一种可反复疏通的渗透反应墙系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及污染地下水修复技术领域，具体涉及一种可反复疏通的渗透反应墙系统及其使用方法。


背景技术：

2.随着采矿、冶炼以及制造工业的发展，随之而来的是周边水体重金属污染日益严重，威胁当地生态环境安全，地下水的污染修复已经成为目前生态环境保护的重要部分。地下水污染修复技术按照修复位置可划分为原位修复和异位修复技术，原位修复技术具有成本低和环境干扰小等优势而受到广泛的研究和应用。可渗透反应墙修复技术是最具代表性的原位修复技术之一，目前全球已经有超过400座可渗透反应墙被安装以修复各种被污染的地下水。
3.基于实践经验发现随着时间的推移和反应的发生，传统的可渗透反应墙往往出现墙体堵塞而地下水修复效率下降的现象。一般的处理方法是对墙体填充材料进行改性优化，如多金属材料或零价铁与活性炭混合填充等，或者直接通过更换填料的方式进行处理。然而，这些方法都会显著增加修筑成本，而且仍然不能够确保墙体的长期使用。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种可反复疏通的渗透反应墙系统及其使用方法，以解决地下水可渗透反应墙在使用过程中容易发生堵塞的问题。
5.本发明采用如下技术方案：
6.一种可反复疏通的渗透反应墙系统，包括墙体，多个渗透管、储存腔、水泵、抽水孔和水位监控装置，所述墙体由反应介质填充而成，其置于待修复地下污染水含水层中，所述储存腔位于所述墙体底部或嵌入相对隔水层，多个所述渗透管竖向均匀布置在所述墙体内，每个所述渗透管的一端穿过所述反应介质并伸入到所储存腔，其另一端位于地面以上，所述抽水孔竖向穿过所述反应介质并与所述储存腔导通，所述水泵设置在所述储存腔内并与所述抽水孔位置相匹配，所述水位监控装置设置在所述墙体内，用于监测地下水位。
7.反应介质为零价铁、海绵铁、沸石、麦饭石、生物炭、活性炭中的一种或多种。
8.优选地，所述反应介质为海绵铁和麦饭石的混合物，其中海绵铁与麦饭石的质量配比为3：7。
9.所述渗透管为耐腐蚀管材，所述渗透管管径为30～50mm,每个所述渗透管的管壁上自上而下均匀布置有若干小孔，每个小孔的孔径为2～5mm。
10.所述抽水孔为由耐腐蚀材质制备而成的圆形或方向管结构，所述抽水孔的孔径大于所述水泵的外形尺寸。
11.所述抽水孔位于所述墙体内下游。
12.所述水位监控装置包括水位传感器、信号发射器和为所述的水位传感器和信号发射器提供电能的供电装置，所述水位传感器至少为两个，分别设置在所述墙体内的上游和
下游，用以监测所述墙体内的上下游地下水位，所述信号发射器与所述水位传感器电性连接，用于向管理人员发送水位监测数据。
13.所述供电装置为太阳能供电装置。
14.所述储存腔嵌入相对隔水层10～30cm。
15.一种可反复疏通的渗透反应墙系统的使用方法，包括如下步骤：
16.s1、根据待修复地下污染水含水层特征，开挖至含水层底部以位置，形成坑体，然后依次在坑体内安装储存腔、渗透管、抽水孔、水位监控装置、水泵，并在坑体内填充反应介质形成墙体；
17.s2、水位监控装置实时监测可渗透反应墙内上下游地下水水位信息，并定期向管理人员发送水位数据，管理人员依据水位数据判断是否需要对可渗透反应墙进行疏通；
18.s3、当需要疏通时，管理人员将外部高压水枪与渗透管上端连接，通过高压泵入冲洗液冲刷堵塞物以疏通可渗透反应墙，将冲洗废液导流至储存腔中；
19.s4、启动水泵，将储存腔中的冲洗废液从抽水孔中抽出。
20.所述步骤s2中，通过水位传感器实时监测可渗透反应墙内上下游地下水水位信息，并通过信号发射器定期向管理人员发送水位数据，当下游水位低于上游水位时，需要对可渗透反应墙进行疏通。
21.所述步骤s3中冲洗液为清水、edta和稀盐酸溶液中的一种。
22.本发明技术方案，具有如下优点：
23.a.本发明可反复疏通的渗透反应墙系统，结构简单，在反应墙内设置有多个渗透管，当反应墙堵塞时，可通过往渗透管高压泵入冲洗液冲刷堵塞物以疏通可反应墙，能够有效的缓解反应沉淀导致的堵塞问题，疏通后的冲洗废液汇集在储存腔，通过抽水孔借助大流量水泵将冲洗废液抽出，防止废液污染下游地下水。
