專利名稱：可滲透反應格柵原位水力再生技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可滲透反應格柵原位水力再生技術，能夠經(jīng)濟、有效且無二次污染的對可滲透反應格柵進行原位再生，屬地下水修復技術領域。
背景技術：
可滲透反應格柵(Permeable reactive barriers,PRB)技術是興起于20世紀90年代的地下水污染原位修復技術。該技術綜合有物理、化學、生物三種修復機理，污染物通過與反應介質發(fā)生吸附、沉淀、過濾、生物降解等作用而從地下水中去除。PRB技術具有處理效率高、系統(tǒng)搭建簡單等特點，在國內(nèi)外已得到了廣泛的研究和應用。但在PRB系統(tǒng)運行過程中，由于沉淀物積累或生物膜脫落等，易產(chǎn)生系統(tǒng)堵塞現(xiàn)象， 從而減少其使用年限。當PRB系統(tǒng)失效后，通常采用更換填料介質的方式使其恢復運行，但該方法不僅施工難度大，而且成本高，替換出的填料還需要做進一步妥善處理，否則可能會對環(huán)境造成二次污染。抽水處理技術是一項起步較早且已發(fā)展較成熟的地下水污染控制技術。該技術通過抽出被污染的地下水或者注入凈水形成水力阻隔區(qū)，控制污染物在地下水中擴散。抽出的受污染的地下水被送至污水處理廠或者地表處理設施進行處理。

發(fā)明內(nèi)容
為解決PRB系統(tǒng)由于沉淀物積累或生物膜脫落等而產(chǎn)生的堵塞問題，本發(fā)明提供一種經(jīng)濟、有效且無二次污染的可滲透反應格柵原位水力再生技術。該技術所構建的系統(tǒng)主要出抽水井(群)和注水井(群)組成。抽水井(群)布置在PRB系統(tǒng)進水區(qū)域，注水井(群)布置在PRB系統(tǒng)出水區(qū)域。抽水井(群)和注水井(群)同時開啟時，即在天然地下水流場的基礎上疊加了一個局部人工流場，該流場水流方向與原地下水流方向相反，其流速由抽水井(群)和注水井(群)抽注水時形成的臨時水位差決定。抽水井(群)和注水井(群)的數(shù)量、平面位置、結構及抽注水量，不僅與實際水文地質條件及污染物分布特征有關，而且與PRB系統(tǒng)本身的延伸寬度、厚度及平面位置有關。由于進入PRB系統(tǒng)的污染物的濃度分布不同，在污染物濃度較大的區(qū)域，反應相對劇烈，產(chǎn)生的沉淀物或生長的微生物更多，從而更易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，因此在PRB系統(tǒng)上游污染物濃度相對集中區(qū)域，宜增設抽水井的數(shù)量或增加該區(qū)域中抽水井的抽水量。該技術所構建的系統(tǒng)可先開啟抽水井(群)，將抽出的水處理達標后，作為凈水注入注水井(群)中，以達到節(jié)約水資源、提高水的再生利用率的目的。該技術所構建的系統(tǒng)也可只由抽水井(群)構成，但該形式比較適用于地下水流緩慢且PRB系統(tǒng)堵塞相對不嚴重的情況。為了避免抽水井(群)與PRB裝置之間的地層介質堵塞，可將此部分原有介質更換為粒徑較大的礫石或卵石。本發(fā)明的有益效果
(I)原位再生已堵塞的PRB系統(tǒng)，延長了其使用壽命。(2)與傳統(tǒng)的更換填料方式相比，本發(fā)明技術施工難度小、投資少，增加了填料的重復利用率，節(jié)省了挖掘過程及填料后續(xù)處理所產(chǎn)生的費用。(3)本發(fā)明利用水力再生原理，對地下水環(huán)境不造成二次污染。(4)抽出的水處理達標回用，節(jié)約了水資源，提高了水的再生利用率。
(5)系統(tǒng)形式多樣，適用范圍廣。根據(jù)水文地質條件、污染物分布特征及PRB的實際狀況不同，該系統(tǒng)的抽水井(群)和注水井(群)的數(shù)量、平面位置、結構及抽注水量可多樣性變化。


圖I是一種可滲透反應格柵原位水力再生技術系統(tǒng)示意圖。圖2是該系統(tǒng)的模擬裝置平面示意圖。圖3是該系統(tǒng)的模擬裝置剖面示意圖。圖標說明1.抽水井群、2. PRB、3.注水井群、4.地下水流方向、5.潛水面、6.隔水
