修复六价铬污染地下水的系统的制作方法

1.本实用新型属于污水治理技术领域，更具体地，涉及一种修复六价铬污染地下水的系统。


背景技术：

2.随着工业发展，大量含铬废水和铬渣的不合理堆放，导致了大量的铬进入土壤和地下水，严重危害了环境安全和人类将康。铬在环境中的迁移主要由地下环境中的沉淀、溶解、吸附和解吸作用决定的，因此土壤和含水层的理化性质、孔隙度、介质粒径等因素对铬的迁移有很大影响。六价铬是人类确认的致癌物，通常认为其毒性是三价铬的100倍。
3.土壤胶体和含水层介质表面带有负电荷，而三价铬通常以阳离子形态存在，因此三价铬极容易被吸附截留，迁移性较弱，危害较低。而六价铬常以阴离子酸根形态存在，在地下环境中迁移性很强，一旦六价铬在包气带中达到饱和，便会迁移进入地下水。地下环境中，cr(vi)通常以cro
42-、cr2o
72-、hcro
4-等阴离子基团形式存在，极易溶于水，有很强的氧化性。
4.目前修复六价铬污染地下水应用较多的是prb技术，prb技术就是在污染水土原位设置一个填充有活性反应介质材料的反应屏障区，当污染地下水通过该反应屏障区时，污染物质依靠自然水力运输通过预先设计好的介质，介质对溶解的有机物、金属、核素及其他污染物进行降解、吸附、沉淀或去除，达到对污染土壤及地下水进行修复的目标。
5.prb技术采用的反应介质多为fe0，它可以加速污染物中的难生物降解有机物的还原或分解，可以有效去除重金属且取材容易价格便宜。fe0去除环境污染物的机理主要包括三个方面：一，fe0的还原作用，fe0由于具有较强的还原性，所以它可以将六价铬还原为毒性较低的三价铬；二，微电解作用，fe0具有电化学特性，可以在电极氧化的过程中失去电子而将很多污染物还原；三，电极反应的产物中新生态的原子态氢以及fe
2+
等都可以起到一定的还原作用。
6.采用prb技术修复六价铬污染的地下水时，铁氧化生成的fe(oh)3等沉淀物会附着在fe0填料表面，阻止fe0进一步还原地下水中六价铬，且由于地下水环境偏碱性，因此在这种条件下，prb修复过程要长期有效运行非常困难。
7.因此期待研发一种修复六价铬污染地下水的系统，有效减轻fe0表面铁锈附着，使prb技术修复过程能够长期有效运行。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提供一种修复六价铬污染地下水的系统，减轻fe0表面铁锈附着，使prb技术修复过程能够长期有效运行。
9.为了实现上述目的，本实用新型提供一种修复六价铬污染地下水的系统，包括：沿地下水流方向依次设置的注入井、可渗透反应墙和抽水井，所述注入井、所述可渗透反应墙和所述抽水井均由地面向下延伸至地下水层中，所述注入井连接于酸罐，所述抽水井连接
于地下水处理装置。
10.优选地，所述地下水处理装置包括依次连接的还原池、中和池和絮凝沉淀池，由所述抽水井中抽出的地下水依次经所述还原池、所述中和池和所述絮凝沉淀池后回灌至所述抽水井中。
11.优选地，所述还原池用于容纳亚硫酸氢钠，所述中和池用于容纳氢氧化钠，所述絮凝沉淀池用于容纳聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。
12.优选地，所述酸罐用于容纳稀硫酸。
13.优选地，所述注入井和所述抽水井的井管包括实管段和花管段，所述实管段位于所述地下水层以上，所述花管段位于所述地下水层中。
14.优选地，所述实管段外部设有黏土填充层，所述花管段外部设有石英砂填充层。
15.优选地，所述注入井的井管为pvc管，所述抽水井的井管为无砂混凝土管。
16.优选地，所述可渗透反应墙包括第一段反应墙和第二段反应墙，所述第一段反应墙位于所述地下水层以上，所述第二段反应墙位于所述地下水层中，所述第一段反应墙中的填充料为粘土，所述第二段反应墙中的填充料包括铁屑、石英砂和活性炭。
17.优选地，所述铁屑中包含零价铁，所述铁屑粒径为1-2mm，所述石英砂的粒径为1-2mm，所述活性炭为柱状。
18.优选地，所述抽水井中设有水样采集管路及潜水泵。
19.本实用新型的有益效果在于：六价铬污染地下水通过可渗透反应墙，可渗透反应墙中的fe0填料将六价铬还原为三价铬，通过抽水井抽取地下水层中的水样检测，当发现处理后地下水六价铬含量接近修复目标的原本六价铬含量时，开启酸罐，由注入井向地下水层中注入酸性溶液，酸性溶液通过可渗透反应墙，将fe0填料表面附着的铁锈等反应溶解，使可渗透反应墙重新激，继续反应，同时由下游的抽水井将地下水抽出至地下水处理装置进行处理，满足地下水ph值要求后回灌至抽水井，待prb柱处理效果稳定后，停止上游注酸，待地下水ph值达标后停止下游抽水，以达到持久修复目的，使prb技术修复过程能够长期有效运行，并且不会对地下水造成二次污染。
20.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
21.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
22.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的修复六价铬污染地下水的系统的示意性结构图。
23.附图标记说明
24.1、可渗透反应墙；2、注入井；3、抽水井；4、还原池；5、中和池；6、絮凝沉淀池；7、酸罐；8、填充料；9、酸注入泵；10、搅拌桨；11、管道；12、酸注入管；13、水泥；14、黏土填充层；15、石英砂填充层；16、潜水泵；17、注入泵。
