一种用于修复污染地下水的PRB建设系统的制作方法

一种用于修复污染地下水的prb建设系统
技术领域
1.本实用新型属于环保领域，更具体地，涉及一种用于修复污染地下水的prb建设系统。


背景技术：

2.重金属铬作为一种工业原材料，在其长期的生产和应用中，会对环境造成一定的影响。铬在土壤中主要以三价铬(cr(iii))和六价铬(cr(vi))两种价态存在。其中，cr(iii)是人体必需的微量元素，只有在较高浓度下才表现出生物毒性，在ph为6～11的范围内cr(iii)能够形成稳定的氢氧化物，并以沉淀的形式存在，迁移能力很弱；而cr(vi)具有较强的致癌作用，在水中的溶解性很高，迁移能力强。
3.六价铬具有强氧化性，是一种毒性较大的致突变、致癌剂，通常认为六价铬的毒性比三价铬高100倍。含铬废水进入水体，会危及水生动植物生长，影响水产养殖，造成大幅度减产甚至鱼虾绝迹；破坏农田土壤、毁坏庄稼，并通过食物链危害人类健康；进入饮用水源，则会在人体内积累轻者引起慢性中毒，重者导致死亡。六价铬对人主要是慢性毒害，它可以通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体，在体内主要积聚在肝、肾和内分泌腺中。
4.地下水是人类宝贵的淡水资源，也是社会可持续发展的物质基础。然而，目前因人类活动造成的地下水污染问题日益严重，威胁着生态环境与人类的健康。
5.目前国内外针对地下水六价铬污染常采用的治理方法主要分为传统的抽出处理和原位修复法。抽出处理法是通过被污染地下水的下游的抽水机，把已经污染的地下水抽出，通过地面处理设施和方法，将废水中的污染物去除掉，达到处理的标准，然后再排入自然界或者再利用。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，如果场地不具备建井条件，将影响地下水修复的施工；大量地下水的抽出处理，增加修复施工的成本，造成大量废水的二次排放问题；另外，大量地下水的抽出将影响周边水文地质条件，对周边建构筑物造成影响。
6.因此，为解决上述问题并防止地下水影响，六价铬污染地下水修复过程需要一种专门的原位处置技术。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种用于修复污染地下水的prb建设系统，该prb建设系统不仅可以完成污染地下水原位修复的全过程，且结构简单，施工方便，成本低，具有较好的应用前景。
8.为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于修复污染地下水的prb建设系统，该prb建设系统包括：
9.注入井群，包括若干注入井，设置于污染区域地下水流向的下游区域内以及下游区域的污染边界上；所述注入井的数量不少于污染区域面积的1/500～1/300，每一注入井与相距最近的另一注入井之间的间距为20～40m；
10.监测井群，包括若干监测井，绕所述注入井群的外围设置，所述监测井的数量不少于污染区域面积的1/900～1/700，每一监测井与相距最近的另一监测井之间的间距为60～100m；
11.药剂自动投机系统，用于向所述注入井内自动投加药剂；
12.监测系统，用于监测地下水的污染指标；
13.所述注入井群与所述监测井群构成prb墙体系统。
14.优选地，所述注入井之间装填有填料，所述填料为沸石。
15.优选地，所述沸石填充方量为所述污染地下水方量的1/120～1/80。
16.优选地，所述注入井包括：
17.水泥平台，设置在地面上；
18.注入井管，贯穿所述水泥平台，所述注入井管的上部为实管，下部为筛管；
19.快速接头，设置于注入井管顶部；
20.井底封，设置于注入井管底部。
21.优选地，所述实管外周由上至下设置有水泥和膨润土，所述筛管外周设置有石英砂。
22.优选地，所述注入井的深度为所述污染地下水深度之下0.5～1.5m。
23.优选地，所述监测井包括：
24.监测井管，所述监测井管的上部为实管，下部为开孔管；
