一种地下水重金属污染原位修复用预埋装置及使用方法与流程

本发明涉及地下水修复技术领域，更具体地说，涉及一种地下水重金属污染原位修复用预埋装置及使用方法。

背景技术：

近年来，由于工业的高速发展，大量电镀、采矿、印染、电子等工业废水的排放，导致地下水中重金属含量急剧增加，重金属是影响地下水水质的重要污染物。而受到污染的地下水又会严重影响人体健康和生态环境安全。

现如今，处理地下水重金属污染主要有异位抽出处理法和原位修复技术。传统的异位抽出处理法虽处理周期短、效果好，但能耗大、经济费用昂贵。原位修复技术主要包括可渗透反应墙、电动修复技术。

其中，最常使用的是可渗透反应墙，可渗透反应墙技术在处理重金属污染时，当反应介质吸附容量达到饱和后，墙体内介质材料的频繁更换导致该技术运行成本不断提高，且埋设于地表之下的介质材料也较为不容易进行更换，操作较为繁琐，使得应用于地下水重金属污染的修复技术在实际工程中有不同程度的局限性。

为此，我们提出一种地下水重金属污染原位修复用预埋装置来有效解决现有技术中所存在的一些问题。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种地下水重金属污染原位修复用预埋装置，通过设置相互配合的预埋修复环体和环形滑动套，在一对预埋修复环体之间滑动设置多组吸附辊，相邻两个吸附辊之间连接有柔性渗透反应墙层,环形滑动套上嵌设安装有对吸附辊进行上下滑动的环形电动导轨,吸附辊和柔性渗透反应墙层的修复结构用于对水体的重金属、固态杂质以及难以分解的有害物质进行处理，在处理过程中可通过环形电动导轨的驱动实现整个吸附机构上下适当范围内进行运动，有效提高对地下水体的吸附效果，当需要对各修复填料进行更换清洁时，只需通过环形电动导轨将整个修复结构向上带动，以便于技术人员进行处理，大大减小地下水修复的局限性。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种地下水重金属污染原位修复用预埋装置，包括一对前后对称设置的预埋修复环体和位于其中一个预埋修复环体后侧的环形滑动套，一对所述预埋修复环体上均开设有前后贯穿的环形滑动腔，一对所述环形滑动腔之间等间距滑动连接有多个吸附辊，所述吸附辊的左右两端均通过滑动辊分别与两个环形滑动腔滑动衔接，所述滑动辊贯穿吸附辊并延伸至吸附辊的前后两端部，所述环形滑动套位于预埋修复环体的一侧侧壁上嵌设安装有与环形滑动腔位置对应的环形电动导轨，靠近所述环形电动导轨一侧的多个吸附辊均通过联动轴与环形电动导轨相衔接，多个所述吸附辊两两之间均固定连接有柔性渗透反应墙层，所述柔性渗透反应墙层的上下端分别延伸至两个吸附辊内部并与滑动辊相连通衔接。

进一步的，所述环形滑动套以及一对预埋修复环体的外壁上均涂覆有防腐层，且一对环形滑动腔内壁上涂覆有防磨层，有效提高该装置的整体使用寿命，提高其水下适用性能。

进一步的，所述多个吸附辊以及柔性渗透反应墙层位于一对预埋修复环体靠近下端的侧壁之间。

进一步的，所述吸附辊包括位于外侧的环形重金属吸附层，所述环形重金属吸附层的内部沿滑动辊环形分布有多个扇形微生物附着层，且两两相邻的扇形微生物附着层之间分布有多个纤维絮带，环形重金属吸附层用于对水体中的一些重金属进行吸附处理，而扇形微生物附着层则对水体中不易分解的有害物质进行生物分解处理，分布于环形重金属吸附层内部的纤维絮带则有利于微生物的运动，纤维絮带还起到很好的水体引流作用。

进一步的，所述环形重金属吸附层采用沸石、活性炭、草木灰按照质量分数比为2:1:1配比烧结而成，所述扇形微生物附着层为多孔隙陶瓷颗粒层，所述多孔隙陶瓷颗粒层内部填充有微生物菌剂。

进一步的，所述柔性渗透反应墙层包括连接于两个滑动辊之间的一对外拦截纤维网，一个所述外拦截纤维网的内壁上贴附有渗透膜，两个所述外拦截纤维网之间形成填充腔，所述填充腔内部填充有prb反应填料，外拦截纤维网用于对流经水体中一些较大杂质进行拦截处理，而位于其内部的prb反应填料则对水体中的固体杂质进行吸附处理，过滤后的水体通过渗透膜渗透导出。

进一步的，多个所述滑动辊内部开设有与填充腔内部相连通的进料腔，所述进料腔的一端延伸至滑动辊的一端外侧部，所述滑动辊的一端外侧壁处设有与进料腔相匹配的活塞，上下相邻两个所述滑动辊与填充腔相衔接处均安装有电磁阀，滑动辊的设置不仅有利于吸附辊沿环形滑动腔滑动，而且还可用于对prb反应填料进行供料，技术人员通过滑动辊向填充腔内导入prb反应填料，在进行更换时，只需将在滑动辊的外端外接上一个抽吸设备，便可将填充腔内的prb反应填料抽出，操作简单可行。

