專利名稱：一種箱式折流滲透反應(yīng)格柵技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種箱式折流滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，屬于地下水原位修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
地下水作為 水資源的重要組成部分，是主要的飲用水源和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)原料，對我國國民經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展起到重要作用。隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，對地下水資源的要求亦越來越高，然而，由于人類對生產(chǎn)、生活所產(chǎn)生的固體、液體等廢棄物處置不當(dāng)，從不同途徑對地下水造成污染，據(jù)調(diào)查，我國地下水污染問題十分嚴(yán)重，除天然劣質(zhì)地下水外，全國近25 %的平原地區(qū)地下水已受到不同程度的污染。地下水中常見污染物包括“三氮”、重金屬(汞、鎘、鉛、鉻等)及一些難分解的有機(jī)物，飲用受污染的地下水會對人類健康造成可怕的危害，受污染地下水用于工業(yè)生產(chǎn)會加快設(shè)備腐蝕、影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至使生產(chǎn)不能進(jìn)行下去。因此，加強(qiáng)地下水污染的防御與治理工作，對保障飲水安全，實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會、人與自然和諧以及經(jīng)濟(jì)社會全面，協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。典型的地下水修復(fù)技術(shù)主要異位修復(fù)技術(shù)和原位修復(fù)技術(shù)。異位修復(fù)技術(shù)由于受地下水水力條件的限制，其清除污染物的量是有限的，而且成本相對很高。原位修復(fù)技術(shù)是在認(rèn)為干擾的條件下省去抽出過程在原位將受污染地下水進(jìn)行修復(fù)的技術(shù)，可滲透反應(yīng)格柵技術(shù)(Permeable reactive barriers,PRB)是近年來迅速發(fā)展的一種地下水原位修復(fù)技術(shù)，PRB技術(shù)可有效去除地下水中的重金屬、無機(jī)陰離子、有機(jī)物等污染物質(zhì)，具有良好的發(fā)展前景。該技術(shù)及不需要外加動力裝置，也不需設(shè)置地面處理設(shè)施，除需要長期監(jiān)測外，幾乎不需運(yùn)行費(fèi)用。PRB技術(shù)在運(yùn)行過程存在如下確定(I)對于多種污染物并存的地下水，常常需要采用多種介質(zhì)復(fù)合的PRB，這樣會給施工過程中投加不同介質(zhì)帶來很大麻煩；(2)PRB運(yùn)行一段時(shí)間后會發(fā)生介質(zhì)吸附飽和、失活或堵塞等現(xiàn)象，這時(shí)需要把埋在地下的反應(yīng)介質(zhì)，進(jìn)行挖出再生/更換，散亂堆放在地下的反應(yīng)介質(zhì)對再生/更換帶來很大不便；(3)某反應(yīng)介質(zhì)在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于自身性質(zhì)發(fā)生變化使其機(jī)械強(qiáng)度降低，造成地面塌陷；現(xiàn)有PRB技術(shù)水流方向均為側(cè)向流，如需增加污染物與反應(yīng)介質(zhì)的接觸時(shí)間，只能通過加寬反應(yīng)介質(zhì)的厚度在實(shí)現(xiàn)，造成基建費(fèi)用增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種箱式折流滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，是一種便于運(yùn)行管理且可強(qiáng)化反污染物與反應(yīng)介質(zhì)傳質(zhì)效果的箱式折流PRB技術(shù)；其反應(yīng)介質(zhì)填裝、再生、更換方便；改變水力流態(tài)，增加傳質(zhì)效率；箱體機(jī)械強(qiáng)度高，反應(yīng)介質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度下降后不會發(fā)生地面塌陷現(xiàn)象。