[发明专利]一种用于地下水硝酸盐污染的修复装置和方法

说明书

技术领域

本发明属地下水修复技术领域，具体地涉及一种修复饱和软土区域硝酸盐污染土壤地下水的修复装置。

本发明还涉及利用上述修复装置对地下水硝酸盐污染进行有效修复的方法。

背景技术

地下水是全球人类赖以生存的保证之一。随着社会日益繁荣，我国工、农业发展对地下水需求量日渐增大。硝酸盐污染的危害性已受到人们广泛重视，饮用水中过量的硝酸盐能够引起婴幼儿高铁血红蛋白血症，使血液不能输送氧气，这是一种潜在的致命的环境问题。另据报道饮用水中过量的硝酸盐也是人类致癌物质之一。因此，为了人类安全生存，修复硝酸盐污染地下水势在必行。

目前，国内外地下水修复技术最为常见的主要有以下三种：

1)抽出处理修复技术(P&T)，该技术是最早出现的地下水污染修复技术，也是地下水异位修复的代表性技术。自20世纪80年代开展地下水污染修复至今，地下水污染治理仍以P&T技术为主。传统的P&T技术是把污染的地下水抽出来，然后在地面上进行处理。近年来，随着污染治理研究的不断深入，该技术已有了更广泛的含义，只要在地下水污染治理过程中对地下水实施了抽取或注入的，都归类为P&T技术。

2)监测天然衰减修复技术MNA技术出现的时间较晚，于20世纪90年代才开始正式用于地下水污染治理。该技术基于污染场地自身理化条件和污染物自然衰减能力进行污染修复，从而达到降低污染物浓度、毒性及迁移性等目的。另外，MNA技术还必须根据污染区域的治理目标，采用相应的监测控制技术，对地下水的自然修复过程进行监测评价。

3)原位PRB修复技术。PRB修复技术是可渗透性反应墙(Permeable Reactive Barrier)修复技术的简称，指的是地下安装活性材料墙体以便拦截污染物羽状体，使污染羽状体通过反应介质后，经过一系列的物理，化学，吸附作用，从而使污染物浓度达到环境标准的目的。

每种方法都有其局限性和区域性。如：

(1)在抽出处理技术中，对于软土地区，含水层渗透系数很小，水流慢，长时间的抽水不仅费时费力而且会引起地面沉陷。

(2)传统PRB技术是一种被动的原位修复技术，在利用地下水流的自然条件下被污染的地下水通过PRB后进行修复。PRB主要由渗透系数较高的反应介质组成，它垂直于地下水流方向。如果在该污染区域土层渗透系数小地下水流速很小的情况下，传统的PRB对其无明显的修复效果；大面积区域地下水修复时，传统的PRB修复技术需大面积开挖，占用大面积土地及严重破坏水文地质条件，并需要很大的经济开支。因此，对于发展中国家，必须考虑经济有效合理的PRB修复污染地下水技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于地下水硝酸盐污染的修复装置。

本发明的又一目的在于提供一种利用修复装置对地下水硝酸盐污染的修复方法。

为实现上述目的，本发明提供的用于地下水硝酸盐污染的修复装置，主要包括：

一抽水井，该抽水井的井管内安装有抽水泵；

至少一个注水井，该注水井的井管内安装有增压泵，且注水井的井管连接输送碳源的管道；

抽水井和注水井的井管位于水位面以下部分设有井筛；

抽水泵与增压泵之间连接有输水管道；

抽水井和注水井的井管分别安置在各自的带孔的护壁(塑料(ABS塑料)排水板)中，井筛与护壁中间填充有填充材料而形成可渗透性反应墙。

所述的修复装置，其中，注水井和抽水井的比例根据污染区域土层渗透系数确定，渗透系数大于等于10^-5cm/s时注水井与抽水井为1∶1；渗透系数大于10^-7cm/s小于10^-5cm/s时注水井与抽水井为2∶1；渗透系数小于等于10^-7cm/s时注水井与抽水井为3∶1。

所述的修复装置，其中，填充材料为中砂、铁粉、活性炭、锯末。

所述的修复装置，其中，在抽水井横向附近设有与抽水井同等深度的监测井，监测井的井管位于水位面以下部分设有井筛，以监测水位和水质。

所述的修复装置，其中，抽水井顶端、注水井顶端及输水管道均埋设在地面0.5m以下，防止地面活动对该修复装置的破坏，同时在修复过程中减小对地面活动的影响。

所述的修复装置，其中，输水管道为金属软管。

所述的修复装置，其中，抽水井和注水井沿着水流方向或污染羽放射方向设置，抽水井设置在水流的下游，注水井设置在水流的上游。