进一步的，一对所述预埋修复环体的底端部均固定分布有多个纤维刺，所述纤维刺的外壁上包覆有纤维导流层，有利于整个装置稳定插设于抽水井内部，还有利于水体导流。

一种地下水重金属污染原位修复用预埋装置的使用方法，具体操作步骤如下：

s1、首先，本领域技术人员确定抽水井位置，将该装置垂直沿着地下水流动方向吊装设置，位于预埋修复环体底部的多个纤维刺插设于抽水井底部，预埋修复环体以及环形滑动套的竖直高度可根据井深进行设定；

s2、安装完成后，初始状态下，多组吸附辊连同柔性渗透反应墙层位于抽水井下端位置，其处理高度以及宽度要满足地下水的流动范围，在工作时，多个吸附辊配合柔性渗透反应墙层用于对水体中的重金属以及其它有害物质进行吸附；

s3、在需要情况下，可通过环形滑动套上的吸附辊带动整个吸附辊与柔性渗透反应墙层的修复结构在环形滑动腔上进行上下运动，以提高该修复结构于水体内的振动性能，从而有效提高该修复结构对水体的修复效果，提高水体的流动性；

s4、在进行更换时，只需通过吸附辊与柔性渗透反应墙层的修复结构运转至该装置的最高处，以实现对个填料进行处理。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过设置相互配合的预埋修复环体和环形滑动套，在一对预埋修复环体之间滑动设置多组吸附辊，相邻两个吸附辊之间连接有柔性渗透反应墙层,环形滑动套上嵌设安装有对吸附辊进行上下滑动的环形电动导轨,吸附辊和柔性渗透反应墙层的修复结构用于对水体的重金属、固态杂质以及难以分解的有害物质进行处理，在处理过程中可通过环形电动导轨的驱动实现整个吸附机构上下适当范围内进行运动，有效提高对地下水体的吸附效果，当需要对各修复填料进行更换清洁时，只需通过环形电动导轨将整个修复结构向上带动，以便于技术人员进行处理，大大减小地下水修复的局限性。

(2)吸附辊包括位于外侧的环形重金属吸附层，环形重金属吸附层的内部沿滑动辊环形分布有多个扇形微生物附着层，且两两相邻的扇形微生物附着层之间分布有多个纤维絮带，环形重金属吸附层用于对水体中的一些重金属进行吸附处理，而扇形微生物附着层则对水体中不易分解的有害物质进行生物分解处理，分布于环形重金属吸附层内部的纤维絮带则有利于微生物的运动，纤维絮带还起到很好的水体引流作用。

(3)环形重金属吸附层采用沸石、活性炭、草木灰按照质量分数比为2:1:1配比烧结而成，环形重金属吸附层为多孔隙烧结体，主要用于对水体中的重金属以及固体杂质进行吸附，扇形微生物附着层为多孔隙陶瓷颗粒层，多孔隙陶瓷颗粒层内部填充有微生物菌剂，多孔隙陶瓷颗粒层有利于微生物的附着。

(4)柔性渗透反应墙层包括连接于两个滑动辊之间的一对外拦截纤维网，一个外拦截纤维网的内壁上贴附有渗透膜，两个外拦截纤维网之间形成填充腔，填充腔内部填充有prb反应填料，外拦截纤维网用于对流经水体中一些较大杂质进行拦截处理，而位于其内部的prb反应填料则对水体中的重金属以及固体杂质进行吸附处理，过滤后的水体通过渗透膜渗透导出。

(5)多个滑动辊内部开设有与填充腔内部相连通的进料腔，进料腔的一端延伸至滑动辊的一端外侧部，滑动辊的一端外侧壁处设有与进料腔相匹配的活塞，上下相邻两个滑动辊与填充腔相衔接处均安装有电磁阀，滑动辊的设置不仅有利于吸附辊沿环形滑动腔滑动，而且还可用于对prb反应填料进行供料，技术人员通过滑动辊向填充腔内导入prb反应填料，在进行更换时，只需将在滑动辊的外端外接上一个抽吸设备，便可将填充腔内的prb反应填料抽出，操作简单可行。

(6)一对预埋修复环体的底端部均固定分布有多个纤维刺，纤维刺的外壁上包覆有纤维导流层，有利于整个装置稳定插设于抽水井内部，还有利于水体导流。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的预埋修复环体与吸附辊结合处的部分立体图；

图3为本发明的预埋修复环体、吸附辊以及柔性渗透反应墙层结合处的部分立体图；

图4为本发明吸附辊、柔性渗透反应墙层结合处的立体图；

图5为本发明吸附辊、柔性渗透反应墙层结合处的内部剖视图；

图6为本发明在预埋修复环体底部加设纤维刺后的结构示意图。

图中标号说明：

1预埋修复环体、101环形滑动腔、2环形滑动套、3吸附辊、301环形重金属吸附层、302扇形微生物附着层、303纤维絮带、4滑动辊、5环形电动导轨、6柔性渗透反应墙层、601外拦截纤维网、602渗透膜、603prb反应填料、7联动轴、8纤维刺。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。