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種箱式折流滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，由反應(yīng)介質(zhì)和介質(zhì)箱組成；其特征在于具體步驟如下將介質(zhì)預(yù)先裝入長方體的介質(zhì)箱內(nèi)，通過對介質(zhì)箱的擺放，將滲透反應(yīng)格柵分割成2-6個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)室，使水流在呈上下折流流態(tài)通過PRB反應(yīng)器，達(dá)到去除水中污染物；其中介質(zhì)箱的擺放如下迎水面第一層介質(zhì)箱安裝順序由上到下分別介質(zhì)箱A、1-6個(gè)介質(zhì)箱B，介質(zhì)箱C，第二層介質(zhì)箱安裝順序由下到上分別介質(zhì)箱A、1-6個(gè)介質(zhì)箱B具體數(shù)量由當(dāng)?shù)睾畬雍穸葲Q定、介質(zhì)箱C，此后奇數(shù)層安裝順序與第一層相同，偶數(shù)層安裝順序與第二層相同，介質(zhì)箱層數(shù)與當(dāng)?shù)氐叵滤芪廴境潭扔嘘P(guān)，一般為2-6層所述的介質(zhì)箱由涂有防腐材料的鋼板和鋼網(wǎng)構(gòu)成，鋼板厚度3_5mm，鋼網(wǎng)網(wǎng)孔大小與所填裝介質(zhì)粒徑大小有關(guān)。所述的介質(zhì)箱長在I. 0 2. Om之間，寬在0. 5m I. Om之間，高在0. 5m I. 5m之間。所述的介質(zhì)箱共分三種，分別命名為A、B、C介質(zhì)箱，A介質(zhì)箱正面即迎水面為鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)，背面均為鋼板結(jié)構(gòu)介質(zhì)箱正面、背面均為鋼板結(jié)構(gòu)；(介質(zhì)箱正面為鋼板結(jié)構(gòu)、背面均為鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)，A、B、C介質(zhì)箱均不設(shè)置頂蓋，左右側(cè)面均為鋼板結(jié)構(gòu)、下底均為鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)。所述的介質(zhì)箱底部5cm處沿介質(zhì)箱四個(gè)內(nèi)壁焊接高為IOcm的環(huán)狀鋼板底腳，介質(zhì)箱底部鋼網(wǎng)固定在環(huán)狀鋼板底腳上沿。本發(fā)明的積極效果
(I)反應(yīng)介質(zhì)填裝、再生、更換方便。當(dāng)在安裝PRB的時(shí)候?qū)⒎磻?yīng)介質(zhì)直接填裝到介質(zhì)箱中，尤其是在處理多種污染物共同污染的地下水時(shí)，需填裝多種介質(zhì)，這時(shí)可將不同介質(zhì)填裝在不同的介質(zhì)箱中，避免不傳統(tǒng)PRB中不同介質(zhì)在填裝時(shí)易發(fā)生混雜的現(xiàn)象。當(dāng)介質(zhì)需要再生/更換時(shí)，可直接通過起吊設(shè)備將介質(zhì)箱吊出，較傳統(tǒng)PRB需從地下挖出反應(yīng)介質(zhì)更方便。(2)改變水力流態(tài)，增加傳質(zhì)效率。地下水通過箱式折流PRB時(shí)呈上下折流流動，可增加水中污染物與介質(zhì)的接觸，提高傳質(zhì)效率。(3)箱體機(jī)械強(qiáng)度高，反應(yīng)介質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度下降后不會發(fā)生地面塌陷現(xiàn)象。


圖I是一種箱式折流PRB處理技術(shù)系統(tǒng)示意圖。圖2是介質(zhì)箱A正視圖。圖3是介質(zhì)箱A俯視圖。圖4是介質(zhì)箱A后視圖。圖5是介質(zhì)箱B正視圖。圖6是介質(zhì)箱B俯視圖。圖7是介質(zhì)箱B后視圖。圖8是介質(zhì)箱C正視圖。 圖9是介質(zhì)箱C俯視圖。圖10是介質(zhì)箱C后視圖。圖標(biāo)說明1、介質(zhì)箱A正面鋼網(wǎng)；2、介質(zhì)箱底腳；3、介質(zhì)箱右翼片；4、介質(zhì)箱左翼片；5、介質(zhì)箱A底面鋼網(wǎng)；6、介質(zhì)箱A背面鋼板；7、介質(zhì)箱B正面鋼板；8、介質(zhì)箱B背面鋼板；9、介質(zhì)箱B底面鋼網(wǎng)；10、介質(zhì)箱C正面鋼板；11、介質(zhì)箱C底面鋼網(wǎng)；12、介質(zhì)箱C背面鋼網(wǎng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述如圖1-10所示；一種箱式折流滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，由反應(yīng)介質(zhì)和介質(zhì)箱組成；其特征在于具體步驟如下將介質(