六价铬污染地下水的修复装置及其修复方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种六价铬污染地下水的修复装置及其修复方法，属于地下水修复技 术领域。
【背景技术】
[0002] 随着社会经济的快速发展以及工业化进程的日益加快，地下水污染问题日益严 重，其中地下水中的六价铬污染由于其显著的危害性而尤为引人关注。六价铬是已被研究 证实的"三致"污染物，它在土壤和地下水中主要以Cr042~和HCrO4~等形式存在，可溶性强， 易迀移，被定为环境中危害最大的污染物之一，必须对其进行有效控制。
[0003] 目前，针对六价铬污染的地下水主要采用两种技术来进行修复，分别是抽提处理 技术和原位PRB修复技术。
[0004] 1)、抽出处理修复技术（P&T)是地下水异位处理的经典修复技术，上世纪末期在 国外应用较为广泛，它是将受污染的地下水抽出来，然后在地面上进行处理。由于将地下水 的处理场所转移至地面上，因此可选的技术较多，适用于各类型污染的地下水处理。但是该 技术具有修复时间长，修复成本高，处理效率低等缺点，因而在近几年的修复领域，该技术 并未得到大规模的推广与应用。
[0005] 2)、原位PRB (Permeable Reactive Barrier)修复技术。PRB修复技术是可渗透性 反应墙修复技术的简称，它通过在地下安装可渗透反应材料墙体以拦截地下水污染羽，污 染羽与反应墙介质发生物理、化学、吸附等多种反应，从而降低地下水目标污染物浓度。传 统的PRB技术是一种被动的原位修复技术，它的修复效果与水文地质条件有很大的关联。 当待修复污染区域土层渗透系数较小的情况下，传统的PRB修复效果相对较差；同时，传统 的PRB技术在进行大范围区域地下水修复时，往往需大面积开挖，这不仅导致施工难度大， 修复成本增加，同时也不利于后期PRB反应材料的更换。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种能降低施工难度及修复成本，能对修复材料进行更换的 六价铬污染地下水的修复装置及其修复方法。
[0007] 本发明为达到上述目的的技术方案是：一种六价铬污染地下水的修复装置，其特 征在于：包括抽水系统、布水系统和填料系统，所述抽水系统包括抽水井、井管和潜水栗，抽 水井内设有井管，井管的中下部具有用于放置在目标污染含水层的水位面以下的筛管，潜 水栗设置在筛管内，导管一端与潜水栗的出水口连接相通、另一端伸出井管并与地面上的 布水主管连接相通；所述布水系统包括布水主管和多个布水支管，多个布水支管与布水主 管连接，且各布水支管沿管壁上设有多个出水孔；所述的填料系统包括挡板及设置在挡板 内从上至下的还原反应填料层、吸附填充层和渗透层，多个布水支管呈辐射状布设在还原 反应填料层的上部，还原反应填料层内的还原反应介质用于将地下水中的六价铬污染物还 原为三价铬，所述的吸附填充层内的吸附介质用于吸附地下水中剩余的六价铬污染物，所 述的渗透层内的渗透介质用于渗透修复后的地下水。
[0008] 其中：所述还原反应填料层的还原反应介质为粒径在1~5mm的铁粉。
[0009] 所述吸附填充层内的吸附介质为粒径在1mm~8mm的沸石或/和活性碳。
[0010] 按质量百分比，所述渗透层填内的渗透介质为50~70%的粒径在0. 15mm~ 0. 55mm的砂烁和30~50%的粒径在0. 56mm~1. 0mm的砂石乐。
[0011] 所述导管上部设有取样口。
[0012] 所述井管与抽水井之间具有膨润土密封层，筛管与抽水井之间填充有粒径在 0. 5mm~10mm的砂石乐。
[0013] 本发明利用六价铬污染地下水的修复装置对地下水中六价铬污染物的修复方法： 将抽水系统和布水系统沿着水流方向或污染羽放射方向设置，且抽水系统设置在水流的下 游，布水系统设置在水流的上游，填料系统设置在水流上游的土壤的上表层，设置在井管内 并位于目标污染含水层液面以下的潜水栗将污染的地下水抽提到地面，通过导管输送到布 水系统的布水主管中，布水系统的多个布水支管将污染的地下水均匀分配到填料系统的还 原反应填料层内，通过还原反应填料层内的还原反应介质将地下水中的六价铬还原反应成 低毒的三价铬；地下水在重力作用下进入到吸附填充层内，吸附填充层内的吸附介质对水 中剩余的六价铬进行吸附，经过修复后的地下水在重力的作用下，通过底部的渗透层内的 渗透介质进入上游区域浅层含水层再进入地下水内；在导管将污染的地下水输送到布水系 统时，通过在导水管上的取样口进行取样，监测地下水的修复情况，至到修复至目标值。
