专利名称：高新原位修复受污染地下水的改进曝气井及修复技术
技术领域：
本发明涉及一种地下水污染的处理方法，尤其是受污染地下水原位修复的改进曝气井及修复方法。
背景技术：
我国的地下水污染日渐严重，虽有一定的经济实力和技术支持进行污染的控制与治理，但是由于其隐蔽性、复杂性、难以控制和治理的特性，以及耗时长，治理和修复费用巨大，地下水污染的修复开展较少。地下水原位修复技术能最大程度的减少污染物的暴露及对周围环境的扰动，因此近年来广受人们关注。地下水的原位修复技术主要包括(1)原位物理修复法。例如地下水曝气技术(air sparging，AS)，但传统的AS技术存在的弊端体现在气流只局限在曝气井附近几条狭窄的孔道内，大部分污染物只能首先通过扩散进入孔道后才得以去除，因此，扩散作用大大限制了污染物的去除效率[文献1 =Ji W, Dahmani A, Ahlfeld D P，et al. 1993. Laboratory study of air sparging -.air flow visualization. Ground Water Monit R，13 (4) :115-1 ]，导致污染物去除缓慢，且拖尾浓度较高。(2)原位化学处理法。 例如原位冲洗法、电动力法和可渗透反应墙法等。这些方法的使用应该在前期大量的污染场地调查研究基础上进行，以避免带来二次污染的问题[文献2 =Abdul A S，Gibson T L, Carolina C. In situ surfactant washing of polychlorinated biphenyls and oils from a contaminated site [J]Groundwater，1992，30 (2) :219-231.文献 3 :Yuan C， Chiang T S. Enhancement of electrokinetic remediation of arsenic spiked soil by chemical reagents [J]. Journal of Hazardous Materials，2008，152 (1) :309-315.文献 4 :Dong J，Zhao Y S，Zhang W H. Laboratory study on sequenced permeable reactive barrier remediation for landfill leachte-contaminated groundwater[J]. Journal of Hazardous Materials，2009，161 (1) :224-230. ]D (3)原位生物修复处理法。此方法是一种适用范围很广并经济有效的修复方法，但修复所需的时间过长，且对污染物浓度较高的场地不适用[文献5 :Langwalt J H, Puhakka J A. On-site biological remediation of contaminated groundwater -.a review [J]. Environmental Pollution, 2000,109 :187-19. 文献 6 :Lin Cff, Cheng Y W, Tsai S L. Multi-substrate biodegradation kinetics of MTBE and BTEX mixtures by Pseudomonas aeruginosa[J]. Process Biochemistry,2007, 42(8) :1211-1217.]。
发明内容
本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种原位修复受污染地下水的改进曝气井；本发明的目的提供一种原位修复受污染地下水的改进曝气井的修复方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的
