一种受重金属与有机物污染的地下水生态修复装置的制作方法

本发明属于地下水污染修复技术领域，涉及一种受重金属与有机物污染的地下水生态修复装置。

背景技术：

随着城市急剧扩张，导致城市污水排放量，由于资金投入不足，管网建设相对滞后、维护保养不及时，管网漏损导致污水外渗，部分进入地下水体，雨污分流不彻底，汛期污水随雨水溢流，导致地下水污染，严重影响城市生态环境。因此，社会非常重视地下水污染修复，特别是其中涉及到的有机物污染地下水的修复问题。

目前国内地下水污染治理的方法有物理控制、化学修复、电动力学修复、抽提处理等技术。但这些技术均由自身的优缺点，如地下水抽出异位修复技术用于地下水有机污染修复主要将地下水抽出后，采用污水处理技术处理受污染的地下水，具有修复周期短、易于野外实际操作等优点，但是其相应的系统较为复杂，而且处理成本较高，容易受到二次污染，处理效果也不是很好。

中国专利zl201721466448.8公开了一种受重金属和有机物污染的地下水修复系统，依次包括取水装置、地下水处理装置和注水装置，取水装置包括取水井、潜水泵和集水池潜水泵设置于取水井中，取水井与集水池管道连接，取水装置连接太阳能光伏板，地下水处理装置依次包括高级氧化池、絮凝沉淀池、吸附池和清水池，高级氧化池连接有添药装置，絮凝沉淀池连接有助凝装置，吸附池内设置有活性炭层，注水装置包括回注水管路和回注。该专利虽然具有一定的重金属与有机物污染处理能力，但是其中过多的化学试剂的使用导致整个修复装置的环境效应较低。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种受重金属与有机物污染的地下水修复装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种受重金属与有机物污染的地下水生态修复装置，包括沿污水处理方向依次布置的地下水抽水管道、内电解段、生化处理段、澄清出水段和地下水排水管道，其中，

所述的内电解段包括内电解箱体，以及从上到下依次设置在内电解箱体内的内电解出水区、内电解处理区和进水布气区，其中，内电解出水区的侧部设有与生化处理段连接的内电解出水口，内电解出水区与内电解处理区之间采用带有阳离子交换树脂的重金属过滤组件分隔，所述内电解处理区投加有复数内电解填料球，每个内电解填料球包括内置内电解填料的中空球壳，在中空球壳上还密闭有使待处理污水与内电解填料充分接触的微孔。

进一步的，所述的重金属过滤组件包括倾斜向上布置并隔开所述内电解出水区与内电解处理区的透水板，在透水板上位于内电解出水区的一面上安装有内置阳离子交换树脂的过滤腔体，所述的透水板的上端延伸至内电解箱体的顶部。

更进一步的，所述的透水板上沿其倾斜方向的两侧分别布置有条形槽，在条形槽内配合安装有所述过滤腔体，所述的内电解箱体的顶部设有换料口，所述透水板的上端位于换料口的中间位置。

进一步的，所述的中空球壳上的微孔的孔径小于内电解填料的粒径，中空球壳以及其内部装填的内电解填料量满足：内电解填料充分反应后，内电解填料球上浮，内电解填料未充分反应时，内电解填料球下沉。

进一步的，所述的进水布气区包括布气组件，以及设置在布气组件上方的进水组件，所述布气组件由多根连接外部进气设备且密闭有朝上的布气孔的布气管，所述的进水组件由多根连接所述地下水抽水管道且分布有朝上的进水孔的进水管。

进一步的，所述的生化处理段包括位于前方并连接内电解出水口的集水区，以及位于集水区后方的种植填料层，在种植填料层上种有挺水植物，所述的种植填料层的后端底部还连接布置有连接所述澄清出水段的排水管道

更进一步的，所述的种植填料层为表面有微生物膜固着的火山岩填料层，其按水流方向依次分为填料粒径逐渐降低的填料层前段、填料层中段和填料层后段。

进一步的，所述的澄清出水段包括澄清出水箱体，在澄清出水箱体的底面设有隔水板，并将所述澄清出水箱体分为顶部连通的沉淀澄清区和澄清出水区，其中，沉淀澄清区连接所述生化处理段的出水口，澄清出水区连接所述地下水排水管道。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明通过构建管道系统将地下水抽出并依次经内电解段处理降解除去生化处理中难降解有机污染物以及大部分重金属离子，然后，再由生化处理段对初步净化的污水进行深度生态净化，有效的提高了对污染水中的重金属离子以及有机污染物的处理效果。

(2)内电解填料采用填料球的方式加入，有效提高了内电解填料的反应参与表面积，避免了大量填料一次性加入易发生的结块、堵塞等问题。此外，随着填料球中内电解填料的反应消耗，填料球在自身浮力以及下方布气等作用下，可以实现“旧填料球自动上浮、新填料球下沉”的自动更换，使得内电解填料的更换更加方便，更换时机也更好掌握。

(3)采用倾斜设置的重金属过滤组件分隔内电解出水区和内电解处理区，不仅保证了内电解处理区处理后的水可以经过过滤腔体内的阳离子交换树脂净化除去，同时，还利用自身倾斜向上并延伸至换料口设计提高了内电解填料球的更换便捷性。此外，重金属过滤组件采用透水板加模块化的过滤腔体的可拆卸结构，也可以同时利用换料口实现过滤腔体的快速更换。