底板、7.含水層、8.表面覆土
具體實施例方式本發(fā)明可滲透反應格柵原位水力再生技術系統(tǒng)如圖I所示。同時開啟抽水井(群)I和注水井(群)3，形成一局部的與天然地下水流場方向相反的人工流場，在該流場的作用下，凈水由PRB系統(tǒng)的出水端進入、進水端流出，對PRB系統(tǒng)中的填料產(chǎn)生反沖洗作用，使其中的沉淀物或脫落生物膜等隨著水流從抽水井(群)I被抽出，從而解決了 PRB系統(tǒng)的堵塞問題，使其得到再生。也可先開啟抽水井(群)1，將抽出的受污染的地下水處理達標后注入注水井(群)3中，以達到節(jié)約水資源、提高水的再生利用率的目的。當?shù)叵滤骶徛襊RB系統(tǒng)堵塞情況相對不嚴重時，也可只設抽水井(群)I。為了避免抽水井(群)I與PRB裝置2之間的地層介質堵塞，可將此部分原有介質更換為粒徑較大的礫石或卵石。
權利要求
1.一種可滲透反應格柵原位水力再生技術，其特征在干系統(tǒng)由抽水井(群)和注水井(群)組成，抽水井(群)布置在PRB系統(tǒng)進水區(qū)域，注水井(群)布置在PRB系統(tǒng)出水區(qū)域。同時開啟抽水井(群)和注水井(群)，形成一局部的與天然地下水流場方向相反的人工流場，對PRB系統(tǒng)中的填料產(chǎn)生反沖洗作用，使其中的沉淀物或脫落生物膜等隨著水流從抽水井(群)被抽出，使因堵塞失效的PRB系統(tǒng)得到再生。
2.根據(jù)權利要求I所述的可滲透反應格柵原位水力再生技術，其特征在于所述的抽水井(群)和注水井(群)也可不同時開啟，而是先開啟抽水井(群)，將抽出的受污染的地下水處理達標后注入注水井(群)中，以達到節(jié)約水資源、提高水的再生利用率的目的。
3.根據(jù)權利要求I所述的可滲透反應格柵原位水力再生技術，其特征在于當?shù)叵滤骶徛襊RB系統(tǒng)堵塞情況相對不嚴重時，所述的注水井(群)可省略，而只設置抽水井(群)。
4.根據(jù)權利要求I所述的可滲透反應格柵原位水力再生技術，其特征在于所述的抽水井(群)和注水井(群)的數(shù)量、平面位置、結構及抽注水量可根據(jù)水文地質條件、污染物分布特征及PRB的實際狀況不同而多樣性變化。
5.根據(jù)權利要求I所述的可滲透反應格柵原位水力再生技術，其特征在于所述的人エ流場，其流速出抽注水(或單抽水)時形成的臨時水位差決定，通過控制抽、注水井(或抽水井)的抽注水(或單抽水)強度來控制系統(tǒng)反沖洗強度。
6.根據(jù)權利要求I所述的可滲透反應格柵原位水力再生技術，其特征在于為避免抽水井(群)與PRB裝置之間的地層介質堵塞，可將此部分原有介質更換為粒徑較大的礫石或卵石。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可滲透反應格柵原位水力再生技術。該技術所構建的系統(tǒng)由抽水井(群)和注水井(群)組成，抽水井(群)布置在PRB系統(tǒng)進水區(qū)域，注水井(群)布置在PRB系統(tǒng)出水區(qū)域。該技術解決了PRB系統(tǒng)由于沉淀物積累或生物膜脫落等而產(chǎn)生的堵塞問題，在對地下水環(huán)境不造成二次污染的前提下，延長了PRB系統(tǒng)的使用壽命，增加了填料的重復利用率，節(jié)省了挖掘過程及填料后續(xù)處理所產(chǎn)生的費用。該技術所構建的系統(tǒng)有抽注同時聯(lián)用、先抽后注及單抽等多種運行方式，抽出的水處理達標后，可作為凈水注入注水井(群)中，以節(jié)約水資源，提高水的再生利用率。該系統(tǒng)的抽水井(群)和注水井(群)的數(shù)量、平面位置、結構及抽注水量可變化。
文檔編號C02F3/00GK102689981SQ20111006756
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權日2011年3月21日
發(fā)明者井柳新, 王鶴立 申請人:中國地質大學(北京)