专利名称：可渗透反应格栅原位水力再生技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可渗透反应格栅原位水力再生技术，能够经济、有效且无二次污染的对可渗透反应格栅进行原位再生，属地下水修复技术领域。
背景技术：
可渗透反应格栅(Permeable reactive barriers,PRB)技术是兴起于20世纪90年代的地下水污染原位修复技术。该技术综合有物理、化学、生物三种修复机理，污染物通过与反应介质发生吸附、沉淀、过滤、生物降解等作用而从地下水中去除。PRB技术具有处理效率高、系统搭建简单等特点，在国内外已得到了广泛的研究和应用。但在PRB系统运行过程中，由于沉淀物积累或生物膜脱落等，易产生系统堵塞现象， 从而减少其使用年限。当PRB系统失效后，通常采用更换填料介质的方式使其恢复运行，但该方法不仅施工难度大，而且成本高，替换出的填料还需要做进一步妥善处理，否则可能会对环境造成二次污染。抽水处理技术是一项起步较早且已发展较成熟的地下水污染控制技术。该技术通过抽出被污染的地下水或者注入净水形成水力阻隔区，控制污染物在地下水中扩散。抽出的受污染的地下水被送至污水处理厂或者地表处理设施进行处理。
发明内容
为解决PRB系统由于沉淀物积累或生物膜脱落等而产生的堵塞问题，本发明提供一种经济、有效且无二次污染的可渗透反应格栅原位水力再生技术。该技术所构建的系统主要出抽水井(群)和注水井(群)组成。抽水井(群)布置在PRB系统进水区域，注水井(群)布置在PRB系统出水区域。抽水井(群)和注水井(群)同时开启时，即在天然地下水流场的基础上叠加了一个局部人工流场，该流场水流方向与原地下水流方向相反，其流速由抽水井(群)和注水井(群)抽注水时形成的临时水位差决定。抽水井(群)和注水井(群)的数量、平面位置、结构及抽注水量，不仅与实际水文地质条件及污染物分布特征有关，而且与PRB系统本身的延伸宽度、厚度及平面位置有关。由于进入PRB系统的污染物的浓度分布不同，在污染物浓度较大的区域，反应相对剧烈，产生的沉淀物或生长的微生物更多，从而更易发生堵塞现象，因此在PRB系统上游污染物浓度相对集中区域，宜增设抽水井的数量或增加该区域中抽水井的抽水量。该技术所构建的系统可先开启抽水井(群)，将抽出的水处理达标后，作为净水注入注水井(群)中，以达到节约水资源、提高水的再生利用率的目的。该技术所构建的系统也可只由抽水井(群)构成，但该形式比较适用于地下水流缓慢且PRB系统堵塞相对不严重的情况。为了避免抽水井(群)与PRB装置之间的地层介质堵塞，可将此部分原有介质更换为粒径较大的砾石或卵石。本发明的有益效果
(I)原位再生已堵塞的PRB系统，延长了其使用寿命。(2)与传统的更换填料方式相比，本发明技术施工难度小、投资少，增加了填料的重复利用率，节省了挖掘过程及填料后续处理所产生的费用。(3)本发明利用水力再生原理，对地下水环境不造成二次污染。(4)抽出的水处理达标回用，节约了水资源，提高了水的再生利用率。
(5)系统形式多样，适用范围广。根据水文地质条件、污染物分布特征及PRB的实际状况不同，该系统的抽水井(群)和注水井(群)的数量、平面位置、结构及抽注水量可多样性变化。
图I是一种可渗透反应格栅原位水力再生技术系统示意图。图2是该系统的模拟装置平面示意图。图3是该系统的模拟装置剖面示意图。图标说明1.抽水井群、2. PRB、3.注水井群、4.地下水流方向、5.潜水面、6.隔水
底板、7.含水层、8.表面覆土
具体实施例方式本发明可渗透反应格栅原位水力再生技术系统如图I所示。同时开启抽水井(群)I和注水井(群)3，形成一局部的与天然地下水流场方向相反的人工流场，在该流场的作用下，净水由PRB系统的出水端进入、进水端流出，对PRB系统中的填料产生反冲洗作用，使其中的沉淀物或脱落生物膜等随着水流从抽水井(群)I被抽出，从而解决了 PRB系统的堵塞问题，使其得到再生。也可先开启抽水井(群)1，将抽出的受污染的地下水处理达标后注入注水井(群)3中，以达到节约水资源、提高水的再生利用率的目的。当地下水流缓慢且PRB系统堵塞情况相对不严重时，也可只设抽水井(群)I。为了避免抽水井(群)I与PRB装置2之间的地层介质堵塞，可将此部分原有介质更换为粒径较大的砾石或卵石。
权利要求
1.一种可渗透反应格栅原位水力再生技术，其特征在干系统由抽水井(群)和注水井(群)组成，抽水井(群)布置在PRB系统进水区域，注水井(群)布置在PRB系统出水区域。同时开启抽水井(群)和注水井(群)，形成一局部的与天然地下水流场方向相反的人工流场，对PRB系统中的填料产生反冲洗作用，使其中的沉淀物或脱落生物膜等随着水流从抽水井(群)被抽出，使因堵塞失效的PRB系统得到再生。
2.根据权利要求I所述的可滲透反应格栅原位水力再生技术，其特征在于所述的抽水井(群)和注水井(群)也可不同时开启，而是先开启抽水井(群)，将抽出的受污染的地下水处理达标后注入注水井(群)中，以达到节约水资源、提高水的再生利用率的目的。
3.根据权利要求I所述的可滲透反应格栅原位水力再生技术，其特征在于当地下水流缓慢且PRB系统堵塞情况相对不严重时，所述的注水井(群)可省略，而只设置抽水井(群)。
4.根据权利要求I所述的可滲透反应格栅原位水力再生技术，其特征在于所述的抽水井(群)和注水井(群)的数量、平面位置、结构及抽注水量可根据水文地质条件、污染物分布特征及PRB的实际状况不同而多样性变化。
5.根据权利要求I所述的可滲透反应格栅原位水力再生技术，其特征在于所述的人エ流场，其流速出抽注水(或单抽水)时形成的临时水位差决定，通过控制抽、注水井(或抽水井)的抽注水(或单抽水)强度来控制系统反冲洗强度。
6.根据权利要求I所述的可滲透反应格栅原位水力再生技术，其特征在于为避免抽水井(群)与PRB装置之间的地层介质堵塞，可将此部分原有介质更换为粒径较大的砾石或卵石。
全文摘要
本发明提供了一种可渗透反应格栅原位水力再生技术。该技术所构建的系统由抽水井(群)和注水井(群)组成，抽水井(群)布置在PRB系统进水区域，注水井(群)布置在PRB系统出水区域。该技术解决了PRB系统由于沉淀物积累或生物膜脱落等而产生的堵塞问题，在对地下水环境不造成二次污染的前提下，延长了PRB系统的使用寿命，增加了填料的重复利用率，节省了挖掘过程及填料后续处理所产生的费用。该技术所构建的系统有抽注同时联用、先抽后注及单抽等多种运行方式，抽出的水处理达标后，可作为净水注入注水井(群)中，以节约水资源，提高水的再生利用率。该系统的抽水井(群)和注水井(群)的数量、平面位置、结构及抽注水量可变化。
文档编号C02F3/00GK102689981SQ20111006756
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月21日 优先权日2011年3月21日
发明者井柳新, 王鹤立 申请人:中国地质大学(北京)