具有土壤与地下水修复功能的气相抽提装置

364 编辑：中冶有色技术网来源：山东方嘉环境科技有限公司

2024-01-11 11:47:07

权利要求书： 1.一种具有土壤与地下水修复功能的气相抽提装置，其特征在于，包括生物通风系统（1）和污水处理回灌系统（2），所述生物通风系统（1）包括用于储存营养液的储水罐（11）、用于输送空气的进气风机（12）、用于泵送营养液的输液泵（13）和埋设在土壤中的注气管（14），所述输液泵（13）的进水端与所述储水罐（11）相连，出水端通过管道连接至所述注气管（14）所埋设位置的土壤内，所述进气风机（12）通过气管（121）连接至所述注气管（14），且所述气管（121）上设置有注气系统（122），注气系统（122）与进气风机（12）之间设有换热器；

所述污水处理回灌系统（2）包括与地下水相通的抽提井（21），用于处理污水的污水处理系统（22）、泵送污水的抽提泵（23）以及与地下水相通的注水井（26）；所述抽提井（21）内竖向设有抽提管（24），所述抽提管（24）的下端延伸至地下水内，所述抽提管（24）与抽提井（21）之间填充有用于吸附有机污染物和重金属的吸附填料（25）；所述抽提泵（23）的进水端连接至所述抽提管（24）的底部，出水端连接至所述污水处理系统（22），所述污水处理系统（22）处理后的净水通过水管连接至所述注水井（26）。

2.如权利要求1所述的气相抽提装置，其特征在于，所述气相抽提装置还包括抽气系统（3）、气液分离器（4）和混凝土层（100），所述抽气系统（3）包括埋设在土壤中的抽气管（31）和抽气泵（32），所述抽气泵（32）的进气端通过气管连接至所述抽气管（31），出气端通过气管连接至所述气液分离器（4）的进气端；所述气液分离器（4）的出水管连接至所述污水处理系统（22），所述混凝土层（100）覆盖在土壤顶部，且所述混凝土层（100）表面全部/部分覆盖有密封膜（200）。

3.如权利要求2所述的气相抽提装置，其特征在于，所述气相抽提装置还包括尾气处理系统（5），所述尾气处理系统（5）包括连接在所述气液分离器（4）的出气端的抽气风机（51），所述抽气风机（51）的出气端通过管道连接有尾气处理烟囱（52）。

4.如权利要求3所述的气相抽提装置，其特征在于，所述尾气处理系统（5）还包括活性炭吸附罐（53）和引风机（54），所述抽气风机（51）的出气端通过管道连接至所述活性炭吸附罐（53），所述活性炭吸附罐（53）的出气端连接至所述引风机（54）的进气端，所述引风机（54）的出气端连接至所述尾气处理烟囱（52）。

5.如权利要求1所述的气相抽提装置，其特征在于，所述污水处理回灌系统（2）还包括横向埋设在土壤内的注水横管（27）和供水泵（28），所述注水横管（27）上具有沿长度方向均布设置的注水孔，所述污水处理系统（22）处理后的净水通过水管连接至所述供水泵（28），所述供水泵（28）的出水端通过管道分别连接至所述注水横管（27）和注水井（26）。

6.如权利要求1所述的气相抽提装置，其特征在于，所述气相抽提装置还包括监测控制系统（6），包括用于观测地面沉降的沉降观测系统（61）、用于监测土壤内气体浓度和土壤温湿度的气体自动监测系统（62）、和用于控制所述生物通风系统（1）和污水处理回灌系统（2）运行的控制系统（63）；所述气体自动监测系统（62）包括埋设在土壤内的气体传感器和温湿度传感器。

7.如权利要求1所述的气相抽提装置，其特征在于，所述抽提管（24）包括竖向设置在抽提井（21）内的主管体（241），所述主管体（241）的下端为设有过水孔的过水段（242），所述过水孔密布设置在过水段（242）上；所述过水段（242）的底部密闭设置有封板，且上端低于地下水的液面。

8.如权利要求7所述的气相抽提装置，其特征在于，所述吸附填料（25）填充在所述过水段（242）和抽提井（21）的井壁之间，且所述主管体（241）与抽提井（21）的井壁之间填充有夯实的粘土。

