一种污染地下水多层抽出的系统和方法与流程

本发明提出了一种污染地下水多层抽出的系统和方法，属于环境污染修复治理技术领域。

背景技术：

地下水是生态环境的重要组成，也是人类社会赖以生存的自然资源。随着国家工矿业、农业的发展，对地下水的开发、利用程度越来越高。而地下水自净能力较弱，若土壤、地下水在开发、利用或保护不当，污染物进入土壤、地表水中，经迁移、扩散或直接进入地下水，会对地下水造成严重的污染，进而对人体健康及生态环境造成严重的危害。

目前，地下水污染类型主要为有机污染物及重金属、无机非金属等无机污染物。污染地下水的治理修复方法主要有抽出处理技术、原位化学氧化/还原、原位生物修复、可渗透反应墙、植物修复、监测自然衰减等，其中抽出处理技术具有简便易行、成熟度较高等特点，是目前应用较多的地下水处理技术。

一般地下水抽出方法多只是单层布设点位将污染羽内的地下水整体抽出，再利用地面建设的水处理设备进行处置，未考虑地下含水层的复杂性。受污染物特性及水文地质条件影响，不同含水层内的污染特性、渗率系数等往往不同。因此，根据污染地下水的分层污染物分布情况及水文地质条件，通过分层布设抽出设备，调整抽出速率，从而有利于更为准确、高效的抽出污染地下水。

技术实现要素：

鉴于此，本发明所解决的技术问题是在同一建井点，针对不同污染特性和水文地质条件，对污染地下水进行高效、准确的多层抽出，为地下水精准修复提供了便利的条件。该发明具有操作简单、效率高、成本低、环境友好、易于推广等优点。

为达到污染地下水抽出的高效率和经济性要求，本发明提供了一种污染地下水多层抽出的系统，所述系统包括地下水井、填充层、多层抽水装置，填充层设置在地下水井中，在地下水井中，填充层自下而上依次由多层滤料层和膨润土层构成；每层滤料层自下而上分别依次由细石英砂层和粗石英砂层构成；每层抽水装置包括过滤管、抽提管和泵；泵优选为真空泵；过滤管的上端连接抽提管的一端，抽提管的另一端连接真空泵；在地下水井需抽水处放置每层抽水装置的过滤管，过滤管上下填充粗石英砂，从而使过滤管设置在每层滤料层的粗石英砂层中。

其中，所述的过滤管为防腐处理的不锈钢开孔管，孔直径为3-6mm，不锈钢管表面包覆两层不锈钢网，网孔为0.5-1.0mm。

其中，在地下水井钻探过程中采用套管护壁，防止成孔塌陷。

其中，粗石英砂层的粗石英砂的粒径为20-40目，细石英砂层的细石英砂的粒径为10-20目，粗石英砂填充层在过滤管上下维持0.4-0.8m厚度。

其中，所述的抽提管为尼龙材质，根据污染地下水量调整管径。

其中，多层滤料层为三层，多层抽水装置为三层。

本发明还提供一种污染地下水多层抽出的方法，所述方法为优选采用上述系统对污染地下水多层抽出的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

(1)进行地下水井钻探；

(2)在地下水井中放置多层抽水装置的过滤管，并且在地下水井中放置填充层的多层滤料层，在地下水井需抽水处放置每层抽水装置的过滤管，过滤管上下填充粗石英砂，从而使过滤管设置在每层滤料层的粗石英砂层中；在地下水井的其余位置填充细石英砂，从而使得每层滤料层自下而上分别依次由细石英砂层和粗石英砂层构成；

(3)使用抽提管将过滤管连接至地面真空泵；

(4)多层滤料层的上面填充膨润土层直至地面；

(5)井口安装一段套管，并安装管堵；

(6)在水井地面处砌筑井台，优选使用水泥、砂砾及砖块在水井地面处砌筑井台。

其中，步骤(2)中，所述的过滤管为防腐处理的不锈钢开孔管，孔直径为3-6mm，过滤管表面包覆两层不锈钢网，网孔为0.5-1.0mm。

其中，步骤(3)中，其特征在于，粗石英砂层的粗石英砂的粒径为20-40目，细石英砂层的细石英砂的粒径为10-20目，粗石英砂填充在过滤管上下，厚度为0.4-0.8mm。

