一种可渗透反应墙地下水修复装置的制作方法

本发明属于环保领域，涉及一种地下水修复装置，尤其涉及一种可渗透反应墙地下水修复装置。

背景技术：

可渗透性反应墙是一种被动式原位地下水修复技术，包括连续墙式prb和隔水漏斗-导水门式。修复的原理是污染物随着地下水流经反应墙时，与反应墙内填充的反应材料发生吸附、沉淀、化学降解或生物降解等作用，从而实现污染物的去除。连续墙式prb适用于处理地下水污染羽较小的情况，墙体必须涵盖整个污染物的宽度和深度。隔水漏斗-导水门式反应墙长度可以比连续型的反应墙小一些，适用于大面积的污染地下水处理，工艺更灵活。该技术具有对土壤和地下水扰动小，运行成本低等优势，但存在大面积开挖反应墙沟槽、易坍塌、施工困难且施工成本高等问题。随着运行时间的推移，墙体内填充的反应材料逐渐堵塞，反应容量达到饱和，导致系统瘫痪。即使部分系统的反应材料可以更换，也存在填充反应材料体积过大，更换困难等问题。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，该装置不需要开挖大型的反应墙沟槽，施工简单，反应材料易于更换，维护方便。

为实现上述目的，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，具有这样的特征：装置为漏斗门式可渗透反应墙，包括可渗透反应墙和隔水墙，可渗透性反应墙垂直于地下水水流方向设置，隔水墙位于可渗透反应墙的两侧；可渗透反应墙是由若干反应井和防渗窄墙交替间隔设置形成的反应群井透水性墙体；反应井包括竖直设置、上下两端具有管盖的管道，以及围在管道外的井壁；井壁由填料填充而成，沿管道的径向被分割为前透水段、后透水段和不透水段；前透水段和后透水段分别位于管道的前后两侧，垂直于地下水水流方向相对设置；其余井壁为不透水段，相邻反应井的不透水段连续相接；位于前透水段和后透水段的管道管壁的中下部均具有过滤筛缝；反应井井壁的前透水段和后透水段自下而上均填充石英砂、膨润土和粘土；石英砂粒径大于过滤筛缝的筛缝宽度，装填至筛缝顶端以上；不透水段填充粘土；防渗窄墙垂直于地下水水流方向，设于反应井管道两侧不透水段井壁的前侧，若干防渗窄墙与若干反应井的前透水段交替间隔设置，防渗窄墙与相邻的前透水段或隔水墙密闭搭接；反应井管道内设有填料架，填料架内放置功能填料；填料架的高度不低于过滤筛缝；反应井内还设有曝气管，固定在填料架外的一侧，曝气管的底部具有曝气孔；填料架的四周悬挂有生物挂膜填料。

进一步，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，还可以具有这样的特征：其中，所述反应井管道的直径为100mm～1000mm，材质采用不锈钢、pvc、hdpe或ptfe；前透水段对应的过滤筛缝的管壁弧长为管道管径的1/4～3/4，后透水段对应的过滤筛缝的管壁弧长为管道管径的1/4～3/4；相邻反应井管道的间距为1～3m。

进一步，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，还可以具有这样的特征：其中，所述过滤筛缝的缝宽不大于0.5mm，筛缝顶端位于地下水水位以上0.5m。

进一步，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，还可以具有这样的特征：其中，所述前透水段和后透水段中，石英砂粒径为1～2mm，装填至筛缝顶端以上0.3m高度；膨润土装填高度不低于0.5m；膨润土以上装填的粘土为建井开挖出的粘土；不透水段回填建井开挖出的粘土。

进一步，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，还可以具有这样的特征：其中，所述填料架是由不锈钢实心管或者扁钢焊接而成的圆框，底部具有承托架，置于反应井内，直径为75mm～900mm，高度至少达到反应井内的地下水水深。

进一步，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，还可以具有这样的特征：其中，所述生物挂膜填料为软性、半软性等填料。

进一步，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，还可以具有这样的特征：其中，反应井深度至少大于地下水污染深度的0.5m；

进一步，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，还可以具有这样的特征：其中，防渗窄墙采用单轴或双轴水泥搅拌桩止水帷幕，纵向深度穿透第一层潜水含水层，至少达到相对隔水层以下0.5m，与隔水墙深度一致。

进一步，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，还可以具有这样的特征：其中，所述隔水墙采用单轴或双轴水泥搅拌桩止水帷幕，纵向深度穿透第一层潜水含水层，至少达到相对隔水层以下0.5m。

进一步，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，还可以具有这样的特征：其中，所述隔水墙单边长度大于污染羽长度1～2m，与可渗透反应墙呈90～170°夹角。

本发明的有益效果在于：

一、本装置通过将单个小型的反应井以一定的方式组合形成反应群井，并形成可渗透反应墙，将传统的一体化的可渗透反应墙化简为若干个小的反应井，可同时处理有机物和重金属，方便安装，易于更换功能填料，且工艺简单。