9.如权利要求7所述的气相抽提装置，其特征在于，所述过水段（242）的外面包覆有土工滤网（29）。

10.如权利要求9所述的气相抽提装置，其特征在于，所述吸附填料（25）包括生物炭或纳米零价铁中的一种或两种，以及包括石英砂或沸石中的一种或两种；所述抽提管（24）为HDPE管，管径为150 200mm；所述过水孔的直径为6 10mm，且在周向上相邻两个所述过水孔~ ~

所对应的圆心角为45 60°。

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说明书：一种具有土壤与地下水修复功能的气相抽提装置技术领域[0001] 本实用新型涉及地下水修复技术领域，特别的涉及一种具有土壤与地下水修复功能的气相抽提装置。

背景技术[0002] 地下水是我国经济社会可持续发展不可缺少的物质基础。全国水资源量27940亿m3，其中地表水水资源量为19100亿m3，占总水资源量的2/3，地下水水资源量为8840亿m3，

占总水资源量的1/3。在我国当前用水结构中，地下水雄踞一端，占据了全国总供水量的

20%，饮用水供水量的70%，农田灌溉水量的40%，工业用水量的38%，这种用水结构短期内不

会发生改变。随着人口剧增和经济、社会高速发展，我国地下水污染问题也日益突出，地下

水污染对环境和经济发展的影响也日趋显露。

[0003] 现有地下水修复装置大多是处理地下水一般有机污染物，通过注入药剂进行修复，此举虽然效果显著但是容易造成二次污染，同时难以排除地下水中其他污染物的影响。

[0004] 但一般而言，地下水与土壤都是地下环境的重要组成部分，两者息息相关。但现有技术多关注于仅修复土壤或仅修复地下水，很少有技术同时进行两者修复。

实用新型内容

[0005] 针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种具有地下水修复功能的多效气相抽提装置，处理效果好，能够避免二次污染。

[0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：[0007] 一种具有土壤与地下水修复功能的气相抽提装置，其包括生物通风系统和污水处理回灌系统，所述生物通风系统包括用于储存营养液的储水罐、用于输送空气的进气风机、

用于泵送营养液的输液泵和埋设在土壤中的注气管，所述输液泵的进水端与所述储水罐相

连，出水端通过管道连接至所述注气管所埋设位置的土壤内，所述进气风机通过气管连接

至所述注气管，且所述气管上设置有注气系统，注气系统与进气风机之间设有换热器；所述

污水处理回灌系统包括与地下水相通的抽提井，用于处理污水的污水处理系统、泵送污水

的抽提泵以及与地下水相通的注水井；所述抽提井内竖向设有抽提管，所述抽提管的下端

延伸至地下水内，所述抽提管与抽提井之间填充有用于吸附有机污染物和重金属的吸附填

料；所述抽提泵的进水端连接至所述抽提管的底部，出水端连接至所述污水处理系统，所述

污水处理系统处理后的净水通过水管连接至所述注水井。

[0008] 采用上述系统，储水罐内的营养液通过输液泵送至注气管埋设位置的土壤内，供给土著微生物，同时，进气风机将空气通过管道输送至注气管，为注气管埋设位置的土壤内

的土著微生物供给氧气，加速土壤中的微生物去除有机污染物。另外，地下水经过抽提管和

抽提井之间填充的吸附填料后，可去除大部分有机污染物和重金属，然后通过抽提泵泵送

到污水处理系统，经过处理达标后，再通过注水井回注到地下。该装置能够对土壤和地下水

进行修复，修复效果好，且能避免二次污染。

[0009] 进一步的，所述气相抽提装置还包括抽气系统、气液分离器和混凝土层，所述抽气系统包括埋设在土壤中的抽气管和抽气泵，所述抽气泵的进气端通过气管连接至所述抽气

管，出气端通过气管连接至所述气液分离器的进气端；所述气液分离器的出水管连接至所

述污水处理系统，所述混凝土层覆盖在土壤顶部，且所述混凝土层表面全部/部分覆盖有密

封膜。

[0010] 这样，通过抽气系统将土壤内的气体抽出，有利于注气管更好地注入新鲜空气，从而可以进一步加速土壤微生物去除有机污染物。

[0011] 进一步的，所述气相抽提装置还包括尾气处理系统，所述尾气处理系统包括连接在所述气液分离器的出气端的抽气风机，所述抽气风机的出气端通过管道连接有尾气处理