其中，步骤(4)中，所述的抽提管为尼龙材质，根据污染地下水量调整管径；步骤(3)中，使用抽提管将过滤管连接至地面真空泵

为达到污染地下水抽出的高效率和经济性要求，本发明提供了一种多层、准确的抽出方式，所述方法包括以下步骤：

(1)采用机械冲击钻井或其他钻井方法进行地下水井钻探；

(2)在地下水井需抽水处放置过滤管，过滤管上下填充粗石英砂，其余位置填充细石英砂；

(3)使用抽提管将过滤管连接至地面真空泵；

(4)滤料上填充膨润土直至约地面；

(5)井口安装一段套管，并安装管堵。并砌筑水泥井台。

本发明通过向污染地下水含水层布设抽出设备，抽水过滤管布设在不同位置，可以实现污染地下水的分层抽出。过滤管的位置及地下水井的数量位置可根据污染地下水特征进行调整。

步骤(1)中，钻探过程中采用套管护壁，防止成孔塌陷。

步骤(2)中，所述的过滤管为防腐处理的不锈钢开孔管，孔直径为3-6mm，过滤管表面包覆两层不锈钢网，网孔为0.5-1.0mm。

步骤(3)中，所述滤料主要为粗石英砂(粒径20-40目)、细石英砂(粒径10-20)，粗石英砂填充在过滤管上下，厚度为0.4-0.8m，其余位置填充细石英砂。

步骤(4)中，所述的抽提管可根据污染地下水量调整管径。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

本发明提供了一种在同一点位，针对不同污染特性和水文地质条件下的污染地下水进行高效、准确的多层抽出，大大降低了建井的成本，为地下水水质分析、处理提供了便利的条件。

本发明具有操作简单、成本低、效率高、环境友好、易于推广等优点。

附图说明

图1为本发明提供的地下水分层抽出装置的结构示意图。

图中标号说明：1、地下水井，优选圆柱状钻井，2、细石英砂，3、粗石英砂，4、过滤管，5、抽提管，6、膨润土层，7、套管，8、管塞，9、井台，10、真空泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，来详细说明本发明。

参照图1所示，一种污染地下水多层抽出的系统，所述系统包括地下水井1、填充层、多层抽水装置，填充层设置在地下水井1中，在地下水井1中，填充层自下而上依次由多层滤料层和膨润土层6构成；每层滤料层自下而上分别依次由细石英砂层2和粗石英砂层3构成；每层抽水装置包括过滤管4、抽提管5和泵10；泵优选为真空泵；过滤管4的上端连接抽提管5的一端，抽提管5的另一端连接泵10；在地下水井1需抽水处放置每层抽水装置的过滤管4，过滤管4上下填充粗石英砂，从而使过滤管4设置在每层滤料层的粗石英砂层3中。

一种污染地下水多层抽出的方法，所述方法步骤如下：

(1)进行地下水井1钻探；

(2)在地下水井1中放置多层抽水装置的过滤管4，并且在地下水井1中放置填充层的多层滤料层，在地下水井1需抽水处放置每层抽水装置的过滤管4，过滤管4上下填充粗石英砂3，从而使过滤管4设置在每层滤料层的粗石英砂层3中；在地下水井的其余位置填充细石英砂2，从而使得每层滤料层自下而上分别依次由细石英砂层2和粗石英砂层3构成；

(3)使用抽提管5将过滤管4连接至地面泵10；

(4)多层滤料层的上面填充膨润土层6直至地面；

(5)井口安装一段套管7，并安装管堵8；

(6)在水井地面处砌筑井台9，优选使用水泥、砂砾及砖块在水井地面处砌筑井台9。

所描述的为一井三层的污染地下水多层抽出系统，该系统包括地下水井及地面抽水设备。采用机械冲击钻井或其他钻井方法进行钻探13.5m。钻探过程中采用套管7护壁，防止成孔塌陷。地下水井1主要由抽提管5及填充层构成。

地下水井1的井管从底部到顶部依次为过滤管4、抽提管5，过滤管4为防腐处理的不锈钢开孔材料，管长0.6m，管径50mm，开孔直径5mm，管表面包覆两层不锈钢网，网孔为0.6mm。抽提管为尼龙材质，管径60mm。

填充层自下而上分别依次由细石英砂2、粗石英砂3、膨润土层6、套管7、管塞8、混凝土井台9构成。根据该场地地下水污染情况，将过滤管三处设置在地面下3m、6m、12m处，通过尼龙抽提管5连接至抽水真空泵10上，将污染地下水抽出。

井底开始填充细石英砂2，填充0.50m。填充粗石英砂3，填充0.50m后，开始布设过滤管4，再填充粗石英砂3没过过滤管，继续填充0.5m。其他两个过滤管也按此布设，保证过滤管上下0.50m为粗石英砂，其他区域为细石英砂。细石英砂填充至地面下3.0m处，开始填充膨润土至地面。在距井口1m处放置一段1.2m的套管，继续填充膨润土至地表，并安装管塞，套管高出地表0.2m。使用水泥、砂砾、砖块在套管周围砌筑井台。

本发明的污染地下水多层抽出方法使用时，可根据污染场地所需抽出水的特征调整地下水井抽提位置及分层数量。

本发明不受上述实例的限制，在所述范围之内或其思路与本发明无实质性差别的变化、改进等技术方法均受本发明保护。