用于減少未凈化的水中的雜質(zhì)成分的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1的前序部分所述的一種用于減少未凈化的水中的從由金屬、準金屬、硝酸鹽或亞硝酸鹽組成的組中選擇的至少一種雜質(zhì)成分的方法，本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在此使用的，術(shù)語“人工地下水”用于表示滲透地表水，術(shù)語“未凈化的水”則表示地下水、人工地下水或地表水。
[0003]在很多地方，為了移除鐵，飲用水需要處理和凈化并通過增加氧氣至水中使錳在水處理廠中被處理。這導(dǎo)致了雜質(zhì)的沉淀，其被過濾出來并留下了剩余的純凈水。氧氣一般以純氧的形式被添加至水中，或是通過使用階式曝氣裝置在水中充氣。因為將金屬離子從溶液中沉淀出來所需要的氧濃度比較低，鐵和錳通過上述的過濾過程被沉淀出來，其中過濾器包含一個或多個可被水通過的砂墊層。因為砂墊層作為過濾材料必須不斷地被還原從而加強對被沉淀的錳和鐵金屬離子的移除，因此對于這樣的凈化裝置的資本投資和操作成本是相當大的。
[0004]可選擇地，如瑞典專利說明書N0.6903544-2S所述，地下水在原位被凈化。通過以預(yù)定的距離垂直設(shè)置并圍繞抽水井或抽取管的多個衛(wèi)星井或衛(wèi)星管道，含氧或釋放氧的物質(zhì)的水被間歇地引進蓄水層中。
[0005]作為在此使用的，術(shù)語“衛(wèi)星井”被用于表示垂直設(shè)置在蓄水層里的任何裝置，通過這些裝置，被處理的水可被引進用于凈化水的過濾器、盆地、蓄水層或相似的凈化或過濾系統(tǒng)。然而，應(yīng)當理解的是，衛(wèi)星井同樣應(yīng)用于回收水，以便將其引入其他的衛(wèi)星井里。衛(wèi)星井的代表性示例包括井、管道、軟管、導(dǎo)管和相似的設(shè)備。
[0006]氧化的水被引進蓄水層從而為某些微生物的成長提供合適的環(huán)境并增強其在現(xiàn)有的地面層的化合物的化學(xué)和代謝的吸附、氧化和沉淀，從而利用地面層作為反應(yīng)和過濾的介質(zhì)。使用的微生物通常為主要在氧化和還原環(huán)境之間建立的區(qū)域中比較活躍的生物體。含有氧氣或釋放氧氣的物質(zhì)的水在超過24小時的時間內(nèi)被間歇地添加。在添加被氧化的水或包含釋放氧氣的物質(zhì)的水的過程中，抽水井不可被作為凈化水源使用，這是因為抽水井和衛(wèi)星井的同時使用會導(dǎo)致過濾機構(gòu)的故障或?qū)ζ洳僮髟斐筛蓴_，從而導(dǎo)致水的品質(zhì)的惡化。為了在連續(xù)的基礎(chǔ)上抽取水，需要兩個或多個用于儲存的抽水井或合適的裝置來克服上述的不足，并使凈化水的回收能夠在至少兩個抽水井之間或是井和儲存裝置之間交替。在來自交替提取源的凈化水的回收過程中，如果需要的話，則在休眠的一個或多個抽水井上進行重建。
[0007]為了消除不連續(xù)的抽水存在的缺點，在原位的地下水凈化的另一個可替代的選擇在瑞典專利說明書N0.8206393-4中被描述，。本發(fā)明的優(yōu)勢在于對消除了兩個或多個抽水井的需求，并允許凈化水被從單一抽水井中連續(xù)地用栗抽取。
