[發明專利]包氣帶原位溶液監測裝置與氨氮增強硝化系統及方法

有效

• 申請號: 201410635529.0
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104360036A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 沈來新;劉培斌;石建杰;付云升;王雷;夏廣卿;王惠萍;姜思華;李鳳翀;王春明;吳瓊;丁峰
• 申請（專利權）人: 北京市水利規劃設計研究院
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;C02F3/02;C02F101/16
• 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

本發明涉及污染包氣帶修復與地下水保護技術，更具體涉及一種包氣帶原位溶液監測裝置及方法以及包氣帶原位氨氮增強硝化系統及方法。

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地下水氨氮硝化的技術，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。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠在原位進行包氣帶溶液采樣和在線監測的包氣帶原位溶液監測裝置。

其中，經過發明人的深入研究發現，不必破壞包氣帶結構，在原位進行包氣帶采樣，而能夠達到對包氣帶的氨氮硝化效果進行精確監測的目的。

為了實現上述目的，本發明提供一種包氣帶原位溶液監測裝置，其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。

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°。

本發明還提供一種包氣帶原位溶液監測方法，其包括如下步驟：

S1、在包氣帶內緊鄰垃圾體的位置挖第一操作井，并從所述第一操作井的井壁向包氣帶中位于垃圾體下方的部分鉆取安裝孔；

S2、將上述的包氣帶原位溶液監測裝置中的溶液采集管安裝于所述安裝孔內，封閉所述安裝孔與所述溶液采集管之間的間隙；

S3、采集來自于包氣帶內的溶液，并對采集到的所述溶液進行檢測。

優選地，在步驟S3中，對包氣帶中的三氮和總氮進行檢測時，定期進行溶液采集，并進行現場檢測；對包氣帶中的三氮、總有機碳和總氮進行檢測時，定期進行溶液采集，并在實驗室進行分析。

本發明還提供一種包氣帶原位氨氮增強硝化系統，其包括與包氣帶內的垃圾體緊鄰的第一操作井和上述的包氣帶原位溶液監測裝置，從所述第一操作井的井壁向所述垃圾體方向設有至少一根布水管，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，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，所述包氣帶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，所述包氣帶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，所述包氣帶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。

優選地，所述布水管的管壁上、所述進氣管的管壁上、所述抽氣管的管壁上、所述氣體收集監測管的管壁上以及所述氣體收集分管的中下段的管壁上均設有多個直徑為0.3～0.7mm的通孔。

優選地，所述包氣帶原位氨氮增強硝化系統還包括對包氣帶的氧化還原電位進行監測的第一測定儀器以及對包氣帶的含水率、溫度和電導率進行監測的第二測定儀器。

本發明還提供一種包氣帶原位氨氮增強硝化方法，其包括如下步驟：