原位修复受污染地下水的改进曝气井，是由外井管4内套装有内井管5，通过通过上部固定支架6和下部固定支架10将内井管固定在外井管4中，内井管5的下部装有曝气头8，曝气头8通过曝气管1和固定在外井管4顶端的调节阀2与曝气泵连接，外井管4的上部设有排气孔3，排气孔3连接污染气体监测仪，内井管5的顶端低于排气孔3，外井管4 上部排气孔3的下部设有上部花管7，上部花管7的顶孔低于内井管5，外井管4的下段设有下部花管9，下部花管9的顶孔高于内井管5的底端面，外井管4的底端面与受污染地下水层的底板接触。内井管5的底端面距受污染地下水层的底板5-lOcm，曝气头8距受污染地下水层的底板10-20cm，内井管5的顶端距外井管4的顶端面20-30cm。上部花管7长10-15cm，下部花管9长5_15cm，排气孔3直径1. 5_2cm。原位修复受污染地下水的改进曝气井的修复方法，包括以下顺序和步骤a、根据地下水污染区的水文地质条件确定曝气井井位、曝气井井深，通过钻机打曝气井孔，终孔在受污染地下水的底板；b、根据井深确定外井管4的长度，在外井管4的上部作直径1. 5-2cm的排气孔3， 在排气孔3的下部3cm处向下作长10-15cm上部花管7，在外井管4下端向上作长5-15cm 下部花管9 ；C、外井管4做好后将内井管5装入其中，内井管5的上顶面高出上部花管2-5cm， 内井管5底端距外井管4底端面3cm ；d、在外井管4的内部，上部花管7的下部设有上部固定支架6，下部花管9的上部设有下部固定支架10，通过上部固定支架6和下部固定支架10将内井管5固定在外井管4 的内部，内外井管做好后，内井管5随着外井管4下入曝气井孔，外井管4的底端面与受污染地下水层的底板接触；e、将曝气头8与曝气管1 一同下入内井管5中，曝气头8距外井管4的底端面 3-5cm,曝气管1经调节阀2与曝气泵连接，排气孔3连接污染气体监测仪；f、全部安装好后，打开调节阀2，开始曝气；g、曝气采用间歇式曝气，曝气间隔Ih ；h、曝气量为 0. 3m3/h-0. 5m3/h 之间。有益效果本发明的最大优点是通过增加地下水的垂直流动达到减少污染物的横向扩散。与现有的地下水曝气技术和抽出处理技术相比，工艺更为简单，只需常规维护便能连续运行，提高了修复效率，降低了修复成本和维护成本。
附图1原位修复受污染地下水的改进曝气井结构图附图2为幅图1A-A’剖面图1曝气管，2调节阀，3排气孔，4外井管，5内井管，6上部固定支架，7上部花管，8 曝气头，9下部花管，10下部固定支架。
具体实施例方式下面结合附图和实施例做进一步的详细说明
原位修复受污染地下水的改进曝气井，是由外井管4内套装有内井管5，通过上部固定支架和和下部固定支架10将内井管固定在外井管4中，内井管5的下部装有曝气头8， 曝气头8通过曝气管1和固定在外井管4顶端的调节阀2与曝气泵连接，外井管4的上部设有排气孔3，排气孔3连接污染气体监测仪，内井管5的顶端低于排气孔3，外井管4上部排气孔3的下部设有上部花管7，上部花管7的顶孔低于内井管5，外井管4的下段设有下部花管9，下部花管9的顶孔高于内井管5的底端面，外井管4的底端面与受污染地下水层的底板接触。内井管5的底端面距受污染地下水层的底板5-lOcm，曝气头8距受污染地下水层的底板10-20cm，内井管5的顶端距外井管4的顶端面20-30cm。上部花管7长10-15cm，下部花管9长5_15cm，排气孔3直径1. 5_2cm。原位修复受污染地下水的改进曝气井的修复方法，包括以下顺序和步骤a、根据地下水污染区的水文地质条件确定曝气井井位、曝气井井深，通过钻机打曝气井孔，终孔在受污染地下水的底板；b、根据井深确定外井管4的长度，在外井管4的上部作直径1. 5-2cm的排气孔3， 在排气孔3的下部3cm处向下作长10-15cm上部花管7，在外井管4下端向上作长5-15cm 下部花管9 ；C、外井管4做好后将内井管5装入其中，内井管5的上顶面高出上部花管2-5cm， 内井管5底端距外井管4底端面3cm ；d、在外井管4的内部，上部花管7的下部设有上部固定支架6，下部花管9的上部设有下部固定支架10，通过上部固定支架6和下部固定支架10将内井管5固定在外井管4 的内部，内外井管做好后，内井管5随着外井管4下入曝气井孔，外井管4的底端面与受污染地下水层的底板接触；e、将曝气头8与曝气管1连接好后一同下入内井管5中，曝气头8距外井管4的底端面3-5cm，曝气管1经调节阀2与曝气泵连接，排气孔3连接污染气体监测仪；f、全部安装好后，打开调节阀2，开始曝气；g、曝气采用间歇式曝气，曝气间隔Ih ；h、曝气量为 0. 3m3/h-0. 5m3/h 之间。实施例1原位修复受污染地下水的改进曝气井，是由外井管4内套装有内井管5，通过上部固定支架和和下部固定支架10将内井管固定在外井管4中，内井管5的下部装有曝气头8， 曝气头8通过曝气管1和固定在外井管4顶端的调节阀2与曝气泵连接，外井管4的上部设有排气孔3，排气孔3连接污染气体监测仪，内井管5的顶端低于排气孔3，外井管4上部排气孔3的下部设有上部花管7，上部花管7的顶孔低于内井管5，外井管4的下段设有下部花管9，下部花管9的顶孔高于内井管5的底端面，外井管4的底端面与受污染地下水层的底板接触。内井管5的底端面距受污染地下水层的底板5cm，曝气头8距受污染地下水层的底板10cm，内井管5的顶端距外井管4的顶端面20cm。上部花管7长10cm，下部花管9长5cm，排气孔3直径1. 5cm。原位修复受污染地下水的改进曝气井的修复方法，包括以下顺序和步骤