[0008]在該方法的操作中，被氧化/處理后的水被供給至至少一個但少于所有的衛(wèi)星井，在這樣的引入過程的同事，為了創(chuàng)造用于污染物的吸附、轉(zhuǎn)化、氧化、沉淀或揮發(fā)的凈化區(qū)域的目的，水從至少一個衛(wèi)星井中被提取。特別地，被氧化劑或其他有益添加劑處理過的水被用于減少來自未經(jīng)處理的水的污染物的濃度，使得水被“凈化”。供給至衛(wèi)星井的水可包括從至少一個其他衛(wèi)星井抽取的處理過的水，并且如果需要的話，也可以是來自抽取裝置的被凈化的水的一部分。
[0009]通過改變將處理水引入其中的衛(wèi)星井的數(shù)量，以及通過替換回收水的衛(wèi)星井，用戶可優(yōu)化具有沉淀污染物的凈化區(qū)域。取決于凈化系統(tǒng)的尺寸、水文地質(zhì)條件、地球生物化學(xué)條件以及包含雜質(zhì)的水的濃度等，多于兩個的任何數(shù)量的衛(wèi)星井可以被使用在該系統(tǒng)中。處理后的水可被引進衛(wèi)星井中停留一個預(yù)定的時間段，如從幾個小時到幾天或更長。
[0010]根據(jù)瑞典專利說明書N0.8206393-4中所述的過程還允許利用盆地對未凈化的水進行連續(xù)過濾和凈化，其中具有自然生成或人工制造材料的過濾器被包含以及利用。例如，土壤可被挖掘從而形成具有覆蓋物表面的盆地狀的槽，并且粘土、混凝土、塑料、防水布等等可被應(yīng)用到覆蓋物表面中從而形成內(nèi)壁。用于引進被處理的水的衛(wèi)星井，被垂直設(shè)置于在盆地內(nèi)部的覆蓋物的內(nèi)部，并且盆地被過濾材料如沙所填滿。抽取裝置可位于盆地的中部，用于引進處理后的水的衛(wèi)星井被設(shè)置在覆蓋物和盆地中部之間，并圍繞著盆地的內(nèi)壁的外圍的內(nèi)部，以便可通過多個衛(wèi)星井將處理后的水引進凈化系統(tǒng)、可通過至少一個衛(wèi)星井進行抽水以及可通過抽水裝置對凈化后的水回收。在人工的蓄水層中，水被間歇地從至少一個衛(wèi)星井中抽取出來、被處理以及進一步被引進到至少一個其他的衛(wèi)星井中。以這種方式在用于再充水的衛(wèi)星井和用于回收水的衛(wèi)星井之間進行替換可有效地替換用于對污染物沉淀進行凈化的區(qū)域。
[0011]W002/48469描述了用于凈化水的裝置和方法，其也可應(yīng)用在人工的蓄水層中，例如，填滿沙或其他相似材料的盆地。在說明書中，靠著環(huán)境土壤的緊繃的布被描述為被設(shè)置在土壤表面下方，這意味著頂部部分對大氣環(huán)境是開放的。相同的設(shè)置在瑞典專利說明書N0.8206393也有記載。這會導(dǎo)致來自盆地的材料的溢出或消融，其原因在于未凈化的水的滲透和對衛(wèi)星井的充填在盆地中所產(chǎn)生的高水壓。
[0012]EP04749194.9描述了分別減少流過含有天然形成的過濾材料的盆地的未凈化的水中的金屬、準金屬、硝酸鹽和亞硝酸鹽成分的方法，其中在減少包含氧氣或釋放氧氣的物質(zhì)的水中的金屬或準金屬成分和/或天然存在的微生物的代謝反應(yīng)的情況下，以及在減少包含脫氮生物或基質(zhì)的水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽的成分的情況下，未凈化的水因此而通過多個圍繞用于凈化水的至少一個抽水機設(shè)置的多個衛(wèi)星井被引進至盆地中。該方法的特征在于，所述包含氧氣或釋放氧氣的物質(zhì)、和/或天然存在的微生物的代謝反應(yīng)、或脫氮生物和/或基質(zhì)的水因此通過垂直地設(shè)置在盤上的衛(wèi)星井被均勻地分配，被凈化的水通過水平設(shè)置的供給管道被供給到盆地中，并且對來自至少一個抽水井的已凈化的水進行抽取，從而導(dǎo)致圍繞著所述至少一個抽水井產(chǎn)生實質(zhì)上的負壓。
