CN207204846U - 一种污染土壤、地下水原位反应带修复系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污染土壤、地下水原位反应带修复系统，包括：直流电源；偶数个电极井；辅助药剂注入井；电极井和辅助药剂注入井开设在污染源地下水流向的下游方向且底部均位于土壤含水层，辅助药剂注入井位于电极井的上游，电极井中具有地下水渗入电极井形成的电解液；偶数个电极，其数量与电极井的数量相等，各电极井中均插设一电极，电极插入到电极井的底部，电极的高度不低于电极井中电解液液面高度；一半电极连接直流电源的正极，另一半电极连接直流电源的负极；抽提和处理系统，通过设有过滤器的管线抽提各电极井中的电解液。本实用新型的技术方案，利于将地下水中的污染物进行拦截和浓缩，利于营养物质的扩散和迁移。

Description

一种污染土壤、地下水原位反应带修复系统

技术领域

本实用新型涉及一种污染土壤、地下水的原位强化修复系统，属于环境保护中的污染治理技术领域。

背景技术

抽出处理技术被广泛应用于污染地下水的修复工程中，其原理是将受污染的地下水抽出，采用地面上的水处理设施对其进行无害化处理，处理达标后的水可以回灌到地下或排入到地表水体中。

由于抽出处理需要进行大量水体的抽出，一般需要在修复区域布设大量的抽水井，如果场地不具备建设大量水井的条件，将影响修复的实施；大量地下水的抽出，会影响修复区域局部的水文地质条件，可能会对周围建构筑物的稳定造成不良影响；大量地下水的抽出处理，增加了修复施工的成本；抽出至达标后，过一段时间后，往往会出现“反弹现象”，即地下水中污染物的含量又超标，会导致抽出处理修复周期往往较长。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种污染土壤、地下水原位反应带阻隔修复系统。

本实用新型提供的一种污染土壤、地下水原位反应带修复系统，包括：

直流电源；

偶数个电极井，开设在污染源地下水流向的下游方向，所述电极井底部位于土壤含水层，电极井中具有地下水渗入电极井形成的电解液；

偶数个电极，其数量与电极井的数量相等，各电极井中均插设一电极，电极插入到电解液中（优选地，电极插入到电极井的底部，电极的高度不低于电极井中电解液液面高度）；一半电极连接直流电源的正极，另一半电极连接直流电源的负极；

抽提和处理系统，通过设有过滤器的管线抽提各电极井中的电解液；

辅助药剂注入井，设置在污染源地下水流向的下游、电极井的上游，辅助药剂注入井的底部位于土壤含水层。

作为优选技术方案，插设有连接直流电源正极的电极的电极井与插设有连接直流电源负极的电极的电极井交错分布。

作为优选技术方案上述的污染土壤、地下水原位反应带修复系统，其中，辅助药剂注入井的深度不大于电极井深度，辅助药剂注入井的内径不小于5cm。

作为优选技术方案，上述的污染土壤、地下水原位反应带修复系统，还包括：监测井，设置在电极井的地下水流向的下游方向，距离电极井5-10m；监测井的数量不少于电极井的数量。

作为优选技术方案，电极井内径不小于6cm，电极井的间距在4-5m范围内。

作为优选技术方案，所述直流电源为直流变频电源；所述电极为碳钢、铁、焦碳或石墨。

本实用新型的有益效果包括：

1. 本实用新型的污染土壤、地下水原位反应带修复系统，利于将地下水中的污染物进行拦截和浓缩，利于营养物质的扩散和迁移。

2. 本实用新型的污染土壤、地下水原位反应带修复系统的使用，只对电解液进行抽出了处理，避免对污染地下水进行大量的抽出，降低了能耗和成本，减少了对修复区域地质稳定性的影响。