24.b.本发明可反复疏通的渗透反应墙系统，能够通过水文传感器和信号发射器定期向管理人员发送水位监测数据，当下游水位低于上游水位时，按要求对可渗透反应墙进行疏通，防止反应墙因长时间被堵塞而影响污染地下水修复，提高反应墙的工作效率。
25.c.本发明可反复疏通的渗透反应墙系统，疏通流程十分简单、便捷，无需进行大规模的填料置换工程。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明可反复疏通的渗透反应墙系统切面示意图；
28.图2为本发明可反复疏通的渗透反应墙系统立体示意图；
29.图3为本发明可反复疏通的渗透反应墙系统疏通过程示意图。
30.图中标识如下：
31.1-墙体；2-反应介质；3-渗透管；4-储存腔；5-水泵；6-抽水孔；7-水位传感器；8-信号发射器；9-太阳能供电装置。
具体实施方式
32.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.如图1-图2所示，本发明提供了一种可反复疏通的渗透反应墙系统，包括墙体1、多个渗透管3、储存腔4、大流量水泵5、抽水孔6和水位监控装置，墙体1由反应介质2填充而成，其置于待修复地下污染水含水层中，储存腔4位于墙体1底部或嵌入相对隔水层，当嵌入相对隔水层时，储存腔4应嵌入相对隔水层10～30cm。相对隔水层为将地下水隔开的相对不透水的岩土层，通常渗透系数较小，与相对含水层对应。多个渗透管3竖向均匀布置在墙体1内，每个渗透管3的一端穿过反应介质2并伸入到存腔4，其另一端位于地面以上，用于渗透反应墙的疏通，抽水孔6竖向穿过反应介质2并与储存腔4导通，水泵5设置在储存腔4内并与抽水孔6位置相匹配，水位监控装置设置在墙体1内，用于监测地下水位。本发明在反应墙内设置有多个渗透管，当反应墙堵塞时，可通过往渗透管高压泵入冲洗液冲刷堵塞物以疏通可反应墙，能够有效的缓解反应沉淀导致的堵塞问题，疏通后的冲洗废液汇集在储存腔，通过抽水孔借助大流量水泵将冲洗废液抽出，防止废液污染下游地下水。
36.进一步地，反应介质2根据不同目标污染物进行确定，可选用零价铁、海绵铁、沸石、麦饭石、生物炭、活性炭中的一种或多种，优选为海绵铁和麦饭石的混合物，其中海绵铁与麦饭石的质量配比为3：7。渗透管3为耐腐蚀管材，如pe管、不锈钢管等，渗透管3管径为30～50mm,每个渗透管3的管壁上自上而下均匀布置有若干小孔，每个小孔的孔径为2～5mm。渗透管3可同时用作后期取样监测孔。抽水孔6为由耐腐蚀材质制备而成的圆形或方向管结构，位于墙体1内下游，抽水孔6的孔径大于水泵5的外形尺寸。抽水孔6为用于放入和取出水泵的通道，储存腔4内的冲洗废水可由此抽出。
37.水位监控装置包括水位传感器7、信号发射器8和为水位传感器7和信号发射器8提供电能的供电装置，水位传感器7至少为两个，分别设置在墙体1内的上游和下游，用以监测墙体1内的上下游地下水位，信号发射器8与水位传感器7电性连接，用于向管理人员发送水位监测数据。本发明中供电装置为太阳能供电装置9。本发明能够通过水文传感器和信号发射器定期向管理人员发送水位监测数据，当下游水位低于上游水位时，按要求对可渗透反应墙进行疏通，防止反应墙因长时间被堵塞而影响污染地下水修复，提高反应墙的工作效率。
38.本发明还提供了一种可反复疏通的渗透反应墙系统的使用方法，包括如下步骤：
39.s1、根据待修复地下污染水含水层特征，开挖至含水层底部以下约50cm,即嵌入相对隔水层，形成坑体，然后依次在坑体内安装储存腔4、渗透管3、抽水孔6、水位监控装置、水泵5，并在坑体内填充反应介质2形成墙体1；
40.s2、通过水位传感器7实时监测可渗透反应墙内上下游地下水水位信息，并通过信号发射器8定期向管理人员发送水位数据，当下游水位低于上游水位时，需要对可渗透反应墙进行疏通；
41.s3、当需要疏通时，如图3所示，管理人员将外部高压水枪与渗透管3上端连接，通过高压泵入冲洗液冲刷堵塞物以疏通可渗透反应墙，将冲洗废液导流至储存腔4中；所用冲洗液为清水、edta和稀盐酸溶液中的一种，优选为清；
42.s4、启动水泵5，将储存腔4中的冲洗废液从抽水孔6中抽出。
43.本发明可反复疏通的渗透反应墙系统，疏通流程十分简单、便捷，无需进行大规模的填料置换工程。
44.本发明未述之处适用于现有技术。
45.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。