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a、根据地下水污染区的水文地质条件确定曝气井井位、曝气井井深，通过钻机打曝气井孔，终孔在受污染地下水的底板；b、根据井深确定外井管4的长度，在外井管4的上部作直径1. 5cm的排气孔3，在排气孔3的下部3cm处向下作长IOcm上部花管7，在外井管4下端向上作长5cm下部花管 9 ；C、外井管4做好后将内井管5装入其中，内井管5的上顶面高出上部花管2cm，内井管5底端距外井管4底端面3cm ；d、在外井管4的内部，上部花管7的下部设有上部固定支架6，下部花管9的上部设有下部固定支架10，通过上部固定支架6和下部固定支架10将内井管5固定在外井管4 的内部，内外井管做好后，内井管5随着外井管4下入曝气井孔，外井管4的底端面与受污染地下水层的底板接触；e、将曝气头8与曝气管1连接好后一同下入内井管5中，曝气头8距外井管4的底端面3cm，曝气管1经调节阀2与曝气泵连接，排气孔3连接污染气体监测仪；f、全部安装好后，打开调节阀2，开始曝气；g、曝气采用间歇式曝气，曝气间隔Ih ；h、曝气量为 0. 3m3/h。实施例2原位修复受污染地下水的改进曝气井，是由外井管4内套装有内井管5，通过上部固定支架和和下部固定支架10将内井管固定在外井管4中，内井管5的下部装有曝气头8， 曝气头8通过曝气管1和固定在外井管4顶端的调节阀2与曝气泵连接，外井管4的上部设有排气孔3，排气孔3连接污染气体监测仪，内井管5的顶端低于排气孔3，外井管4上部排气孔3的下部设有上部花管7，上部花管7的顶孔低于内井管5，外井管4的下段设有下部花管9，下部花管9的顶孔高于内井管5的底端面，外井管4的底端面与受污染地下水层的底板接触。内井管5的底端面距受污染地下水层的底板8cm，曝气头8距受污染地下水层的底板15cm，内井管5的顶端距外井管4的顶端面25cm。上部花管7长12cm，下部花管9长13cm，排气孔3直径2cm。原位修复受污染地下水的改进曝气井的修复方法，包括以下顺序和步骤a、根据地下水污染区的水文地质条件确定曝气井井位、曝气井井深，通过钻机打曝气井孔，终孔在受污染地下水的底板；b、根据井深确定外井管4的长度，在外井管4的上部作直径2cm的排气孔3，在排气孔3的下部3cm处向下作长12cm上部花管7，在外井管4下端向上作长13cm下部花管 9 ；C、外井管4做好后将内井管5装入其中，内井管5的上顶面高出上部花管3cm，内井管5底端距外井管4底端面3cm ；d、在外井管4的内部，上部花管7的下部设有上部固定支架6，下部花管9的上部设有下部固定支架10，通过上部固定支架6和下部固定支架10将内井管5固定在外井管4 的内部，内外井管做好后，内井管5随着外井管4下入曝气井孔，外井管4的底端面与受污染地下水层的底板接触；
e、将曝气头8与曝气管1连接好后一同下入内井管5中，曝气头8距外井管4的底端面km，曝气管1经调节阀2与曝气泵连接，排气孔3连接污染气体监测仪；f、全部安装好后，打开调节阀2，开始曝气；g、曝气采用间歇式曝气，曝气间隔Ih ；h、曝气量为 0.4m7h。实施例3原位修复受污染地下水的改进曝气井，是由外井管4内套装有内井管5，通过上部固定支架和和下部固定支架10将内井管固定在外井管4中，内井管5的下部装有曝气头8， 曝气头8通过曝气管1和固定在外井管4顶端的调节阀2与曝气泵连接，外井管4的上部设有排气孔3，排气孔3连接污染气体监测仪，内井管5的顶端低于排气孔3，外井管4上部排气孔3的下部设有上部花管7，上部花管7的顶孔低于内井管5，外井管4的下段设有下部花管9，下部花管9的顶孔高于内井管5的底端面，外井管4的底端面与受污染地下水层的底板接触。内井管5的底端面距受污染地下水层的底板10cm，曝气头8距受污染地下水层的底板20cm，内井管5的顶端距外井管4的顶端面30cm。上部花管7长15cm，下部花管9长15cm，排气孔3直径2cm。