3. 本实用新型的污染土壤、地下水原位反应带修复系统有阳极和阴极可以定期切换，从而保证土壤和地下水pH被控制在预定水平。

4. 本实用新型的污染土壤、地下水原位反应带修复系统中阳极、阴极电解液集成到单独的闭环泵出系统中，通过施加电压将地下水中的污染物进行捕捉，通过电解液调节并将电解液周期性地去除，从而实现对污染物的去除。

5. 本实用新型的污染土壤、地下水原位反应带修复系统可以在电极前端的辅助药剂加入井中加入药剂，通过电场利于营养物质的分散，从而强化微生物对污染物的降解。

6. 本实用新型的污染土壤、地下水原位反应带修复系统中的电极和电场可以在一定程度上提高土壤的温度，利于微生物对污染物的降解。

7. 本实用新型的污染土壤、地下水原位反应带修复系统可以采用太阳能板进行发电，降低工程能耗。

8. 本实用新型的污染土壤、地下水原位反应带修复系统不仅可以用于污染土壤、地下水修复（有机物、无机物均适合），还可用于沿海地区防止海水侵蚀地下水的工程。

附图说明

图1为本实用新型的污染土壤、地下水原位反应带修复系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型的污染土壤、地下水原位反应带系统，包括：

直流电源1，直流电源为直流变频电源，可以通过外接电网供电，也可以通过太阳能板发电。

偶数个电极井，开设在污染源A的地下水流向X的下游方向，电极井底部位于土壤含水层。电极井中具有地下水渗入电极井形成的电解液。电极井内径不小于6cm（一般可选择8cm），电极井的间距在4-5m范围内；电极井同时也作为电解液的抽提井，电解液处理系统为常规的废水处理系统（可根据处理对象的不同调整处理工艺），

偶数个电极，其数量与电极井的数量相等，各电极井中均插设一电极，电极插入到电解液中（优选地，电极插入到电极井的底部，电极的高度不低于电极井中电解液液面高度）。其中，一半电极连接直流电源的正极，另一半电极连接直流电源的负极；插设有连接直流电源正极的电极的电极井（简称阳极井）4与插设有连接直流电源负极的电极的电极井（简称阴极井）5交错分布（及阳极井周围分布阴极井，阴极井周围分布阳极井）。电极为碳钢、铁、焦碳或石墨等导电材质，一般以直径5cm的碳钢棒/铁棒（或者其他非金属的材质）作为电极。电极井（和电极）的数量根据场地实际情况调整，一般不少于4口井。

抽提和处理系统3，通过设有过滤器的管线抽提各电极井中的电解液；

辅助药剂注入井2，设置在污染源地下水流向的下游、电极井的上游，辅助药剂注入井的底部位于土壤含水层；其中，辅助药剂注入井的深度不大于电极井深度，辅助药剂注入井的内径不小于5cm。为了促进土壤和地下水中微生物对污染物的降解，可以向辅助药剂注入井2中添加有利于微生物生长的药剂。

监测井（图中未示出），设置在电极井的地下水流向的下游方向，距离电极井5-10m，监测井的数量不少于电极井的数量。

本实用新型的的污染土壤、地下水原位反应带修复系统的修复方法，包括如下步骤：

1）电极与直流电源连通并通电后，在直流电场的作用下，地下水流过反应带修复系统时，地下水中的带电污染离子或极性有机污染物会富集在电极井的电解液中；

2）将电极井中的电解液抽出至抽提和处理系统3中，经过无害化处理将处理达标的电解液回灌到电极井中；

3）切换直流电源的正负极的极性，重复步骤1）~2）；其中，步骤3）可重复至少一次；

4）步骤1）~3）通电处理的同时，向辅助药剂注入井2中加入有利于微生物生长的药剂。

5）通过监测井检测地下水的水质。

以下以一具体实施例对本实用新型进行进一步说明：

如图1所示，本实施例的污染土壤、地下水原位反应带系统，包括：直流电源1、电极和电极井、电解液抽提和处理系统3、辅助药剂注入井2等。

其中，直流电源1可以定期切换极性，电源电压为100V。

电极井设置在污染源下游边缘，距离污染源约35m，设置了4个电极井（2个插设有连接直流电源正极的电极的电极井4（简称阳极井），2个插设有连接直流电源负极的电极的电极井5（简称阴极井），交错分布），相邻电极井间距5m。电极井内径为8cm，采用PVC管作为井管；阴极和阳极均为直径5cm的碳钢棒，长度12m。