zhì)預(yù)先裝入長方體的介質(zhì)箱內(nèi)，通過對介質(zhì)箱的擺放，將滲透反應(yīng)格柵分割成2-6個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)室，使水流在呈上下折流流態(tài)通過PRB反應(yīng)器，達(dá)到去除水中污染物；其中介質(zhì)箱的擺放如下迎水面第一層介質(zhì)箱安裝順序由上到下分別介質(zhì)箱A、1-6個(gè)介質(zhì)箱B，介質(zhì)箱C，第二層介質(zhì)箱安裝順序由下到上分別介質(zhì)箱A、1-6個(gè)介質(zhì)箱B具體數(shù)量由當(dāng)?shù)睾畬雍穸葲Q定、介質(zhì)箱C，此后奇數(shù)層安裝順序與第一層相同，偶數(shù)層安裝順序與第二層相同，介質(zhì)箱層數(shù)與當(dāng)?shù)氐叵滤芪廴境潭扔嘘P(guān)，一般為2-6層。
所述的介質(zhì)箱由涂有防腐材料的鋼板和鋼網(wǎng)構(gòu)成，鋼板厚度3-5_，鋼網(wǎng)網(wǎng)孔大小與所填裝介質(zhì)粒徑大小有關(guān)。所述的介質(zhì)箱長在I. 0 2. Om之間，寬在0. 5m I. Om之間，高在0. 5m I. 5m之間。所述的介質(zhì)箱共分三種，分別命名為A、B、C介質(zhì)箱，A介質(zhì)箱正面即迎水面為鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)，背面均為鋼板結(jié)構(gòu)介質(zhì)箱正面、背面均為鋼板結(jié)構(gòu)；(介質(zhì)箱正面為鋼板結(jié)構(gòu)、背面均為鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)，A、B、C介質(zhì)箱均不設(shè)置頂蓋，左右側(cè)面均為鋼板結(jié)構(gòu)、下底均為鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)。所述的介質(zhì)箱底部5cm處沿介質(zhì)箱四個(gè)內(nèi)壁焊接高為IOcm的環(huán)狀鋼板底腳，介質(zhì)箱底部鋼網(wǎng)固定在環(huán)狀鋼板底腳上沿。在安裝過程中上下相鄰介質(zhì)箱，上一層介質(zhì)箱底腳2需嵌入與下一層介質(zhì)箱頂部，用于防止水流通過上下層介質(zhì)箱結(jié)合處外滲；左右相鄰介質(zhì)箱安裝時(shí)左右翼片3、4)用于防止水流越過左右相鄰介質(zhì)箱結(jié)合處產(chǎn)生短流現(xiàn)象；在應(yīng)用時(shí)受污染的地下水從箱式折流PRB第一層介質(zhì)箱A正面鋼網(wǎng)I進(jìn)入介質(zhì)箱內(nèi)A，之后通過介質(zhì)箱A底部鋼網(wǎng)5進(jìn)入介質(zhì)箱B，再由介質(zhì)箱B底部鋼網(wǎng)9流入介質(zhì)箱C (當(dāng)設(shè)置n個(gè)介質(zhì)箱B時(shí)，則水流依次有第一個(gè)流至第n個(gè)介質(zhì)箱B，最后進(jìn)入介質(zhì)箱C)，之后通過介質(zhì)箱C背面鋼網(wǎng)12進(jìn)入第二層介質(zhì)箱A，隨后水流由下至上依次通過介質(zhì)箱B進(jìn)入介質(zhì)箱C，再由第二層介質(zhì)箱C背面鋼網(wǎng)進(jìn)入第三層介質(zhì)箱A中，在此之后水流流態(tài)奇數(shù)層與第一層相同，偶數(shù)層與第二層相同，最后水流通過第N層介質(zhì)箱C背面鋼網(wǎng)流出。實(shí)施例I
某地區(qū)潛層水含水層厚度為7. 2m，主要由砂和砂礫石組成，粒徑均〈O. 25mm,為均質(zhì)含水層。地下水流速為0. 5m/d，水質(zhì)為pH為7. 2、Cr (IV )濃度為0. 821mg/L、PCBs (多氯聯(lián)苯)濃度為I. 843mg/Lo根據(jù)該地區(qū)地含水層厚度及地下水水質(zhì)，采用三層箱式折流PRB技術(shù)對其進(jìn)行處理，箱式折流PRB尺寸為長20m、寬I. 5m、高7. 5m，介質(zhì)箱規(guī)格為長2m、寬0. 5m、高I. 5m，第一、三層縱向設(shè)置5個(gè)介質(zhì)箱，由上至下分別為A、B、B、B、C，橫向設(shè)置20個(gè)介質(zhì)箱；第二層縱向設(shè)置5個(gè)介質(zhì)箱，由上至下分別為C、B、B、B、A，橫向設(shè)置20個(gè)介質(zhì)箱；第一層所有介質(zhì)箱均填裝0. 5-lmm的活性炭顆粒,第二、三層所有介質(zhì)箱均填粒徑為0. 