一種用於地下水汙染修復的可滲透反應牆裝置的製作方法

2023-04-28 21:11:26 1

本實用新型屬於地下水汙染修復技術領域，具體涉及一種用於地下水汙染修復的可滲透反應牆裝置。

背景技術：

地下水的汙染物主要來自危險廢物處置場、化糞池、地下汙水管洩漏、農田徑流中攜帶的農藥和化肥殘留物、城市垃圾和高速公路的廢物(如化雪用鹽)、地下或露天礦場、受汙染的地表水、地下貯油罐與輸油管線洩漏以及有機液體的事故性洩漏等。地下水遭受汙染主要是受人為汙染和自然汙染兩種方式影響，其中人為汙染由於人類活動是有計劃進行且集中和持久，對水體會造成更嚴重的危害；地下水汙染對於人類社會可持續發展的危害已經引起政府部門和公眾的廣泛關注。國家「 十三五」規劃將地下水汙染防治列入八項重點環境保護工程之中。地下水汙染是地下水化學成分、物理性質和生物學特徵發生改變而使水質下降的現象。地表以下地層複雜，地下水流動極其緩慢。因此，地下水一旦受到汙染，即使徹底消除汙染源，也需要十幾年，甚至幾十年才能使水質復原。可滲透反應牆（PRB, Permeable Reactive Barrier）是一個位於地下的被動原位處理區，它裝填有活性材料（或稱反應介質，下同），能夠降解和滯留流經該牆體地下水的汙染組分，從而達到治理汙染地下水的目的。地下水中的汙染組分通過天然或人工的水力梯度被運送到活性材料中，經過反應介質的降解、吸附、淋濾、或者去除溶解的有機質、重金屬、氨氮以及其他汙染物質。該技術一般不需要外加動力裝置，也不需要設置地面處理設施，除需要長期監測外，幾乎不需要其他運行費用。目前被汙染的地下水水質都比較複雜，一般含有高濃度有機物、重金屬、懸浮物、氨氮等，而現有的可滲透反應牆可處理的汙染物類型少。雖然現在出現了一些新型的可滲透反應牆，但是往往只能針對少數汙染物（如氨氮或有機物）進行有效處理，對於成分複雜的水體依然難以達到較高的綜合處理效果。同時，現有的可滲透反應牆損壞之後很難進行修復和更換。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於針對現有技術存在的問題，提供一種可同時有效處理多種汙染物，並且安裝、拆卸方便的用於地下水汙染修復的可滲透反應牆裝置。

為實現上述目的，本實用新型採取的技術方案是：

一種用於地下水汙染修復的可滲透反應牆裝置，包括位於水流上遊的可滲透進水牆、位於水流下遊的可滲透過濾出水牆、以及兩側磚牆組成得牆腔；所述牆腔內設置有U型框架，U型框架內沿平行於水流的方向依次設置有還原反應牆、吸附反應牆和生物降解反應牆；所述還原反應牆、吸附反應牆和生物降解反應牆均為框箱結構；所述原反應牆、吸附反應牆、生物降解反應牆之間，以及與 U 型框架的底部之間均通過可拆卸的箱體連接層連接。

優選的，所述可滲透進水牆、可滲透過濾出水牆和兩側磚牆的底端均深入到不透水層至少0.5-1m，頂端均需高於地下水最高水位 0.5-0.8m。

優選的，所述磚牆的內、外表面均設置有防水層。

優選的，所述還原反應牆的厚度為200-250mm，所述還原反應牆內填充改性沸石和納米零價鐵顆粒。

優選的，所述還原反應牆的厚度為300-350mm，所述還原反應牆內填充砂礫，形成砂礫層；所述砂礫層中間設置有過濾網；所述過濾網的兩側分別設置有陽極電極和陰極電極；所述過濾網和所述陰極電極之間填充有吸附材料。

優選的，所述可滲透進水牆的厚度為400-500mm，填充材料為石英砂，粒徑為 2-5mm。

優選的，所述可滲透過濾出水牆的厚度為 600-700mm，填充材料為粒徑2-5mm石英砂與粒徑0.5-1mm鐵粉的混合物。

優選的，所述兩側磚牆為普通磚混結構，厚度為 500-600 mm。

優選的，所述吸附反應牆的厚度為200-300mm；所述吸附反應牆內填充生物質吸附材料和矽酸鹽；所述生物質吸附材料顆粒粒徑範圍為20-40mm，所述矽酸鹽為矽酸鹽水泥。

優選的，所述生物降解反應牆的厚度為300-500mm；所述生物降解反應牆內填充用於附著多種微生物的組合填料。

本實用新型的有益效果是：

（1）本實用新型提供的可滲透反應牆裝置對地下水中 BOD、COD、重金屬、硝酸鹽均具有良好的去除效果，大大提高可滲透反應牆對汙染地下水的修復能力，同時不會產生有毒金屬重新活化和地下水的新生汙染問題。