辅助药剂注入井2在电极井上游方向上，共设置3口，距离电极井3.5m，相邻药剂注入井间距为6m，采用直径5cm的PVC管作为井管，井管长度9m，筛孔开在地表3m以下，向其中加入富含N、C的营养物质（如碳酸铵），雨季加入固体，旱季加入50%的溶液。

通电2周后，将阳极井、阴极井中的电解液抽出至电解液抽提和处理系统3中，经过无害化处理将处理达标的电解液回灌到电极井中，并切换直流电源1的极性；继续通电2周，然后抽出电极井中的电解液抽出至电解液抽提和处理系统3中，经过无害化处理将处理达标的电解液回灌到电极井中，并切换直流电源1的极性；如此重复上述步骤，随着污染物浓度的不断降低，电解液抽出的周期可以延长到3周或4周，直流电源极性的切换周期也相应变化。

监测井设置在电极井下游，距离电极井6m，共设置6口监测井，相邻监测井的间距为5m；通电修复初期（前3个月），每月监测地下水的水质，后期（后9个月）季度监测1次。

该系统共运行了12个月，共添加碳酸铵150kg（固体）。运行3个月后，土壤中土壤中二氯苯的含量由为281.8mg/kg下降至0.25mg/kg，土壤中总石油烃的含量由6407mg/kg下降至低于300mg/kg；地下水中二氯苯的含量由13.5mg/L下降至低于0.5mg/L，地下水中总石油烃的含量由820mg/L下降至低于5mg/L。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种污染土壤、地下水原位反应带修复系统，其特征在于，包括：

直流电源；

偶数个电极井，开设在污染源地下水流向的下游方向，所述电极井底部位于土壤含水层，电极井中具有地下水渗入电极井形成的电解液；

偶数个电极，其数量与电极井的数量相等，各电极井中均插设一电极，电极插入到电解液中；一半电极连接直流电源的正极，另一半电极连接直流电源的负极；

抽提和处理系统，通过设有过滤器的管线抽提各电极井中的电解液；

辅助药剂注入井，设置在污染源地下水流向的下游、电极井的上游，辅助药剂注入井的底部位于土壤含水层。

2.根据权利要求1所述的污染土壤、地下水原位反应带修复系统，其特征在于，插设有连接直流电源正极的电极的电极井与插设有连接直流电源负极的电极的电极井交错分布。

3.根据权利要求1所述的污染土壤、地下水原位反应带修复系统，其特征在于，辅助药剂注入井的深度不大于电极井深度，辅助药剂注入井的内径不小于5cm。

4.根据权利要求1所述的污染土壤、地下水原位反应带修复系统，其特征在于，还包括：监测井，设置在电极井的地下水流向的下游方向，距离电极井5-10m。

5.根据权利要求4所述的污染土壤、地下水原位反应带修复系统，其特征在于，监测井的数量不少于电极井的数量。

6.根据权利要求1所述的污染土壤、地下水原位反应带修复系统，其特征在于，电极井内径不小于6cm，电极井的间距在4-5m范围内。

7.根据权利要求1所述的污染土壤、地下水原位反应带修复系统，其特征在于，所述直流电源为直流变频电源。

8.根据权利要求1所述的污染土壤、地下水原位反应带修复系统，其特征在于，所述电极为碳钢、铁、焦碳或石墨。

9.根据权利要求1所述的污染土壤、地下水原位反应带修复系统，其特征在于，电极插入到电极井的底部，电极的高度不低于电极井中电解液液面高度。