[0013]更多地，根據(jù)所述文件，該盆地通過不透氣和不透水的材料被密封，從而使所有通過該材料的輸入口和輸出口不透氣也不透水。
[0014]當水穿過由垂直設(shè)置并圍繞抽水井的多個衛(wèi)星井形成的反應(yīng)區(qū)域被凈化時，來自注入水的衛(wèi)星井的流動方式變得與被凈化后的水的流動方式大致平行。當平行的流動方式被建立，不連續(xù)的徑向凈化方式在衛(wèi)星井之間以及衛(wèi)星井和抽水井之間被開發(fā)時，會導(dǎo)致未凈化的水僅得到效果不好的凈化。因為發(fā)生在靠近抽水井的蓄水層中的鐵和錳的沉淀，這逐漸減少了抽水井的可操作性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]被氧化的水或是添加不同添加劑的水在此被稱為處理后的水。
[0016]本發(fā)明的目的是為消除原位方法中的上述缺點，在該等原位方法中，處理后的水被從垂直點來源被水平地分配，這是上述方法的共同特征。
[0017]處理后的水的流動方式在這樣的配置中將會與待處理的未凈化的水平行，從而妨礙處理后的水和未凈化的水之間的正確混合，并使得對未凈化的水的化學(xué)/生物凈化更低效。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，當使用用于處理后的水的兩個或多個滲透裝置，并將至少一個滲透裝置水平設(shè)置地在未凈化的水的注入位置的上側(cè)，至少一個滲透裝置蛇在水平設(shè)置地在未凈化的水的注入位置的下側(cè)時，該問題被排除。通過在水平滲透裝置的上側(cè)和下側(cè)之間對處理后的水的回收和滲透進行交替，使基本上垂直流動的處理后的水在這些滲透裝置之間生成，從而沿著垂直于未凈化的水的流動的方向分配處理后的水。這將會為在蓄水層/盆地的較大部分之上的化學(xué)/生物過程建立一個大的且更有效的處理區(qū)域。同時通過不透膜的輸入口的數(shù)量也被徹底地最小化，其可消除通過不透膜的水的泄漏。同樣地，衛(wèi)星井和它們的栗被移除，從而使建造更容易以及過程更加劃算。
【附圖說明】
[0019]通過非限制性的例子，本發(fā)明將通過參考和附圖被描述如下:
[0020]圖1為根據(jù)用于未凈化的水的凈化的發(fā)明的裝置的側(cè)面示意圖；以及
[0021]圖2為具有中部抽水井和圍著所述抽水井設(shè)置的水平滲透裝置的根據(jù)本發(fā)明的裝置的俯視圖，其中供給管道和用于未凈化的水的滲透的管道通過虛線被示出，并且覆蓋表土被移除。
【具體實施方式】
[0022]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于減少未凈化的水中的從由金屬、準金屬、硝酸鹽和亞硝酸鹽組成的組選擇的至少一種雜質(zhì)成分的一個優(yōu)選的實施例的裝置，其包括設(shè)置在地面上的凹處且包括天然生成的過濾材料，如沙或其他合適的材料(未示出)的盆地或蓄水層1、至少一個在上方水平設(shè)置的滲透裝置2和至少一個在下方水平設(shè)置的滲透裝置2、至少一個基本上位于中心的抽水井3、用于把水從例如地面井(未示出)注入至水平設(shè)置的供給管道5的未凈化的水的注入管道4。如圖1所示，所述水平設(shè)置的滲透裝置2實質(zhì)上與所述供給管道5平行，并且所述至少一個上方的滲透裝置2位于所述供給管道5的上方，所述至少一個下方的