[發(fā)明專利]一種可滲透性反應(yīng)墻及地下水污染原位生物修復(fù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910090467.2
• 申請(qǐng)日: 2019-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN109775862B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 席北斗;李鳴曉;姜玉;李瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C02F3/34
• 分類號(hào): C02F3/34;C02F3/30;C02F101/16;C02F101/34;C02F103/06
• 代理公司: 北京東和長(zhǎng)優(yōu)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11564
• 代理人: 周長(zhǎng)興

1.一種可滲透性反應(yīng)墻，包括地下水反應(yīng)主井、修復(fù)井、可滲透性反應(yīng)處理單元、兩翼防滲墻、出水監(jiān)測(cè)池及自動(dòng)化控制系統(tǒng)；其特征在于：

修復(fù)井置于地下水反應(yīng)主井中，修復(fù)井包含抽水井和曝氣井，曝氣井內(nèi)設(shè)有曝氣管，所述曝氣管安裝于修復(fù)井中心底部，曝氣井內(nèi)裝有樣品自動(dòng)采集裝置，修復(fù)井與地下水反應(yīng)主井之間填充有濾料；曝氣管連接地面的空壓機(jī)，由自動(dòng)化曝氣系統(tǒng)控制；

可滲透性反應(yīng)處理單元包含若干個(gè)為夾層結(jié)構(gòu)的反應(yīng)單元組件，相鄰單個(gè)反應(yīng)單元之間設(shè)有定位連接槽，連接后的反應(yīng)單元放置修復(fù)井管內(nèi)，混合生物填料裝載于反應(yīng)單元的夾層空間內(nèi)；可滲透性反應(yīng)單元內(nèi)安裝有水質(zhì)分析探頭；可滲透性反應(yīng)處理單元的材質(zhì)為S316L不銹鋼；

兩翼防滲墻置于修復(fù)井兩側(cè)翼，兩翼防滲墻的作業(yè)縱向深度穿透第一層潛水含水層，到達(dá)隔水底板以下；

出水監(jiān)測(cè)池設(shè)于地面以下，出水監(jiān)測(cè)池內(nèi)安裝有提升泵、流量計(jì)和綜合儀表組成的水質(zhì)水位自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；

自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，包括PLC主機(jī)柜和遠(yuǎn)程I/O控制柜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可滲透性反應(yīng)墻，其特征在于，地下水反應(yīng)主井為混凝土套管，混凝土套管上開設(shè)有多個(gè)進(jìn)水孔和一個(gè)出水孔，出水孔連接出水監(jiān)測(cè)池。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可滲透性反應(yīng)墻，其特征在于，地下水反應(yīng)主井與修復(fù)井之間填充的濾料是：底部填充粒徑為3mm的精細(xì)石英砂，其余高度填充粒徑為3cm的碎石。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可滲透性反應(yīng)墻，其特征在于，反應(yīng)單元內(nèi)的混合生物填料為赤鐵礦、沸石、淀粉粘合劑的混合物；其中，赤鐵礦采用原生赤鐵礦，沸石采用天然沸石，其粒徑均為3-5cm；淀粉選取糯玉米制得的支鏈淀粉，其粒徑15-100um，通過NaOH苛化預(yù)處理至pH＝10-11、震蕩、攪拌、晾干后將淀粉粘附至赤鐵礦表面形成淀粉-赤鐵礦螯合物，淀粉-赤鐵礦螯合物與沸石按體積比1:1均勻填充，組成混合生物填料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可滲透性反應(yīng)墻，其特征在于，混合生物填料使用土著三價(jià)鐵還原功能微生物進(jìn)行掛膜，排空菌液，進(jìn)行沖洗以去除固相表面多余的培養(yǎng)基營養(yǎng)物質(zhì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可滲透性反應(yīng)墻，其特征在于，功能微生物采用稻田土作為培養(yǎng)源進(jìn)行培養(yǎng)，微生物群落結(jié)構(gòu)包括鐵還原菌和異養(yǎng)反硝化菌。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可滲透性反應(yīng)墻，其特征在于，兩翼防滲墻采用單軸攪拌樁混凝土式截水帷幕或高密度聚乙烯柔性防滲膜截水帷幕。

8.一種采用權(quán)利要求1所述可滲透性反應(yīng)墻進(jìn)行垃圾填埋場(chǎng)地下水污染原位生物修復(fù)的方法，其特征在于：

兩翼防滲墻將地下水污染羽阻隔、使其匯流至地下水反應(yīng)主井內(nèi)，經(jīng)可滲透性反應(yīng)墻對(duì)地下水污染羽進(jìn)行處理，處理后的地下水進(jìn)入出水監(jiān)測(cè)池，若出水滿足相關(guān)地下水標(biāo)準(zhǔn)，溢流至下游含水層；如不達(dá)標(biāo)，則回灌至前端地下水反應(yīng)井循環(huán)處理。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，可滲透性反應(yīng)墻對(duì)地下水污染羽的處理是：

通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)關(guān)閉空壓機(jī)，保持地下水厭氧反應(yīng)條件，赤鐵礦三價(jià)鐵被鐵還原菌生物還原為二價(jià)鐵，有機(jī)物被氧化為碳酸氫根和二氧化碳、部分氨氮被厭氧氧化為亞硝酸鹽；與此同時(shí)，混合生物填料對(duì)污染物有著吸附作用；

通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)打開空壓機(jī)，創(chuàng)造地下水環(huán)境好氧條件，實(shí)現(xiàn)非均質(zhì)污染物在反應(yīng)單元組件內(nèi)的均勻分布，好氧條件下二價(jià)鐵被部分氧化為三價(jià)鐵，部分二價(jià)鐵被沸石-赤鐵礦所吸附，亞硝酸鹽被部分氧化為硝酸鹽，氨氮被氧化為硝酸鹽、亞硝酸鹽；

通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)關(guān)閉空壓機(jī)，使地下水進(jìn)入?yún)捬鯒l件，三價(jià)鐵繼續(xù)被還原為二價(jià)鐵，有機(jī)物、氨氮被持續(xù)氧化；體系內(nèi)硝酸鹽、亞硝酸鹽污染物在反硝化菌功能微生物作用下被轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，即自?dòng)化控制空壓機(jī)曝氣，創(chuàng)造間歇性厭氧-好氧環(huán)境，實(shí)現(xiàn)碳氮污染物的同步去除。