用于地下水污染处理井反应材料的还原装置及使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于地下水污染处理井反应材料的还原装置，该装置设有还原剂灌注管（1），还原剂注浆管（1）上安装有上膨胀器（3）和下膨胀器（5），加压泵（20）通过加压管（19）及连通管（4）与膨胀器（3）和下膨胀器（5）连通在一起，还原剂灌注管（1）的底部由封堵头（21）进行封堵，还原剂灌注管（1）上设有出流孔（8），还原剂灌注管（1）的上端设有还原剂（17）、伺服泵（16）及压力表（18）；使用时，将还原剂加入适量水，形成要求浓度还原剂（17），在伺服泵（16）的作用下进入到还原剂灌注管（1）中，使得反应材料被还原，恢复反应材料的处理能力，还原处理后，将该装置由井壁管（14）内抽出。
【专利说明】用于地下水污染处理井反应材料的还原装置及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地下水污染处理【技术领域】，特别涉及用于地下水污染处理井反应材料的还原装置及使用方法。
【背景技术】
[0002]地下水污染处理方法和工艺较多，主要有抽出处理和现场处理法，其中现场处理工艺一般采用PRB可渗透反应墙的原位修复方法，用可渗透反应材料对地下水进行处理是一种有效的方法。即采用人工方式将某种材料投放在地下水经过的路径上，可以让地下水通过该介质，地下水中污染物与该种材料进行反应，通过离子交换、吸附等作用，对地下水进行处理，降低污染物离子含量，使之达到可以饮用的标准。但这种PRB原位修复工艺存在着一些问题，例如所构建的墙体必须满足一定的长度要求，否则地下流场局部改变会影响处理效果；地下水流向的改变会使处理效果变差；大量的地下水经反应材料处理后随地下水的运动流走，没有被利用，浪费了反应材料，特别是在大面积的面源污染地区构建大规模的反应墙不现实。另外，反应材料由Fe2+变为Fe3+失去反应能力。因此需要发明一种可将反应材料还原的装置，使得地下水在现场处理后可以抽出利用。本发明即是设计一种专用井装置，可以通过该装置直接处理局部地下水污染达到水质目标。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种对污染处理井反应材料进行现场还原达到再生利用的装置及使用方法。本发明的基本原理:地下水经填注井过滤反应后流入抽水井，进行污染物的去除处理,经水泵抽取使用。反应材料井多年使用后由Fe2+变为Fe3+失去反应能力。通过本发明的再生还原装置注入还原剂，使得反应材料被还原，恢复处理受污染地下水的能力，从而达到反应材料的再生循环利用。实现本发明的目的所采取的技术方案是:一种用于地下水污染处理井反应材料的还原装置，其特征在于:该装置设有还原剂灌注管，还原剂注浆管上安装有上膨胀器和下膨胀器，上膨胀器和下膨胀器由弹性材料制成，在上膨胀器和下膨胀器的两端分别设有压紧头，以使得膨胀器密封，各压紧头上分别设有顶丝，通过顶丝和还原剂灌注管连接。上膨胀器和下膨胀器的两端分别安装密封垫和压紧螺母，以达到密封固定的目的。上膨胀器和下膨胀器之间设有连通管，加压泵通过加压管及连通管与膨胀器和下膨胀器连通在一起。加压泵向上膨胀器和下膨胀器内注水加压，使得膨胀器膨胀，封堵还原剂灌注管和井壁管之间的间隙。还原剂灌注管的底部由封堵头进行封堵。上膨胀器和下膨胀器之间的还原剂灌注管上设有出流孔，在出流孔上设有弹性单向阀，以防止浆液回流。还原剂灌注管的上端设有还原剂、伺服泵及压力表。
[0004]使用时，将本发明在需要进行地下水反应材料再生利用处理的原位处理井内，可膨胀胶囊连接有加压管及连通管，向膨胀器内注水，在加压泵的压力作用下上下两个胶囊膨胀，封堵灌注管和井壁之间间隙，两个膨胀器囊之间的管段形成还原剂浆液出流管段。还原剂注入:将还原剂掺加适量的水，液搅拌成设计浓度的浆液，通过伺服泵向灌注管灌注还原剂浆液，伺服泵由压力传感器设定的压力控制，维持一定的压力，压力根据试验确定。
[0005]通过本发明的再生还原装置注入还原剂，使得反应材料被还原，恢复处理受污染地下水的能力，从而达到反应材料的再生循环利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是地下水污染处理井的结构示意图；
图2是本发明在地下水污染处理井的工作态示意图。
[0007]图中，1、还原剂灌注管，2、压紧头，3、上膨胀器，4、连通管，5、下膨胀器，6、滤水孔，
7、弹性单向阀，8、出流孔，9、反应材料，10、隔层，11、密封垫，12、压紧螺母，13、粘土球封堵段，14、井壁管，15、压力控制器，16、伺服泵，17、还原剂，18、压力表及压力传感器，19、加压管，20、加压泵，21、封堵头，22、顶丝，23、不透水界面，24、潜水泵，25、泵管，26、过滤网。
具体实施方案
