[發明專利]地下水氨氮原位增強硝化與反硝化集成系統及方法

有效

• 申請號: 201410616586.4
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104370375A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 劉培斌;沈來新;石維新;魏文俠;石建杰;程言君;付云升;宋云;王惠萍;劉永兵;李鳳翀;李培中;王海見;丁峰;宮曉明
• 申請（專利權）人: 北京市水利規劃設計研究院;輕工業環境保護研究所
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 李翔;黃志興

技術領域

本發明涉及地下水污染修復技術領域，具體涉及生物處理技術，更具體涉及一種地下水氨氮原位增強硝化與反硝化集成系統及方法。

背景技術

日常生活中的生活垃圾、工業廢品等固廢(垃圾體)的堆積會產生大量氨氮，而目前卻未具有解決該問題的技術，導致氨氮逐漸滲入土壤中，造成土壤污染，同時對其周邊地下水造成一定程度的污染威脅。

在自然地表水體和地下水體中的污染形式主要以硝酸鹽氮為主，還包括以游離氨和銨離子形式存在的氮，而受污染水體的氨氮叫水合氨，也稱非離子氨，非離子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而離子氨相對基本無毒。氨氮可以在一定條件下轉化成亞硝酸鹽，如果長期飲用，水中的亞硝酸鹽將和蛋白質結合形成亞硝胺，這是一種強致癌物質，對人體健康極為不利。

因此，研究人員針對上述問題提出很多促進氨氮硝化的技術以及促進硝氮反硝化的技術，然而，在這些技術中對包氣帶的氨氮硝化效果的監測卻仍然是一個大難題。特別是為了更精確地監測包氣帶的氨氮硝化效果，需要在包氣帶原位進行包氣帶采樣，因為不能破壞包氣帶結構，在原位進行包氣帶溶液采樣和在線監測的難度相當大。

另外，現有技術中的促進氨氮硝化的技術與促進硝氮反硝化的技術均為相互獨立存在，在修復地下水污染時，單靠促進氨氮硝化或者單靠促進硝氮反硝化能夠達到的修復效果有限。

發明內容

本發明的目的是提供一種地下水氨氮原位增強硝化與反硝化集成系統，其能夠同時在原位進行增強硝化與增強反硝化，并且能夠在原位進行包氣帶溶液采樣和在線監測。

為了實現上述目的，本發明提供一種地下水氨氮原位增強硝化與反硝化集成系統，其包括：

原位氨氮增強硝化系統，該原位氨氮增強硝化系統包括與包氣帶內的垃圾體緊鄰的第一操作井以及從所述第一操作井的井壁向所述垃圾體方向布置的至少一根布水管，所述布水管延伸至所述垃圾體下方，以濕潤所述包氣帶中位于垃圾體下方的部分；

原位硝氮增強反硝化系統，該原位硝氮增強反硝化系統包括用于抽取地下水的抽水井、靜態混合器以及向地下水層注水的注水井，所述抽水井和所述注水井均設置于所述垃圾體周圍的地下水硝酸鹽氮污染區內；所述抽水井內設置抽水裝置，所述抽水裝置的出水口連接所述靜態混合器的入水口；所述靜態混合器的另一入口與藥劑罐連接，所述藥劑罐內容納碳源藥劑；所述抽水井內抽出的地下水和所述碳源藥劑在所述靜態混合器內混合均勻；所述靜態混合器的出水口連接所述注水井的入水口；以及，

包氣帶原位溶液監測裝置，該包氣帶原位溶液監測裝置包括泵以及布置在包氣帶內的至少一根溶液采集管，所述溶液采集管包括沿軸向布置的導向部和采集部，該采集部具有中空空腔且所述采集部的壁上設有通孔，所述泵與所述采集部的中空空腔連通，所述溶液采集管布置于所述包氣帶中位于垃圾體下方的部分。

優選地，所述抽水裝置與所述靜態混合器之間的連接管道上設置有第一旁通閥和第一流量計；所述藥劑罐與所述靜態混合器之間的連接管道上設置有計量泵和第二流量計；所述靜態混合器與所述注水井之間的連接管道上設置有第二旁通閥和第三流量計。

優選地，所述抽水井設置于地下水流的下游，所述注水井設置于地下水流的上游，所述垃圾體位于所述注水井與所述抽水井之間。

優選地，所述原位硝氮增強反硝化系統還包括至少一個監測井，所述監測井設置于所述注水井的下游。

優選地，所述溶液采集管以所述采集部向下傾斜的方式布置于包氣帶內，所述溶液采集管的軸向與水平面之間的夾角為15°至45°。

優選地，所述原位氨氮增強硝化系統還包括高位水箱和分水器，所述高位水箱通過所述分水器分別與至少一根所述布水管連通。

優選地，所述原位氨氮增強硝化系統還包括第二操作井、第三操作井、空氣壓縮機和真空泵，所述第二操作井和所述第三操作井分別設于所述垃圾體相對兩側，所述第二操作井向所述第三操作井方向設有至少一根進氣管，所述第三操作井向所述第二操作井方向設有至少一根抽氣管，所述進氣管與所述空氣壓縮機連通，所述抽氣管與所述真空泵連通。

優選地，所述原位氨氮增強硝化系統還包括多根從地面延伸至所述包氣帶中位于垃圾體下方的部分內的氣體收集監測管。

優選地，每根所述氣體收集監測管包括多根不同長度的氣體收集分管，所述氣體收集分管的下端插入不同的深度。

優選地，每根所述氣體收集監測管的上端均一一對應地設于位于地面的多個防護井樁內，所述防護井樁包括能夠打開和封閉的蓋。