一种漩涡固化地下水修复系统及其修复方法与流程

本发明涉及地下水修复的技术领域，尤其是涉及一种漩涡固化地下水修复系统及其修复方法。

背景技术：

地下水是人类宝贵的淡水资源，但随着社会工业化进程的不断发展，废水排放、工业废渣、农业灌溉、填埋场泄漏、石化原料的运输管线和储罐的破损等都有可能造成地下水污染，使原本紧张的水资源短缺问题更加严重，而且给人居健康、食品安全、饮用水安全、区域生态环境、经济社会可持续发展甚至社会稳定构成严重威胁与挑战，地下水修复已成为当前备受公众和社会关注的环境问题。

目前，污染地下水的修复技术常用抽提技术，抽提处理是采用水泵将地下水抽出来，在地面得到合理的净化处理，并将处理后的水重新注入地下或排入地表水体。这种处理方式对抽取出来的水中污染物能够进行高效去除。但不能保证全部地下水尤其是岩层中的污染物得到有效去除。针对卵石含水层透水性好，渗透性强，没有较好的地下水修复方法。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：尤其是在卵石含水层透水性好，渗透性强的地层，抽提技术不能保证全部地下水的污染物得到有效去除，并且抽水量大、处理周期长。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是提供一种漩涡固化地下水修复系统，能够将地下水中的污染物经无机惰性吸附材料降解固化，从抽水井抽出，经过地面净化处理回灌至注水井中，能够将地下水中的污染物有效去除，具有抽水量小，处理周期短的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种漩涡固化地下水修复系统，设置在地下水待修复区域处，包括抽水井、注水井以及围栏，所述抽水井开设在修复区域中心位置，沿着修复区域外轮廓线间隔设置有多个注水井，所述注水井内注入无机惰性吸附材料形成将修复区域围闭的围栏，所述围栏的高度至少为污染地下水覆盖的深度。

通过采用上述技术方案，通过同步向抽水井外大降深抽水，注水井大流量回灌，在修复区域形成大的地下水降落漏斗，这样的地下水水头压力大，流速快，处理周期短；降落漏斗能够将无机惰性吸附材料和修复区域污染的地下水向抽水井处引导，在漩涡的作用下，无机惰性吸附材料与地下水混合并对地下水中污染物进行降解固化，然后经过抽水井抽到地表进行处理，再将处理过的水回灌至注水井中，保持注水井内水位，确保压力差的存在，保证净化效率，能够将地下水中的污染物进行有效去除；同时由于抽水和回灌同时进行，形成一个平衡的循环，使抽水净化只作用在修复区域，抽水量小；本发明具有抽水量小、周期短以及能够将地下水中的污染物有效去除的优点。

本发明进一步设置为：所述地面上设置有用于对抽水井中抽出水净化的过滤装置，所述过滤装置进水端连通抽水井，出水端连通注水井。

通过采用上述技术方案，过滤装置能够对抽水井中抽出的地下水进行净化，及时的回灌至注水井内，保持注水井内水位，确保压力差的存在，保证净化效率。

本发明进一步设置为：所述过滤装置包括沉淀池、过滤池以及厌氧池，所述抽水井连通沉淀池，所述沉淀池连通过滤池，所述过滤池连通厌氧池，所述厌氧池连接注水井。

通过采用上述技术方案，通过抽水井抽出的水经过沉淀池进行初步沉淀，然后导入进过滤池过滤处地下水中的细小颗粒，最后经过厌氧池出去地下水中有机污染物，最后回灌入注水池中，简单、快速净化地下水，提高地下水的处理速度。

本发明进一步设置为：所述抽水井在修复区域中部间隔开设多个，多个所述抽水井在修复区域中心形成抽水井群。

通过采用上述技术方案，适应修复区域较大，增加地下水的处理范围。

本发明进一步设置为：相邻所述抽水井之间的间距为4-7m。

通过采用上述技术方案，保证各抽水井之间能够相互作用，从而形成较大的压力差，使修复区域内的污水向抽水井处引导，然后抽出。

本发明进一步设置为：所述抽水井的直径为20-40cm。

通过采用上述技术方案，保证抽水井抽水量，以及处理地下水的速度。

本发明进一步设置为：相邻所述注水井之间的间距为2-4m。

通过采用上述技术方案，根据地质渗透性的不同，选择合适的注水井间距，从而能够使相邻注水井中的无机惰性吸附材料能够相互扩散咬合。

本发明进一步设置为：所述注水井的直径为20-40cm。

通过采用上述技术方案，保证注水井能够承受地下水处理时的回灌水量。

本发明的第二个目的是提供一种漩涡固化地下水修复方法，包括以下步骤：

s1、形成抽水井群：在修复区域中部位置间隔开设多个抽水井，抽水井钻至地下水污染层以下，多个抽水井形成抽水井群；

s2、形成环形回灌井群：沿着修复区域外轮廓线间隔开设多个注水井，注水井钻至地下水污染层以下；

s3、形成围栏：在每个注水井内注入无机惰性吸附材料形成围栏，围栏将修复区域进行围闭；

s4、地下水修复：向抽水井外进行大流量、大降深抽水，同步向注水井内大流量注入由抽水井抽出经过过滤装置净化的水，在修复区域形成降落漏斗，降落漏斗将污染水以及吸附固化污染物的无机惰性吸附胶凝材料引导至抽水井处进行抽出，然后抽出的污染水经过过滤装置处理再次回灌至注水井内，循环上述过程，直至污染水净化完成。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.通过同步向抽水井大降深抽水，注水井大流量回灌，在修复区域形成大的降落漏斗，使无机惰性吸附胶凝材料能够将地下水中的污染物降解固化，然后经过排水井排出，具有出水量小，周期短的优点；