二、通过将曝气装置和生物组合填料置于反应井内，强化了有机物的生物降解过程，更有利于地下水中有机物的处理。

附图说明

图1是可渗透反应墙地下水修复装置及污染羽的结构示意图；

图2是可渗透反应墙地下水修复装置及污染羽的俯视图；

图3是反应井管道、填料架及曝气管的结构示意图；

图4是填料架及生物挂膜填料的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。

如图1和2所示，本发明提供一种可渗透反应墙地下水修复装置，为漏斗门式可渗透反应墙，包括可渗透反应墙1和隔水墙2。可渗透性反应墙垂直于地下水水流方向设置，隔水墙2位于可渗透反应墙1的两侧。

隔水墙2采用垂直阻隔技术，隔水墙2的长度和角度根据污染羽的情况设置，覆盖污染羽流。具体的，隔水墙2采用单轴或双轴水泥搅拌桩止水帷幕，纵向深度穿透第一层潜水含水层，至少达到相对隔水层以下0.5m。

隔水墙2单边长度大于污染羽长度1～2m，与可渗透反应墙1呈90～170°夹角，将地下水污染羽阻隔汇流至地下水反应井11内。

可渗透反应墙1是由若干反应井11和防渗窄墙12交替间隔设置形成的反应群井透水性墙体。

反应井11包括竖直设置、上下两端具有管盖的管道111，以及围在管道111外的井壁。井壁由填料填充而成，沿管道111的径向被分割为前透水段112、后透水段113和不透水段114。前透水段112和后透水段113分别位于管道111的前后两侧，垂直于地下水水流方向相对设置。其余井壁为不透水段114，相邻反应井11的不透水段114连续相接。

如图3所示，位于前透水段112和后透水段113的管道111，其管壁的中下部均具有过滤筛缝115。设有过滤筛缝115区域的管壁的弧长略小于前透水段112/后透水段113对应管道111管壁的弧长，即前透水段112/后透水段113覆盖包裹住过滤筛缝115区域。具体的，过滤筛缝115的缝宽不大于0.5mm，筛缝顶端位于地下水水位以上0.5m。

具体的，反应井11管道111的直径为100mm～1000mm，材质采用不锈钢、pvc、hdpe或ptfe。前透水段112对应的过滤筛缝115的管壁弧长为管道111管径的1/4～3/4，后透水段113对应的过滤筛缝115的管壁弧长为管道111管径的1/4～3/4，即前透水段112/后透水段113所对应的过滤筛缝115区域，这部分区域(管道)的管壁弧长为管道111管径的1/4～3/4。相邻反应井11管道111的间距为1～3m。

反应井11井壁的前透水段112和后透水段113自下而上均填充石英砂、膨润土和粘土填料。石英砂粒径大于过滤筛缝115的筛缝宽度，装填至过滤筛缝115顶端以上。不透水段114填充粘土。具体的，前透水段112和后透水段113中，石英砂粒径为1～2mm，装填至过滤筛缝115顶端以上0.3m高度。膨润土装填高度不低于0.5m。膨润土以上装填的粘土为建井开挖出的粘土。不透水段114回填建井开挖出的粘土。

防渗窄墙12垂直于地下水水流方向，设于反应井11管道111两侧不透水段114井壁的前侧。若干防渗窄墙12与若干反应井11的前透水段112交替间隔设置，防渗窄墙12与相邻的前透水段112或隔水墙2密闭搭接，即，反应井11之间的防渗窄墙12与其两侧的反应井井壁的前透水段112密闭搭接，可渗透反应墙1两端的防渗窄墙12，一侧与反应井井壁的前透水段112密闭搭接，另一侧与隔水墙2密闭搭接，以保证地下水沿着反应井11的前透水段112进入，经过反应井11后沿着后透水段113流出。

防渗窄墙12采用单轴或双轴水泥搅拌桩止水帷幕，纵向深度穿透第一层潜水含水层，至少达到相对隔水层以下0.5m，与隔水墙2深度一致。

反应井11深度可根据地下水的污染深度和污染物的性质设定，至少大于地下水污染深度的0.5m。

如图3所示，反应井11的管道111内设有填料架116。具体的，填料架116是由不锈钢实心管或者扁钢焊接而成的圆框，底部具有承托架，置于反应井11内，直径为75mm～900mm，高度至少达到反应井11内的地下水水深。

填料架116内放置圆柱形功能填料，由氧化剂、还原剂、吸附剂、沉淀剂等制成，可根据地下水污染物的特性选择放置。

填料架116的高度不低于过滤筛缝115。

反应井11内还设有曝气管117，曝气管117通过管卡固定在填料架116外的一侧，曝气管117的底部具有曝气孔。曝气管117与阀门和风机组成曝气装置，用于曝气。

如图4所示，填料架116的四周悬挂有生物挂膜填料118。生物挂膜填料118为软性、半软性等填料。

装置的修复过程为：如图1和2所示，污染羽a沿着地下水水流方向(箭头)，在隔水墙2的作用下，流向可渗透反应墙1，通过前透水段112，进入反应井11，地下水中的重金属和有机物等污染物在反应井11内的功能填料的作用下发生沉淀、吸附、氧化还原、生物降解等作用，经净化后的地下水再经过后透水段113向下游流去。当填料使用一段时间后，出水水质下降，可替换新的填料。

此外，可通过曝气装置向反应井11内间歇曝气，生物挂膜填料118将挂满生物膜，在生物膜的作用下，强化生物降解地下水中有机物。