烟囱。

[0012] 这样，通过尾气处理系统对抽气系统抽出的气体进行处理，可以避免二次污染。[0013] 进一步的，所述尾气处理系统还包括活性炭吸附罐和引风机，所述抽气风机的出气端通过管道连接至所述活性炭吸附罐，所述活性炭吸附罐的出气端连接至所述引风机的

进气端，所述引风机的出气端连接至所述尾气处理烟囱。

[0014] 进一步的，所述污水处理回灌系统还包括横向埋设在土壤内的注水横管和供水泵，所述注水横管上具有沿长度方向均布设置的注水孔，所述污水处理系统处理后的净水

通过水管连接至所述供水泵，所述供水泵的出水端通过管道分别连接至所述注水横管和注

水井。

[0015] 进一步的，所述气相抽提装置还包括监测控制系统，包括用于观测地面沉降的沉降观测系统、用于监测土壤内气体浓度和土壤温湿度的气体自动监测系统、和用于控制所

述生物通风系统和污水处理回灌系统运行的控制系统；所述气体自动监测系统包括埋设在

土壤内的气体传感器和温湿度传感器。

[0016] 进一步的，所述抽提管包括竖向设置在抽提井内的主管体，所述主管体的下端为设有过水孔的过水段，所述过水孔密布设置在过水段上；所述过水段的底部密闭设置有封

板，且上端低于地下水的液面。

[0017] 这样，由于过水段的底部设置有封板，使得地下水只能经由吸附填料从过水孔进入到主管体内，既能够保证过水量，又能够对进入主管体的地下水进行充分过滤。

[0018] 进一步的，所述吸附填料填充在所述过水段和抽提井的井壁之间，且所述主管体与抽提井的井壁之间填充有夯实的粘土。

[0019] 进一步的，所述过水段的外面包覆有土工滤网。[0020] 进一步的，所述吸附填料包括生物炭或纳米零价铁中的一种或两种，以及包括石英砂或沸石中的一种或两种；所述抽提管为HDPE管，管径为150 200mm；所述过水孔的直

~

径为6 10mm，且在周向上相邻两个所述过水孔所对应的圆心角为45 60°。

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[0021] 综上所述，本实用新型具有地下水修复效果好，能够避免二次污染等优点。附图说明[0022] 图1为本实用新型实施例的结构示意图。[0023] 图2为图1中抽提井部分的结构示意图。[0024] 图3为图2中A?A的剖面结构示意图。具体实施方式[0025] 下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明。[0026] 具体实施时：如图1 图3所示，一种具有土壤和地下水修复功能的气相抽提装置，~

包括生物通风系统1和污水处理回灌系统2，所述生物通风系统1包括用于储存营养液的储

水罐11、用于输送空气的进气风机12、用于泵送营养液（C:N:P质量比宜为100:5:1）的输液

泵13和埋设在土壤S1中的注气管14，所述输液泵13的进水端与所述储水罐11相连，出水端

通过管道连接至所述注气管14所埋设位置的土壤S2内，所述进气风机12通过气管121连接

至所述注气管14，且所述气管121上设置有注气系统122，注气系统122与进气风机12之间设

有换热器（未示出），由此可通过换热器调节从进气风机12中输出的空气温度，比如从进气

风机12中输出的空气进行加热，进而再流入注气管14，以增强修复效果；所述污水处理回灌

系统2包括与地下水相通的抽提井21，用于处理污水的污水处理系统22、泵送污水的抽提泵

23以及与地下水相通的注水井26；所述抽提井21内竖向设有抽提管24，所述抽提管24的下

端延伸至地下水S1内，所述抽提管24与抽提井21之间填充有用于吸附有机污染物和重金属

的吸附填料25；所述抽提泵23的进水端连接至所述抽提管24的底部，出水端连接至所述污

水处理系统22，所述污水处理系统22处理后的净水通过水管连接至所述注水井26。

[0027] 采用上述系统，储水罐内的营养液通过输液泵送至注气管埋设位置的土壤内，供给土著微生物，同时，进气风机将空气通过管道输送至注气管，为注气管埋设位置的土壤内