25.保护套管，套设于顶部监测井管的外部；
26.混凝土封顶，位于上部监测井管的外部，部分混凝土封顶位于地面之上，另外部分混凝土封顶位于地面之下；
27.封底盖，设置于监测井管底部。
28.优选地，所述实管下部的外周设置有封堵材料；所述开孔管的外周设置有级配鹅卵石填料。
29.优选地，所述监测井管的材质为hdpe。
30.优选地，所述监测井的深度为所述污染地下水深度之下0.5～1.5m。
31.与现有技术相比，本实用新型具备以下优点：
32.1、本实用新型公开的prb建设系统以注入井群和监测井群为主，系统结构简单，施工方便，有效降低修复成本，且本实用新型涉及的注入井、监测井等均是环境修复工程中常见的设施材料，建设简单、价格低廉，施工材料可就近购买，有效缩短施工周期；原位修复系统建设周期快，不影响施工进度。
33.2、本实用新型使用prb建设系统处理污染地下水，有效避免大量地下水的抽出处理，降低了能耗和成本，避免二次污染，安全、清沽，环境效益明显。
34.3、本实用新型适用范围广，可以用于六价铬、重金属、类金属、石油烃、半挥发性有机物等污染地下水的原位修复，可应用性强、安全稳定；注入井和监测井可以根据污染面积和污染物浓度进行合理调整，原位反应带的处理量大，修复成本低，工程可应用性强。
35.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
36.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
37.图1示出了本实用新型一个具体的实施例的prb建设系统的分布示意图；
38.图2示出了本实用新型一个具体的实施例的prb建设系统工艺流程图；
39.图3示出了本实用新型一个具体的实施例的prb建设系统的注入井结构示意图；
40.图4示出了本实用新型一个具体的实施例的prb建设系统的监测井结构结构示意图。
41.附图标记说明：
42.1、地面；2、水泥平台；3、快速接头；4、实管；5、水泥；6、膨润土；7、石英砂；8、筛管；9、井底封；10、混凝土封顶；11、监测井管；12、膨润土；13、卵石；14、塑料环；15、开孔管；16、封底盖；17、保护套管；18、注入井；19、检测井；20、药剂自动投机系统。
具体实施方式
43.下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。
44.本实用新型提供一种用于修复污染地下水的prb建设系统，该prb建设系统包括：
45.注入井群，包括若干注入井，设置于污染区域地下水流向的下游区域内以及下游区域的污染边界上；所述注入井的数量不少于污染区域面积的1/500～1/300，每一注入井与相距最近的另一注入井之间的间距为20～40m；
46.监测井群，包括若干监测井，绕所述注入井群的外围设置，所述监测井的数量不少于污染区域面积的1/900～1/700，每一监测井与相距最近的另一监测井之间的间距为60～100m；
47.药剂自动投机系统，用于向所述注入井内自动投加药剂；
48.检测系统，用于监测地下水的污染指标；
49.所述注入井群与所述监测井群构成prb墙体系统。
50.本实用新型中，利用注入井群与检测井群代替传统的prb墙体系统，实现地下水的原位修复，优选地，所述注入井之间装填有填料，所述填料为沸石，进一步优选地，所述沸石填充方量为所述污染地下水方量的1/120～1/80。
51.本实用新型中，注入井群中采用的注入井为本领域常规设置的注入井，该注入井一般包括但不限于：
52.水泥平台，设置在地面上；
53.注入井管，贯穿所述水泥平台，所述注入井管的上部为实管，下部为筛管；
54.快速接头，设置于注入井管顶部；
55.井底封，设置于注入井管底部。
56.优选地，所述注入井的深度为所述污染地下水深度之下0.5～1.5m。
57.优选地，所述实管外周由上至下设置有水泥和膨润土，所述筛管外周设置有石英
砂。
58.本实用新型中，监测井群中采用的监测井也与注入井类似，为本领域技术人员常规采用的监测井，该检测井一般包括但不限于：