[0008]参照图1，目前地下水污染处理井设有井壁管14，井壁管14的外囲设有反应材料9，井壁管14上开有滤水孔6，相对滤水孔6设有过滤网26，井壁管14外面的反应材料9的上面设置隔层10，隔层10上面为粘土球封堵段13。本发明针对目前地下水污染处理井提供一种用于地下水污染处理井反应材料的还原装置。参照图2，一种用于地下水污染处理井反应材料的还原装置，其特征在于:该装置设有还原剂灌注管1，还原剂注浆管I上安装有上膨胀器3和下膨胀器5，上膨胀器3和下膨胀器5由弹性材料制成，在上膨胀器3和下膨胀器5的两端分别设有压紧头2，以使得膨胀器密封，各压紧头2上分别设有顶丝22，通过顶丝22和还原剂灌注管I连接。上膨胀器3和下膨胀器5的两端分别安装密封垫11和压紧螺母12，以达到密封固定的目的。上膨胀器3和下膨胀器5之间设有连通管4，加压泵20通过加压管19及连通管4与膨胀器3和下膨胀器5连通在一起。加压泵20向上膨胀器3和下膨胀器5内注水加压，使得膨胀器膨胀，封堵还原剂灌注管I和井壁管14之间的间隙。还原剂灌注管I的底部由封堵头21进行封堵。上膨胀器3和下膨胀器5之间的还原剂灌注管I上设有出流孔8，在出流孔8上设有弹性单向阀7，以防止浆液回流。还原剂灌注管I的上端设有还原剂17、伺服泵16及压力表18。
[0009]一种利用上述还原装置的使用方法:
首先，将上膨胀器3设置在井壁管14内的隔层10位置，下膨胀器5设置在井壁管14内不透水界面23的上面；利用加压泵20通过加压管19及连通管4向上膨胀器3和下膨胀器5内注水加压，使得上膨胀器3和下膨胀器5膨胀，封堵还原剂灌注管I和井壁管14之间的间隙。还原剂灌注管I的底部由封堵头21进行封堵。将还原剂加入适量水，形成要求浓度还原剂17，在伺服泵16的作用下进入到还原剂灌注管I中，在还原剂灌注管I的井口部位设有压力表及压力传感器18，根据试验设置压力值，使伺服泵工作在维持设定的压力。这样，还原剂17就通过还原剂灌注管I上的出流孔8、井壁管14上的滤水孔6以恒定速度进入到反应材料9中，使得反应材料被还原，恢复反应材料的处理能力。还原处理后，将该装置由井壁管14内抽出，再在井壁管14内设置潜水泵24经泵管25将处理过的水抽出即可。这里所述的还原剂可米用食品添加剂，将失去反应能力的Fe3+还原为Fe2+,恢复反应材料的处理能力。
【权利要求】
1.一种用于地下水污染处理井反应材料的还原装置，其特征在于:该装置设有还原剂灌注管(I)，还原剂注浆管(I)上安装有上膨胀器(3 )和下膨胀器(5 )，上膨胀器(3 )和下膨胀器(5)由弹性材料制成，在上膨胀器(3)和下膨胀器(5)的两端分别设有压紧头(2)，以使得膨胀器密封，上膨胀器(3)和下膨胀器(5)之间设有连通管(4)，加压泵(20)通过加压管(19)及连通管(4)与膨胀器(3)和下膨胀器(5)连通在一起，还原剂灌注管(I)的底部由封堵头(21)进行封堵，上膨胀器(3)和下膨胀器(5)之间的还原剂灌注管(I)上设有出流孔(8)，在出流孔(8)上设有弹性单向阀(7)，以防止浆液回流，还原剂灌注管(I)的上端设有还原剂(17)、伺服泵(16)及压力表(18)。
2.按照权利要求1所述的用于地下水污染处理井反应材料的还原装置，其特征在于:各压紧头(2 )上分别设有顶丝(22 )，通过顶丝(22 )和还原剂灌注管(I)连接，上膨胀器(3 )和下膨胀器(5)的两端分别安装密封垫(11)和压紧螺母(12)，以达到密封固定的目的。
3.一种用于地下水污染处理井反应材料的还原装置的使用方法，其特征在于:首先，将上膨胀器(3 )设置在井壁管(14 )内的隔层(10 )位置，下膨胀器(5 )设置在井壁管(14 )内不透水界面(23)的上面；利用加压泵(20)通过加压管19及连通管4向上膨胀器(3)和下膨胀器(5)内注水加压，使得上膨胀器(3)和下膨胀器(5)膨胀，封堵还原剂灌注管(I)和井壁管(14)之间的间隙；还原剂灌注管(I)的底部由封堵头(21)进行封堵；将还原剂加入适量水，形成要求浓 度还原剂(17)，在伺服泵(16)的作用下进入到还原剂灌注管(I)中，在还原剂灌注管(I)的井口部位设有压力表及压力传感器(18)，根据试验设置压力值，使伺服泵工作在维持设定的压力；这样，还原剂就通过还原剂灌注管(I)上的出流孔(8)、井壁管(14)上的滤水孔(6)以恒定速度进入到反应材料(9)中，使得反应材料被还原，恢复反应材料的处理能力；还原处理后，将该装置由井壁管(14)内抽出，再在井壁管(14)内设置潜水泵(24)经泵管(25)将处理过的水抽出即可。
【文档编号】C02F1/00GK104016426SQ201410208160
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】李福林, 田志刚, 宋玉田, 陈学群, 管青花 申请人:山东省水利科学研究院