的土著微生物供给氧气，加速土壤中的微生物去除有机污染物。另外，地下水经过抽提管和

抽提井之间填充的吸附填料后，可去除大部分有机污染物和重金属，然后通过抽提泵泵送

到污水处理系统，经过处理达标后，再通过注水井回注到地下。该装置能够对土壤和地下水

进行修复，修复效果好，且能避免二次污染。

[0028] 实施时，气相抽提装置还包括抽气系统3和气液分离器4，所述抽气系统3包括埋设在土壤中的抽气管31和抽气泵32，所述抽气泵32的进气端通过气管连接至所述抽气管31，

出气端通过气管连接至所述气液分离器4的进气端；所述气液分离器4的出水管连接至所述

污水处理系统22。

[0029] 这样，通过抽气系统将土壤内的气体抽出，有利于注气管更好地注入新鲜空气，从而可以进一步加速土壤微生物去除有机污染物。

[0030] 实施时，气相抽提装置还包括混凝土层100，其覆盖在土壤S2顶部，且所述混凝土层100表面全部/部分覆盖有密封膜200，优选的，所述密封膜200为HDPE膜，由此，可通过混

凝土层100起到隔热、密封作用，以进一步提高修复效果和效率，同时可通过密封膜来行使

防渗功能。

[0031] 实施时，气相抽提装置还包括尾气处理系统5，所述尾气处理系统5包括连接在所述气液分离器4的出气端的抽气风机51，所述抽气风机51的出气端通过管道连接有尾气处

理烟囱52。

[0032] 这样，通过尾气处理系统对抽气系统抽出的气体进行处理，可以避免二次污染。[0033] 实施时，所述尾气处理系统5还包括活性炭吸附罐53和引风机54，所述抽气风机51的出气端通过管道连接至所述活性炭吸附罐53，所述活性炭吸附罐53的出气端连接至所述

引风机54的进气端，所述引风机54的出气端连接至所述尾气处理烟囱52。

[0034] 实施时，所述污水处理回灌系统2还包括横向埋设在土壤内的注水横管27和供水泵28，所述注水横管27上具有沿长度方向均布设置的注水孔，所述污水处理系统22处理后

的净水通过水管连接至所述供水泵28，所述供水泵28的出水端通过管道分别连接至所述注

水横管27和注水井26。

[0035] 实施时，气相抽提装置还包括监测控制系统6，包括用于观测地面沉降的沉降观测系统61、用于监测土壤内气体浓度和土壤温湿度的气体自动监测系统62、和用于控制所述

生物通风系统1和污水处理回灌系统2运行的控制系统63；所述气体自动监测系统62包括埋

设在土壤内的气体传感器和温湿度传感器。

[0036] 实施时，所述抽提管24包括竖向设置在抽提井21内的主管体241，所述主管体241的下端为设有过水孔的过水段242，所述过水孔密布设置在过水段242上；所述过水段242的

底部密闭设置有封板，且上端低于地下水的液面。

[0037] 这样，由于过水段的底部设置有封板，使得地下水只能经由吸附填料从过水孔进入到主管体内，既能够保证过水量，又能够对进入主管体的地下水进行充分过滤。

[0038] 实施时，所述吸附填料25填充在所述过水段242和抽提井21的井壁之间，且所述主管体241与抽提井21的井壁之间填充有夯实的粘土。

[0039] 实施时，所述过水段242的外面包覆有土工滤网29，规格宜为200g/m2。[0040] 实施时，所述吸附填料25包括生物炭或纳米零价铁中的一种或两种，以及包括石英砂或沸石中的一种或两种，由此，当通过生物炭、纳米零价铁行使修复功能时，可通过石

英砂、沸石防止抽提管24的过水孔被生物炭、纳米零价铁阻塞；所述抽提管24为HDPE管，

管径为150 200mm；所述过水孔的直径为6 10mm，且在周向上相邻两个所述过水孔所对应的

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圆心角为45 60°。

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[0041] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型

的保护范围之内。