5-lmm的零價(jià)鐵顆粒，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，對Cr (IV )和PCBs的處理效果良好，平均去除率分別為92%和95%，出水水質(zhì)達(dá)到地下水水質(zhì)III標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種箱式折流滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，由反應(yīng)介質(zhì)和介質(zhì)箱組成；其特征在于具體步驟如下將介質(zhì)預(yù)先裝入長方體的介質(zhì)箱內(nèi)，通過對介質(zhì)箱的擺放，將滲透反應(yīng)格柵分割成2-6個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)室，使水流在呈上下折流流態(tài)通過PRB反應(yīng)器，達(dá)到去除水中污染物；其中介質(zhì)箱的擺放如下迎水面第一層介質(zhì)箱安裝順序由上到下分別介質(zhì)箱A、1-6個(gè)介質(zhì)箱B，介質(zhì)箱C，第二層介質(zhì)箱安裝順序由下到上分別介質(zhì)箱A、1-6個(gè)介質(zhì)箱B具體數(shù)量由當(dāng)?shù)睾畬雍穸葲Q定、介質(zhì)箱C，此后奇數(shù)層安裝順序與第一層相同，偶數(shù)層安裝順序與第二層相同，介質(zhì)箱層數(shù)與當(dāng)?shù)氐叵滤芪廴境潭扔嘘P(guān)，一般為2-6層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種箱式折流滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，其特征在于所述的介質(zhì)箱由涂有防腐材料的鋼板和鋼網(wǎng)構(gòu)成，鋼板厚度3-5_，鋼網(wǎng)網(wǎng)孔大小與所填裝介質(zhì)粒徑大小有關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種箱式折流滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，其特征在于所述的介質(zhì)箱 長在I. O 2. Om之間，寬在0. 5m I. Om之間，高在0. 5m I. 5m之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種箱式折流滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，其特征在于所述的介質(zhì)箱共分三種，分別命名為A、B、C介質(zhì)箱，A介質(zhì)箱正面即迎水面為鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)，背面均為鋼板結(jié)構(gòu)介質(zhì)箱正面、背面均為鋼板結(jié)構(gòu)；(介質(zhì)箱正面為鋼板結(jié)構(gòu)、背面均為鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)，A、B、C介質(zhì)箱均不設(shè)置頂蓋，左右側(cè)面均為鋼板結(jié)構(gòu)、下底均為鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種箱式折流滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，其特征在于所述的介質(zhì)箱底部5cm處沿介質(zhì)箱四個(gè)內(nèi)壁焊接高為IOcm的環(huán)狀鋼板底腳，介質(zhì)箱底部鋼網(wǎng)固定在環(huán)狀鋼板底腳上沿。
全文摘要
本發(fā)明一種箱式折流滲透反應(yīng)格柵技術(shù)，其特征在于具體步驟如下將介質(zhì)預(yù)先裝入長方體的介質(zhì)箱內(nèi)，通過對介質(zhì)箱的擺放，將滲透反應(yīng)格柵分割成2-6個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)室，使水流在呈上下折流流態(tài)通過PRB反應(yīng)器，達(dá)到去除水中污染物；其具有反應(yīng)介質(zhì)填裝、再生、更換方便；傳質(zhì)效率高等優(yōu)點(diǎn)，可經(jīng)濟(jì)、高效對地下水進(jìn)行原位修復(fù)，且由于介質(zhì)裝填在介質(zhì)箱內(nèi)，運(yùn)行一段時(shí)間后反應(yīng)介質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度下降不會發(fā)生地面塌陷現(xiàn)象。
文檔編號C02F9/04GK102616960SQ20121010630
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者付余, 李廣, 李晶, 韓相奎 申請人:吉林建筑工程學(xué)院