原再生工藝、分時(shí)段動(dòng)態(tài)監(jiān)測與抽水工藝等。本發(fā)明的應(yīng)用，提供了一種適用于面源污染區(qū)，特別是重要水源地的地下水污染區(qū)，含水層深度較深的地下水污染物的去除與處理方法與工藝，該發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)污染物處理與供水雙重目的。本發(fā)明的原理是利用二重井方法人工營造水位漏斗進(jìn)行污染物過來處理，即在面源污染區(qū)開設(shè)填注井，填注井井口的內(nèi)外圍構(gòu)建反應(yīng)材料井，中間構(gòu)建抽水井，利用填注井和抽水井的水位差，地下水經(jīng)填注井過濾、反應(yīng)后滲入到抽水井中，進(jìn)行地下水污染物的去除處理。抽水井和地層之間的圓柱體空間為反應(yīng)介質(zhì)組合材料的填注空間，地下水的徑流與污染物去除的空間；利用二重井構(gòu)建方法將填注井和抽水井融合在一個(gè)鉆孔內(nèi)的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)水處理與抽水直供水廠的雙重目的。具體的實(shí)施方法如下：?

一種地下水污染填注-抽水二重井，其特征在于：在面源污染區(qū)設(shè)置反應(yīng)材料井，反應(yīng)材料井的內(nèi)壁上設(shè)置井壁管，井壁管內(nèi)為抽水井，填注反應(yīng)材料井與抽水井構(gòu)成填注-抽水二重井，井壁管的含水層位設(shè)有過濾管，井壁管的上部為不透水管，井壁管設(shè)有過濾管的外囲設(shè)有介質(zhì)組合材料層，介質(zhì)組合材料層的上面經(jīng)隔層在不透水管的外囲與地面之間填注粘土球，防止污水沿著井壁管進(jìn)入到井內(nèi)，井壁管的底部嵌入到基巖中，井壁管內(nèi)設(shè)置抽水管，所述的抽水井的井徑在110cm～160cm之間，所述的抽水管的內(nèi)徑在10～20cm之間；粘土球的厚度在0.5m～0.8m。

一種地下水污染填注-抽水二重井處理方法：?