(4)布气组件与进水组件上布气孔与进水孔采用错位布置的方式，有利于对内电解处理区中的待处理污水提供足够的湍动效果，使得内电解填料球充分搅动，提高内电解反应的充分度。

(5)填料粒径循序减小，可以避免微电解处理后的出水中的杂质在填料基质中造成堵塞，保证生化植物段的挺水植物以及微生物等对出水中的污染物的及时有效深度处理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的重金属过滤组件的示意图；

图中标记说明：

1-地下水抽水管道，2-抽水泵，3-内电解段，31-布气组件，32进水组件，33-拦截网，34-内电解处理区，35-内电解填料球，36-重金属过滤组件，361-透水板，362-过滤腔体，363-条形槽，37-内电解出水区，38-换料口，4-生化处理段，41-集水区，42-填料层前段，43-填料层中段，44-填料层后段，5-澄清出水段，51-沉淀澄清区，52-隔水板，53-澄清出水区，6-排水泵，7-地下水排水管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1所示，一种受重金属与有机物污染的地下水生态修复装置，包括沿污水处理方向依次布置的地下水抽水管道1、抽水泵2、内电解段3、生化处理段4、澄清出水段5、排水泵6和地下水排水管道7，其中，

所述的内电解段3包括内电解箱体，以及从上到下依次设置在内电解箱体内的内电解出水区37、内电解处理区34和进水布气区，其中，内电解出水区37的侧部设有与生化处理段4连接的内电解出水口，内电解出水区37与内电解处理区34之间采用带有阳离子交换树脂的重金属过滤组件36分隔，所述内电解处理区34投加有复数内电解填料球35，每个内电解填料球35包括内置内电解填料的中空球壳，在中空球壳上还密闭有使待处理污水与内电解填料充分接触的微孔。内电解箱体的底端还可以设置沉淀区，主要用于收集处理过程中下沉的杂质，沉淀区的底部则安装有排污管，可实现定期排污。

处理时，通过地下水抽水管道1从受污染区域将地下水抽出并排至内电解段3处理，此时，经过装有内电解填料的内电解填料球35对污染水体进行微电解处理，并降解掉大部分难降解有机物，提高水体的生化处理性，紧接着，初步降解净化的水体经过重金属过滤组件36进一步净化除去重金属离子，随后由内电解出水区37排出至生化处理段4处理，经过生化处理段4深度净化后，所得处理最后在澄清出水段5澄清后经地下水排水管道7排出并返回污染区域。

在本发明的一个具体的实施例中，请参见图1，所述的重金属过滤组件36包括倾斜向上布置并隔开所述内电解出水区37与内电解处理区34的透水板361，在透水板361上位于内电解出水区37的一面上安装有内置阳离子交换树脂的过滤腔体362，所述的透水板361的上端延伸至内电解箱体的顶部。更具体的实施例中，参见图2，所述的透水板361上沿其倾斜方向的两侧分别布置有条形槽363，在条形槽363内配合安装有所述过滤腔体362，所述的内电解箱体的顶部设有换料口38，所述透水板361的上端位于换料口38的中间位置。更进一步具体的实施例中，过滤腔体362与透水板361表面之间存在间隙，这样可以保证透水透水板361的水体可以尽量均匀的进入过滤腔体362中，此外，透水板361上的透水孔的孔径远小于内电解填料球35的直径，以保证内电解填料球35的收集。

在本发明的另外一个具体的实施例中，所述的中空球壳上的微孔的孔径小于内电解填料的粒径，中空球壳以及其内部装填的内电解填料量满足：内电解填料充分反应后，内电解填料球35上浮，内电解填料未充分反应时，内电解填料球35下沉。

在本发明的另外一个具体的实施例中，请参见图1，所述的进水布气区包括布气组件31，以及设置在布气组件31上方的进水组件32，所述布气组件31由多根连接外部进气设备且密闭有朝上的布气孔的布气管，所述的进水组件32由多根连接所述地下水抽水管道1且分布有朝上的进水孔的进水管。布气组件31可以为内电解处理提供必需氧气，此外，朝上的布气孔以及进水孔等结构设置则可以有效提高水流的湍动度，进而提高了内电解填料球35的搅动程度，强化了内电解程度。

在本发明的另一个具体的实施例中，请参见图1所示，内电解处理区34的底部可以布置拦截网33，拦截网33的网孔直径小于内电解填料球35的直径，这样可以避免搅动的填料球落入下方的进水布气组件31区域，进而损坏进水管与布气管等。

在本发明的另外一个具体的实施例中，请再参见图1，所述的生化处理段4包括位于前方并连接内电解出水口的集水区41，以及位于集水区41后方的种植填料层，在种植填料层上种有挺水植物，所述的种植填料层的后端底部还连接布置有连接所述澄清出水段5的排水管道。更进一步的，所述的种植填料层为表面有微生物膜固着的火山岩填料层，其按水流方向依次分为填料粒径逐渐降低的填料层前段42、填料层中段43和填料层后段44。

在本发明的另外一个具体的实施例中，请再参见图1所示，所述的澄清出水段5包括澄清出水箱体，在澄清出水箱体的底面设有隔水板52，并将所述澄清出水箱体分为顶部连通的沉淀澄清区51和澄清出水区53，其中，沉淀澄清区51连接所述生化处理段4的出水口，澄清出水区53连接所述地下水排水管道7。

以上各实施例中中，如无特别说明，则表示均采用的是本领域的常用技术，如保证地下水处理流动方向的相关动力设备(水泵等)等。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。