2.通过设置抽水井群，能够处理大范围的修复区域；

3.通过设置过滤装置，能够将抽水井抽出的水进行净化，然后及时的回灌至注水井中，保持注水井内水位，确保压力差的存在，保证净化效率。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是本发明的剖视图。

图中，1、修复区域；2、抽水井；3、注水井；4、抽水井群；5、围栏。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

参照图1和图2，为本发明公开的一种漩涡固化地下水修复系统，设置在地下水待修复区域1处，包括抽水井2、注水井3以及围栏5，抽水井2开设在修复区域1中心位置，直径为20-40cm。深度钻至地下水污染层以下，在抽水井2内设置有水泵，用于向外抽水。沿着修复区域1的外轮廓线间隔均匀的开设有多个注水井3，注水井3直径为20-40cm，相邻注水井3间距2-4m。深度钻至地下水污染层以下，深度浅于抽水井2，多个注水井3围绕修复区域1形成环形回灌井群,其中注水井3与抽水井2的距离不大于200m，具体应该根据渗水地层中水的渗透系数决定，可适当的增加或者较少抽水井2和注水井3之间的间距。用高压漩喷法向注水井3内注入无机惰性吸附材料形成将修复区域1围闭的围栏5，围栏5的高度至少为污染地下水覆盖的深度。

施工时，抽水井2和注水井3同步进行，通过在修复区域1开设抽水井2，在修复区域1外围建立环形回灌井群，采用大降深抽水，大流量回灌的方法，在修复区域1形成大的地下水降落漏斗，这样的地下水水头压力大，流速快。降落漏斗能够将无机惰性吸附材料和修复区域1污染的地下水向抽水井2处引导，在漩涡的作用下，无机惰性吸附材料与地下水混合并对地下水中污染物进行降解固化，然后经过抽水井2抽到地表进行处理，再将处理过的水回灌至注水井3中，保持注水井3内水位，确保压力差的存在，保证净化效率，能够将地下水中的污染物进行有效去除。

根据地下水中污染物的不同，无机惰性吸附材料可以为碳质吸附剂或者矿物材料吸附剂。碳质吸附剂以煤焦、石油焦、沥青焦或其它炭质材料为原料来生产活性炭，特点是来源丰富，产量稳定，成本较低。矿物材料以天然岩石、矿物为原料，通过加工、改造所得的材料，特点是廉价易得、可操作性大。

为了保证对抽水井2内抽出的地下水进行净化并及时的回灌至注水井3内，在地面上设置有用于对抽水井2中抽出的地下水进行净化的过滤装置，过滤装置的进水端连通抽水井2，出水端连通注水井3。

过滤装置包括沉淀池、过滤池以及厌氧池，抽水井2连通沉淀池，沉淀池连通过滤池，过滤池连通厌氧池，厌氧池连接注水井3，以上沉淀池、过滤池和厌氧池都为现有技术，在此不再累述。通过抽水井2抽出的水经过沉淀池进行初步沉淀，然后导入进过滤池过滤处地下水中的细小颗粒，最后经过厌氧池出去地下水中有机污染物，最后回灌入注水池中，简单、快速净化地下水，提高地下水的处理速度。

在修复区域1的面积较大时，一个抽水井2形成的降落漏斗不能够完全的影响整个修复区域1，在修复区域1中部间隔开设多个抽水井2，相邻抽水井2之间的间距为4-7m。多个抽水井2在修复区域1中心行程抽水井群4，抽水井群4同时向外进行大降深、大流量抽水，然后经过过滤装置经过在回灌至注水井3中。保证了修复区域1内地下水的净化速度，缩短处理周期。

本系统适用于强透水层，地下水中污染物处于地下水上部8-10m，处理范围800-1000m。强透水层如卵石含水层，透水性好，渗透性强。

实施例二：

为本发明公开的一种旋涡固化地下水修复方法，包括以下步骤：

s1、形成抽水井群4：在修复区域1中部位置间隔钻注多个抽水井2，抽水井2钻至地下水污染层以下，多个抽水井2形成抽水井群4；

s2、形成环形回灌井群：沿着修复区域1外轮廓线间隔开设多个注水井3，注水井3钻至地下水污染层以下；

s3、形成围栏5：采用高压旋喷法向每个注水井3内注入无机惰性吸附材料形成围栏5，无机惰性吸附材料向外扩散使围栏5将修复区域1进行围闭；

s4、地下水修复：向抽水井2外进行大流量、大降深抽水，同步向注水井3内大流量注入由抽水井2抽出经过过滤装置净化的水，在修复区域1形成降落漏斗，降落漏斗能够将无机惰性吸附材料和修复区域1污染的地下水向抽水井2处引导，在漩涡的作用下，无机惰性吸附材料与地下水混合并对地下水中污染物进行降解固化，然后经过抽水井2抽到地表进行处理，再将处理过的水回灌至注水井3中，保持注水井3内水位，确保压力差的存在，保证净化效率，能够将地下水中的污染物进行有效去除。循环上述过程，直至污染水净化完成。净化完成即将从抽水井2抽出的地下水进行水质分析，符合地下水水质标准，可停止抽水和回灌。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。