具体实施方式
25.下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
27.根据本实用新型的修复六价铬污染地下水的系统，包括：沿地下水流方向依次设置的注入井、可渗透反应墙和抽水井，注入井、可渗透反应墙和抽水井均由地面向下延伸至地下水层中，注入井连接于酸罐，抽水井连接于地下水处理装置。
28.具体地，六价铬污染地下水通过可渗透反应墙，可渗透反应墙中的fe0填料将六价铬还原为三价铬，通过抽水井抽取地下水层中的水样检测，当发现处理后地下水六价铬含量接近修复目标的原本六价铬含量时，开启酸罐，由注入井向地下水层中注入酸性溶液，酸性溶液通过可渗透反应墙，将fe0填料表面附着的铁锈等反应溶解，使可渗透反应墙重新激，继续反应，同时由下游的抽水井将地下水抽出至地下水处理装置进行处理，当满足地下水ph值要求后回灌至抽水井，待prb柱处理效果稳定后，停止上游注酸，待地下水ph值达标后停止下游抽水，以达到持久修复目的，使prb技术修复过程能够长期有效运行，并且不会对地下水造成二次污染。
29.进一步地，抽水井同时兼具回灌井和监测井的作用。
30.作为优选方案，地下水处理装置包括依次连接的还原池、中和池和絮凝沉淀池，由抽水井中抽出的地下水依次经还原池、中和池和絮凝沉淀池后回灌至抽水井中。
31.具体地，抽出后地下水首先进入还原池，在还原池中，使水体中的六价格还原为三价铬，然后送至中和池将地下水ph值调节至目标范围，最后通过絮凝沉淀池沉淀后回灌至地下。
32.进一步地，还包括检测装置，检测装置用于检测由地下水处理装置处理后的地下水是否达到回灌标准，以确保回灌水体的水质合格。
33.作为优选方案，还原池用于容纳亚硫酸氢钠，中和池用于容纳氢氧化钠，絮凝沉淀池用于容纳聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。
34.作为优选方案，酸罐用于容纳稀硫酸。
35.具体地，还原池、中和池、絮凝沉淀池及酸罐中也可投放能达到同等修复效果的其他药剂。
36.进一步地，还原池、中和池、絮凝沉淀池及酸罐均设有搅拌桨。
37.作为优选方案，注入井和抽水井的井管包括实管段和花管段，实管段位于地下水层以上，花管段位于地下水层中。
38.作为优选方案，实管段外部设有黏土填充层，花管段外部设有石英砂填充层。
39.作为优选方案，注入井的井管为pvc管，抽水井的井管为无砂混凝土管。
40.具体地，注入井和抽水井的地面以上部分均采用水泥砌筑井口。
41.作为优选方案，可渗透反应墙包括第一段反应墙和第二段反应墙，第一段反应墙位于地下水层以上，第二段反应墙位于地下水层中，第一段反应墙中的填充料为粘土，第二段反应墙中的填充料包括铁屑、石英砂和活性炭。
42.具体地，填充料中的铁屑、石英砂、活性炭按5:4:1配制；可渗透反应墙的对应的地面以上采用水泥封口。
43.作为优选方案，铁屑中包含零价铁，铁屑粒径为1-2mm，石英砂的粒径为1-2mm，活性炭为柱状。
44.具体地，铁屑中的零价铁有效含量≥85％。
45.作为优选方案，抽水井中设有水样采集管路及潜水泵。
46.实施例
47.图1示出了根据本实施例的修复六价铬污染地下水的系统的示意性结构图。
48.如图1所示，该修复六价铬污染地下水的系统，包括：沿地下水流方向依次设置的注入井2、可渗透反应墙1和抽水井3，注入井2、可渗透反应墙1和抽水井3均由地面向下延伸至地下水层中，注入井2连接于酸罐7，抽水井3依次连接还原池4、中和池5和絮凝沉淀池6，还原池4中装有亚硫酸氢钠，中和池5中装有氢氧化钠，絮凝沉淀池6中装有聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，酸罐7中装有稀硫酸，并且其中均安装有搅拌桨10，由潜水泵16利用管道11从抽水井3中抽出的地下水依次经还原池4、中和池5和絮凝沉淀池6后在注入泵17的作用下经管道11回灌至抽水井3中，酸罐7由酸注入管12和酸注入泵9连接于注入井2，可渗透反应墙1、注入井2和抽水井3的地面部分均由水泥13封口。
49.注入井2的井管为pvc管，抽水井3的井管为无砂混凝土管，注入井2和抽水井3的井管包括实管段和花管段，实管段位于地下水层以上，花管段位于地下水层中，实管段外部设有黏土填充层14，花管段外部设有石英砂填充层15。
50.可渗透反应墙1包括第一段反应墙和第二段反应墙，第一段反应墙位于地下水层以上，第二段反应墙位于地下水层中，第一段反应墙中的填充料8为由铁屑、石英砂、活性炭按5:4:1配制的混合料，铁屑粒径为1-2mm其中零价铁有效含量≥85％，石英砂的粒径为1mm，活性炭为柱状。
51.六价铬污染地下水通过可渗透反应墙，可渗透反应墙中的fe0填料将六价铬还原为三价铬，通过抽水井抽取地下水层中的水样检测，当发现处理后地下水六价铬含量接近修复目标的原本六价铬含量时，开启酸罐，由注入井向地下水层中注入酸性溶液，酸性溶液通过可渗透反应墙，将fe0填料表面附着的铁锈等反应溶解，使可渗透反应墙重新激，继续反应，同时由下游的抽水井将地下水抽出至地下水处理装置进行处理，当满足地下水ph值要求后回灌至抽水井，待prb柱处理效果稳定后，停止上游注酸，待地下水ph值达标后停止下游抽水，以达到持久修复目的，使prb技术修复过程能够长期有效运行，并且不会对地下水造成二次污染。
52.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。