[發(fā)明專利]一種基于微納米氣泡對地下水原位修復(fù)系統(tǒng)及其方法

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• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107698107A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王代飛;張傳琦;牛杏杏;明桂林;孫忠偉;秦月琴
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽金聯(lián)地礦科技有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F103/06;C02F101/30
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地下水修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于微納米氣泡對地下水原位修復(fù)系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

地下水作為重要的供水資源，在我國的經(jīng)濟社會中都發(fā)揮著重要的意義。目前我國地下水質(zhì)量惡化趨勢顯著，污染形勢十分嚴(yán)峻，部分城市工業(yè)企業(yè)周邊的地下水污染狀況嚴(yán)重威脅著飲用水源的安全。

傳統(tǒng)地下水曝氣法將壓縮空氣通過曝氣井注入飽和土壤及地下水中，空氣向上的流動使土壤和地下水中的污染物發(fā)生分解和揮發(fā)，隨氣流進入土壤非飽和區(qū)。但傳統(tǒng)曝氣法產(chǎn)生的氣體進入到水體內(nèi)存在時間短、遷移影響范圍小、氣泡內(nèi)壓較小，對地下水修復(fù)的效果有待提高。近年來微納米氣泡曝氣水原位修復(fù)技術(shù)受到廣泛的歡迎，微納米氣泡曝氣水原位修復(fù)技術(shù)常用空氣、氧氣、氫氣等提供電子受體、電子供體。微納米氣泡直徑較小，在水體中停留時間較長，可以隨地下水運動，遷移影響范圍遠(yuǎn)大于普通氣泡；氣泡內(nèi)壓較大，其高溶解能力可為水體提供高含量的溶解氧；同時，微納米氣泡氣液界面帶負(fù)電荷，可以與特定的污染物相互作用，微納米氣泡破裂時產(chǎn)生的自由基和振動波也可促進污染物的去除。

實際生活中地下水污染情況較為復(fù)雜，同一水體內(nèi)的污染物可能存在多種，不同污染物對地下水修復(fù)技術(shù)的要求也不盡相同。同時，地下水體中存在分解污染物的微生物也是影響地下水修復(fù)的重要因素。因此，微納米氣泡進行地下水修復(fù)時，單獨的使用同一氣體對污染物進行降解處理的效果不佳，這就要求對污染區(qū)內(nèi)水質(zhì)量進行實時監(jiān)測，并根據(jù)水質(zhì)量情況的不同，采用不同的氣體進行微納米氣泡修復(fù)，同時通過控制營養(yǎng)物質(zhì)和氣體的配合維持和促進微生物的生長繁殖，進而加速微生物對污染物的分解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于微納米氣泡對地下水原位修復(fù)系統(tǒng)及其方法，通過進氣井裝置和監(jiān)測井裝置，實現(xiàn)了對污染區(qū)內(nèi)污水質(zhì)量的監(jiān)測和對不同的污染物進行不同的微納米氣泡曝氣處理，解決了污染區(qū)不同污染物不能針對性處理的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明為一種基于微納米氣泡對地下水原位修復(fù)系統(tǒng)，包括進氣井裝置和監(jiān)測井裝置；所述進氣井裝置包括進氣井、智能控制箱、營養(yǎng)箱；所述監(jiān)測井裝置包括監(jiān)測井；所述進氣井內(nèi)設(shè)有微納米氣泡曝氣機；所述微納米氣泡曝氣機一端設(shè)有進水口和空氣進氣口；所述微納米氣泡曝氣機另一端設(shè)有出氣口；所述進氣井內(nèi)設(shè)有水質(zhì)量監(jiān)測模塊；所述智能控制箱內(nèi)設(shè)有控制單元、無線傳輸模塊、存儲單元；所述控制單元分別與無線傳輸模塊和存儲單元電性連接；所述控制單元分別與臭氧發(fā)生器、氫氣發(fā)生器、營養(yǎng)箱控制閥、水質(zhì)量監(jiān)測模塊、微納米氣泡曝氣機電性連接；所述無線傳輸模塊與設(shè)置在監(jiān)測井內(nèi)的污水質(zhì)量監(jiān)測模塊通信連接；所述臭氧發(fā)生器、氫氣發(fā)生器的出口通過進氣管與微納米氣泡曝氣曝氣機連通；所述營養(yǎng)箱上設(shè)有的輸送管伸入到進氣井內(nèi)的地下水位以下；若干所述進氣井裝置分別設(shè)置在水污染區(qū)水流的上游和下游；若干所述監(jiān)測井裝置設(shè)置在水污染區(qū)內(nèi)。

進一步地，所述微納米氣泡曝氣機、水質(zhì)量監(jiān)測模塊、污水質(zhì)量監(jiān)測模塊均位于地下水位以下；所述輸送管一端位于進水口上方。

進一步地，所述無線傳輸模塊包括3G模塊或4G模塊；所述污水質(zhì)量監(jiān)測模塊上集成3G模塊或4G模塊，且3G模塊或4G模塊表面設(shè)有防水套。

進一步地，所述營養(yǎng)箱內(nèi)存放的營養(yǎng)物質(zhì)為催化劑、維生素、氨基酸、含碳、氮、磷、微量元素的化合物與水的混合物。

進一步地，所述微納米氣泡曝氣機產(chǎn)生的微納米氣泡的尺寸范圍為100nm～0.1mm。

進一步地，所述水質(zhì)量監(jiān)測模塊、污水質(zhì)量監(jiān)測模塊分別對地下水的PH、溫度、污染物濃度、水體微生物含量、水體無機鹽濃度進行監(jiān)測。

本發(fā)明還提供一種基于微納米氣泡對地下水原位修復(fù)系統(tǒng)的修復(fù)方法，包括如下步驟：

步驟一：設(shè)置在污染區(qū)上游進氣井裝置的控制箱控制營養(yǎng)箱控制閥打開，營養(yǎng)箱內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)通過輸送管輸送到進氣井內(nèi)；控制箱控制微納米氣泡曝氣機產(chǎn)生微納米氣泡從出氣口進入到地下水；

步驟二：微納米氣泡隨地下水的運動擴散，直接分解有機污染物或為微生物持續(xù)提供電子受體、電子供體以及營養(yǎng)物質(zhì)；

步驟三：污水質(zhì)量監(jiān)測模塊對水質(zhì)量進行監(jiān)測，并通過其上集成的3G模塊或4G模塊將污水質(zhì)量監(jiān)測信息分別傳遞給上游智能控制箱的無線傳輸模塊和下游控制箱的無線傳輸模塊；