（2）本實用新型提供的可滲透反應牆裝置結構簡單、成本低、安全、高效，安裝、拆卸方便。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖。

圖2為本實用新型另一實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖，對本實用新型的技術方案作進一步說明。

實施例1

參照圖1，一種用於地下水汙染修復的可滲透反應牆裝置，包括位於水流上遊的可滲透進水牆（1）、位於水流下遊的可滲透過濾出水牆（8）、以及兩側磚牆（5）組成得牆腔；所述牆腔內設置有U型框架（6），U型框架（6）內沿平行於水流的方向依次設置有還原反應牆（2）、吸附反應牆（3）和生物降解反應牆（4）；所述還原反應牆（2）、吸附反應牆（3）和生物降解反應牆（4）均為框箱結構；所述原反應牆（2）、吸附反應牆（3）、生物降解反應牆（4）之間，以及與 U 型框架（6）的底部之間均通過可拆卸的箱體連接層（7）連接。

所述可滲透進水牆（1）、可滲透過濾出水牆（8）和兩側磚牆（5）的底端均深入到不透水層0.5m，頂端均需高於地下水最高水位 0.5m。

所述磚牆（5）的內、外表面均設置有防水層。

所述還原反應牆（2）的厚度為200mm，所述還原反應牆（2）內填充改性沸石和納米零價鐵顆粒。

所述可滲透進水牆（1）的厚度為400mm，填充材料為石英砂，粒徑為 2mm。

所述可滲透過濾出水牆（8）的厚度為 600mm，填充材料為粒徑2mm石英砂與粒徑0.5mm鐵粉的混合物。

所述兩側磚牆（5）為普通磚混結構，厚度為 500 mm。

所述吸附反應牆的厚度為200mm；所述吸附反應牆內填充生物質吸附材料和矽酸鹽；所述生物質吸附材料顆粒粒徑為20mm，所述矽酸鹽為矽酸鹽水泥。

所述生物降解反應牆的厚度為300mm；所述生物降解反應牆內填充用於附著多種微生物的組合填料。

實施例2

參照圖2，一種用於地下水汙染修復的可滲透反應牆裝置，包括位於水流上遊的可滲透進水牆（1）、位於水流下遊的可滲透過濾出水牆（8）、以及兩側磚牆（5）組成得牆腔；所述牆腔內設置有U型框架（6），U型框架（6）內沿平行於水流的方向依次設置有還原反應牆（2）、吸附反應牆（3）和生物降解反應牆（4）；所述還原反應牆（2）、吸附反應牆（3）和生物降解反應牆（4）均為框箱結構；所述原反應牆（2）、吸附反應牆（3）、生物降解反應牆（4）之間，以及與 U 型框架（6）的底部之間均通過可拆卸的箱體連接層連接。

所述可滲透進水牆（1）、可滲透過濾出水牆（8）和兩側磚牆（5）的底端均深入到不透水層1m，頂端均需高於地下水最高水位 0.8m。

所述磚牆（5）的內、外表面均設置有防水層。

所述還原反應牆（2）的厚度為300mm，所述還原反應牆內填充砂礫，形成砂礫層；所述砂礫層中間設置有過濾網（21）；所述過濾網（21）的兩側分別設置有陽極電極（22）和陰極電極（23）；所述過濾網（21）和所述陰極電極（23）之間填充有吸附材料。

所述可滲透進水牆（1）的厚度為500mm，填充材料為石英砂，粒徑為 5mm。

所述可滲透過濾出水牆（8）的厚度為700mm，填充材料為粒徑5mm石英砂與粒徑1mm鐵粉的混合物。

所述兩側磚牆（5）為普通磚混結構，厚度為 600 mm。

所述吸附反應牆（3）的厚度為300mm；所述吸附反應牆內填充生物質吸附材料和矽酸鹽；所述生物質吸附材料顆粒粒徑範圍為40mm，所述矽酸鹽為矽酸鹽水泥。

所述生物降解反應牆（4）的厚度為500mm；所述生物降解反應牆內填充用於附著多種微生物的組合填料。

下面對本實用新型的工作過程做詳細描述 ：

在具體使用時，地下水流先通過上遊可滲透進水牆（1）進入可滲透反應牆裝置，可滲透進水牆（1）固定在地下水層與土壤層中，既能夠對地下水流 進行簡單過濾，又能夠對可滲透反應牆整體起定型作用，避免安裝和拆卸時發生坍塌；地下水流經過可滲透進水牆（1）後，通過 U 型過濾框架（6），然後通過還原反應牆（2），在還原反應牆（2）中與反應填料發生反應，除去地下水流中的重金屬汙染物，比如Cr6+等；地下水流再依次經過吸附反應牆（3）和生物降解反應牆（4），進一步除去地下水流中的其它汙染物，比如BOD、COD等，使地下水流得到淨化和修復。

上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的構思和範圍進行限定。在不脫離本實用新型設計構思的前提下，本領域普通人員對 本實用新型的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本實用新型的保護範圍，本實用新型請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。