59.监测井管，所述监测井管的上部为实管，下部为开孔管；
60.保护套管，套设于顶部监测井管的外部；
61.混凝土封顶，位于上部监测井管的外部，部分混凝土封顶位于地面之上，另外部分混凝土封顶位于地面之下；
62.封底盖，设置于监测井管底部。
63.优选地，所述实管下部的外周设置有封堵材料；所述开孔管的外周设置有级配鹅卵石填料。
64.优选地，所述监测井管的材质为hdpe。
65.优选地，所述监测井的深度为所述污染地下水深度之下0.5～1.5m。
66.上述注入井与检测井的具体结构在本实用新型中并没有什么特殊要求，本领域技术人员可自行根据污染场地的实际情况进行设计或调整。
67.实施例1
68.一种用于修复污染地下水的prb建设系统(如图1所示)，包括：注入井群、监测井群、药剂自动投机系统、检测系统。其中，注入井群与监测井群构成prb墙体系统，药剂自动投机系统用于向注入井内自动投加药剂；检测系统用于监测地下水的污染指标。
69.注入井群包括若干注入井(如图3所示)，设置于污染区域地下水流向的下游区域内以及下游区域的污染边界上，其深度为污染地下水深度之下0.5～1.5m，注入井之间装填有沸石，沸石填充方量为污染地下水方量的1/120～1/80；注入井的数量不少于污染区域面积的1/500～1/300，每一注入井与相距最近的另一注入井之间的间距为20～40m。
70.注入井包括：水泥平台1、注入井管、快速接头3以及井底封9。水泥平台2，设置在地面上。注入井管贯穿水泥平台，上部为实管4，下部为筛管8，实管外周由上至下设置有水泥5和膨润土6，筛管外周设置有石英砂7。快速接头3设置于注入井管顶部。井底封9设置于注入井管底部。
71.监测井群包括若干监测井(如图4所示)，其绕注入井群的外围设置，监测井的数量不少于污染区域面积的1/900～1/700，每一监测井与相距最近的另一监测井之间的间距为60～100m。
72.监测井包括：hdpe监测井管11、直径为150cm的保护套管17、混凝土封顶10以及封底盖16。hdpe监测井管11的深度为污染地下水深度之下0.5～1.5m，监测井管的上部为实管，下部为开孔管15，实管下部的外周设置有封堵材料，开孔管的外周设置有级配卵石13。保护套管17套设于顶部监测井管的外部。混凝土封顶位于上部监测井管的外部，部分混凝土封顶10位于地面之上，另外部分混凝土封顶10位于地面之下。封底盖16设置于监测井管底部。
73.以上述prb建设系统进行六价铬污染地下水的修复流图如图2所示，具体如下：
74.1、前期准备：采取中试的方法，模拟当地水文地质条件对prb系统的整体影响，并监测还原剂对目标污染物的去除效果；
75.2、注入井群设计：根据污染范围、污染深度，设计注入井群，包括注入井数量、注入
井分布和注入井深度。
76.3、注入井群建设：按照设计的注入井数量、分布及深度，建设注入井。可使用三种不同的钻孔方法在现场安装井，包括超声波法，空心钻螺旋钻和直推(geoprobe)法等。
77.4、监测井群建设：根据污染范围、污染深度，设计监测井群，包括监测井数量、监测井分布和监测井深度。
78.5、填入沸石填料。
79.6、选择注入药剂：选择还原药剂连二亚硫酸钠作为主还原反应剂，碳酸钾作为ph缓冲液，主要为了铁还原过程中提高连二亚硫酸钠的稳定性。
80.7、注入：根据污染物浓度选择还原剂的注入浓度，以理论添加量的5～10倍添加，一共分两批次注入，每次注入一半的还原药剂，间隔周期为一周；
81.注入药剂浓度，根据污染物浓度选择还原剂的注入浓度，以理论添加量的5～10倍添加。
82.8、监测：第一批次还原药剂注入3天之后开始监测，监测指标为连二亚硫酸钠和六价铬。第二批次还原药剂注入3～5天后监测，监测指标不变。如指标超标，继续步骤7。
83.9、长期监测：监测六价铬浓度达到修复目标值后，继续进行长期监测，监测指标为六价铬，监测年限为3年。
84.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。