原位修复受污染地下水的改进曝气井的修复方法，包括以下顺序和步骤a、根据地下水污染区的水文地质条件确定曝气井井位、曝气井井深，通过钻机打曝气井孔，终孔在受污染地下水的底板；b、根据井深确定外井管4的长度，在外井管4的上部作直径2cm的排气孔3，在排气孔3的下部3cm处向下作长15cm上部花管7，在外井管4下端向上作长15cm下部花管 9 ；C、外井管4做好后将内井管5装入其中，内井管5的上顶面高出上部花管5cm，内井管5底端距外井管4底端面3cm ；d、在外井管4的内部，上部花管7的下部设有上部固定支架6，下部花管9的上部设有下部固定支架10，通过上部固定支架6和下部固定支架10将内井管5固定在外井管4 的内部，内外井管做好后，内井管5随着外井管4下入曝气井孔，外井管4的底端面与受污染地下水层的底板接触；e、将曝气头8与曝气管1连接好后一同下入内井管5中，曝气头8距外井管4的底端面5cm，曝气管1经调节阀2与曝气泵连接，排气孔3连接污染气体监测仪；f、全部安装好后，打开调节阀2，开始曝气；g、曝气采用间歇式曝气，曝气间隔Ih ；h、曝气量为 0. 5m3/h。
权利要求
1.一种原位修复受污染地下水的改进曝气井，其特征在于，是由外井管内套装有内井管(5)，通过上部固定支架(6)和下部固定支架(10)将内井管固定在外井管中， 内井管(5)的下部装有曝气头(8)，曝气头(8)通过曝气管(1)和固定在外井管(4)顶端的调节阀O)与曝气泵连接，外井管的上部设有排气孔(3)，排气孔C3)连接污染气体监测仪，内井管(5)的顶端低于排气孔(3)，外井管(4)上部排气孔(3)的下部设有上部花管(7)，上部花管(7)的顶孔低于内井管(5)，外井管的下段设有下部花管(9)，下部花管(9)的顶孔高于内井管(5)的的底端面，外井管的底端面与受污染地下水层的底板接触。
2.按照权利要求1所述的原位修复受污染地下水的改进曝气井，其特征在于，内井管(5)的底端面距受污染地下水层的底板5-lOcm，曝气头(8)距受污染地下水层的底板 10-20cm,内井管(5)的顶端距外井管的顶端面20-30cm。
3.按照权利要求1所述的原位修复受污染地下水的改进曝气井，其特征在于，上部花管(7)长10-15cm，下部花管(9)长5-15cm，排气孔(3)直径1. 5_2cm。
4.按照权利要求1所述的原位修复受污染地下水的改进曝气井的修复方法，其特征在于，包括以下顺序和步骤a、根据地下水污染区的水文地质条件确定曝气井井位、曝气井井深，通过钻机打曝气井孔，终孔在受污染地下水的底板；b、根据井深确定外井管的长度，在外井管的上部作直径1.5-2cm的排气孔(3)，在排气孔(3)的下部3cm处向下作长10-15cm上部花管(7)，在外井管(4)下端向上作长5-15cm下部花管(9)；c、外井管⑷做好后将内井管(5)装入其中，内井管(5)的上顶面高出上部花管 2-5cm,内井管(5)底端距外井管⑷底端面3cm ；d、在外井管的内部，上部花管(7)的下部设有上部固定支架(6)，下部花管(9)的上部设有下部固定支架(10)，通过上部固定支架(6)和下部固定支架(10)将内井管(5)固定在外井管(4)中，内外井管做好后，内井管( 随着外井管(4)下入曝气井孔，外井管(4) 的底端面与受污染地下水层的底板接触；e、将曝气头(8)与曝气管(1)连接好后一同下入内井管(5)中，曝气头(8)距外井管(4)的底端面3-5cm，曝气管(1)经调节阀( 与曝气泵连接，排气孔C3)连接污染气体监测仪；f、全部安装好后，打开调节阀O)，开始曝气；g、曝气采用间歇式曝气，曝气间隔Ih；h、曝气量为0. 3m3/h-0. 5m3/h。
全文摘要
本发明涉及一种原位修复受污染地下水的改进曝气井及修复方法。是由外井管内套装有内井管，通过上部固定支架和下部固定支架将内井管固定在外井管中，内井管下部装有曝气头，通过曝气管与曝气泵连接，外井管的上部设有排气孔，排气孔连接污染气体监测仪，外井管上部排气孔的下部设有上部花管，上部花管的顶孔低于内井管，外井管的下段设有下部花管，下部花管的顶孔高于内井管的底端面，外井管的底端面与地下水层的底板接触。本发明的优点是通过增加地下水的垂直流动达到减少污染物的横向扩散。与现有的地下水曝气技术和抽出处理技术相比，工艺更简单，只需常规维护便能连续运行，提高了修复效率，降低了修复成本和维护成本。
文档编号C02F1/72GK102219293SQ20111006219
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者周睿, 屈智慧, 焦立娜, 王冰, 赵勇胜 申请人:吉林大学