[0014] 其中：所述抽水系统的中心与布水系统的中心距离在10~20m。
[0015] 本发明的修复装置采用抽水系统、布水系统和填料系统，通过抽水系统和布水系 统将目标污染的地下水循环抽注至填料系统中，其填料系统采用挡板及设置在挡板内从上 至下的还原反应填料层、吸附填充层和渗透层，通过挡板将上表层的土壤分开，一方面能防 止还原反应填料层、吸附填充层和渗透层内的渗透介质材料流失，另一方面也便于施工和 管理，可操作性强。本发明将填料系统设置在土壤的上表层位置，方便修复装置的安装以及 后期的运营和管理，便于施工和管理，可操作性强，尤便于后期的填料系统内材料更换与管 理，大大降低了修复的成本以及施工与运营的成本。
[0016] 本发明六价铬污染的地下水的修复装置利用原反应填料层内的还原反应介质及 吸附填充层内的吸附介质的双重机理，能最大限度去除地下水中的六价铬污染，实现六价 铬污染物的高效去除目的，而修复处理后的地下水是通过重力作用从渗透层渗流到进入上 游区域浅层含水土壤层中，在运行过程中，抽水系统和布水系统的循环抽注水流可以对土 壤起到循环淋洗作用，可促进土壤中的污染物向地下水中迀移，从而提高地下水和土壤的 修复速度和效果，在修复后地下水的同时，也修复了土壤中的六价铬污染，能最大限度保证 修复的效果。本发明将抽水系统安装在地下水的下游，通过抽提系统的抽提作用，地下水在 土壤中的迀移速度会加快，以提高地下水在地下的流动性，提高了 PRB修复技术对于低渗 透土壤的适应性，同时也缩短了整个修复过程所需要的周期。
【附图说明】
[0017] 下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。
[0018] 图1是本发明六价铬污染地下水的修复装置的结构示意图。
[0019] 图2是本发明填料系统的布水截面图。
[0020] 其中：1 一渗透层，2-吸附填充层，3-还原反应填料层，4一覆土层，5-布水主管， 6-布水支管，7-导管，8-挡板，9一浅层含水土壤层，10-取样口，11 一井管，12-抽水井， 13-密封层，14 一砂砾，15-筛管，16-潜水栗。
【具体实施方式】
[0021] 见图1~2所示，本发明的六价铬污染地下水的修复装置，包括抽水系统、布水系 统和填料系统，在使用时，可将抽水系统和布水系统沿着水流方向或污染羽放射方向设置， 且抽水系统设置在水流的下游，布水系统设置在水流的上游，填料系统设置在水流上游的 土壤的上表层处，设施简单、易于施工和管理，可操作性强，便于后期的材料更换与管理，大 大降低了修复的成本。
[0022] 见图1所示，本发明抽水系统包括抽水井12、井管11和潜水栗16,抽水井12内 设有井管11，井管11的中下部具有用于放置在目标污染含水层的水位面以下的筛管15， 井管11的管径为在60mm~200mm，而筛管15的管径与井管11管径相同，筛管15孔隙在 0· 1mm~1mm，可将筛管15部分位于目标污染含水层的水位面以下lm~10m，潜水栗16设 置在筛管15内，潜水栗16可位于目标污染含水层水位面以下lm~5m，导管7 -端与潜水 栗16的出水口连接相通、另一端伸出井管11并与地面上的布水主管5连接相通，将污染的 地下水抽提至布水系统中，本发明导管7上部设有取样口 10,因此可通过该取样口 10对抽 提的地下水进行检测。见图1所示，本发明在井管11与抽水井12之间具有膨润土密封层 13,筛管15与抽水井12之间填充有粒径0. 5_~10_的砂砾14,使目标污染的地下水通 过砂砾14后通过筛管15上的孔隙而进入抽水井12内，再通过潜水栗16及导管7抽提到 地面。
[0023] 见图1、2所示，本发明布水系统包括布水主管5和多个布水支管6,布水主管5的 管径可在30mm~100mm，布水支管6的管径可在30mm~100mm，多个布水支管6与布水主 管5连接，各布水支管6沿管壁上设有多个出水孔，该布水支管6设有3~10个出水孔，而 出水孔孔径可在0. 1mm~1mm，将污染的地下水分布设在填料系统内。见图2所示，本发明 的布水支管6呈辐射状与主管连接，形成