实施例1：

请参阅图1-2，一种地下水重金属污染原位修复用预埋装置，包括一对前后对称设置的预埋修复环体1和位于其中一个预埋修复环体1后侧的环形滑动套2，一对预埋修复环体1上均开设有前后贯穿的环形滑动腔101，一对环形滑动腔101之间等间距滑动连接有多个吸附辊3，环形滑动套2以及一对预埋修复环体1的外壁上均涂覆有防腐层，且一对环形滑动腔101内壁上涂覆有防磨层，有效提高该装置的整体使用寿命，提高其水下适用性能。

请参阅图2-4，吸附辊3的左右两端均通过滑动辊4分别与两个环形滑动腔101滑动衔接，滑动辊4贯穿吸附辊3并延伸至吸附辊3的前后两端部，环形滑动套2位于预埋修复环体1的一侧侧壁上嵌设安装有与环形滑动腔101位置对应的环形电动导轨5，靠近环形电动导轨5一侧的多个吸附辊3均通过联动轴7与环形电动导轨5相衔接，多个吸附辊3两两之间均固定连接有柔性渗透反应墙层6，柔性渗透反应墙层6的上下端分别延伸至两个吸附辊3内部并与滑动辊4相连通衔接，多个吸附辊3以及柔性渗透反应墙层6位于一对预埋修复环体1靠近下端的侧壁之间，其竖直高度可根据实际的地下水流高度范围进行设定。

请参阅图4-5，具体的，吸附辊3包括位于外侧的环形重金属吸附层301，环形重金属吸附层301的内部沿滑动辊4环形分布有多个扇形微生物附着层302，且两两相邻的扇形微生物附着层302之间分布有多个纤维絮带303，环形重金属吸附层301采用沸石、活性炭、草木灰按照质量分数比为2:1:1配比烧结而成，扇形微生物附着层302为多孔隙陶瓷颗粒层，多孔隙陶瓷颗粒层内部填充有微生物菌剂，环形重金属吸附层301用于对水体中的一些重金属进行吸附处理，而扇形微生物附着层302则对水体中不易分解的有害物质进行生物分解处理，分布于环形重金属吸附层301内部的纤维絮带303则有利于微生物的运动，纤维絮带303还起到很好的水体引流作用。

柔性渗透反应墙层6包括连接于两个滑动辊4之间的一对外拦截纤维网601，外拦截纤维网601采用柔性材质制成，一个外拦截纤维网601的内壁上贴附有渗透膜602，两个外拦截纤维网601之间形成填充腔，填充腔内部填充有prb反应填料603，外拦截纤维网601用于对流经水体中一些较大杂质进行拦截处理，而位于其内部的prb反应填料603则对水体中的重金属以及固体杂质进行吸附处理，过滤后的水体通过渗透膜602渗透导出，柔性渗透反应墙层6可随滑动腔101进行曲线运动。

此外，在此需要强调的是，多个滑动辊4内部开设有与填充腔内部相连通的进料腔，进料腔的一端延伸至滑动辊4的一端外侧部，滑动辊4的一端外侧壁处设有与进料腔相匹配的活塞，上下相邻两个滑动辊4与填充腔相衔接处均安装有电磁阀，滑动辊4的设置不仅有利于吸附辊3沿环形滑动腔101滑动，而且还可用于对prb反应填料603进行供料，技术人员通过滑动辊4向填充腔内导入prb反应填料603，在进行更换时，只需将在滑动辊4的外端外接上一个抽吸设备，便可将填充腔内的prb反应填料603抽出，操作简单可行。

请参阅图6，一对预埋修复环体1的底端部均固定分布有多个纤维刺8，纤维刺8的外壁上包覆有纤维导流层，有利于整个装置稳定插设于抽水井内部，还有利于水体导流。

一种地下水重金属污染原位修复用预埋装置的使用方法，具体操作步骤如下：

s1、首先，本领域技术人员确定抽水井位置，将该装置垂直沿着地下水流动方向吊装设置，位于预埋修复环体1底部的多个纤维刺8插设于抽水井底部，预埋修复环体1以及环形滑动套2的竖直高度可根据井深进行设定；

s2、安装完成后，初始状态下，多组吸附辊3连同柔性渗透反应墙层6位于抽水井下端位置，其处理高度以及宽度要满足地下水的流动范围，在工作时，多个吸附辊3配合柔性渗透反应墙层6用于对水体中的重金属以及其它有害物质进行吸附；

s3、在需要情况下，可通过环形滑动套2上的吸附辊3带动整个吸附辊3与柔性渗透反应墙层6的修复结构在环形滑动腔101上进行上下运动，以提高该修复结构于水体内的振动性能，从而有效提高该修复结构对水体的修复效果，提高水体的流动性；

s4、在进行更换时，只需通过吸附辊3与柔性渗透反应墙层6的修复结构运转至该装置的最高处，以实现对个填料进行处理。

本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。