一种复合式土壤地下水循环修复系统的制作方法

本实用新型涉及环境工程技术领域，特别涉及一种复合式土壤地下水循环修复系统。

背景技术：

随着城市化进程的加速，许多原本位于城区的污染企业从城市中心迁出，与此同时，随着工业企业的搬迁或停产、倒闭，遗留了大量、多种多样、复杂的污染场地，同时涉及土壤污染和地下水污染问题。这些污染场地的存在带来了环境和健康的风险，阻碍了城市建设和地方经济发展。

现有技术中，通常是通过原位淋洗修复或抽出-处理修复进行场地土壤和地下水的修复，从而解决场地污染问题。

具体来讲，原位淋洗修复技术是在现场通过淋洗剂投加、土壤下层淋出液收集和淋出液处理、淋出液再生完成对污染土壤的修复。该修复过程虽然无需开挖大土方量土壤，操作较为简单，但若稍有操作不当，该修复过程本身也很容易造成地下水二次污染。抽出-处理修复技术具有快速阻断污染物迁移的特点，在国内外应用较为广泛。但是，地下水抽出-处理的修复效果并不彻底，而且长期的地下水抽出也存在造成地下漏斗及地下水氧化还原环境改变等风险。

因此，基于原位淋洗修复与抽出-处理修复的特点，需要一种既能避免因土壤原位淋洗可能造成的地下水污染问题、又能增加场地地下水的循环以避免地下漏斗等风险的系统。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种复合式土壤地下水循环修复系统，通过将原位淋洗技术与抽出处理技术结合起来，既避免了常规的土壤原位淋洗的工程弊端，同时解决了地下水抽出处理的修复效果不彻底等问题，又能有效利用资源，经济、高效、快速地达到土壤和地下水的修复目标。

为了解决上述技术问题，本实用新型的复合式土壤地下水循环修复系统包括：

地下水抽水系统，所述地下水抽水系统包括位于含水层的抽水井、和从所述抽水井抽取地下水的抽水潜水泵；

地下水处理系统，所述地下水处理系统包括水处理装置和存放处理达标的清水的清水池，所述水处理装置的入水口经由第一管道与所述抽水潜水泵连接，所述水处理装置的出水口与所述清水池的入水口连接；

原位淋洗系统，所述原位淋洗系统包括淋洗罐、药剂罐、水平淋洗装置、垂向淋洗装置和能根据淋洗罐内的水位控制所述垂向淋洗装置动作的液位控制装置，所述淋洗罐分别经由第二、第三、第四、第五管道与所述清水池的出水口、水平淋洗装置、垂向淋洗装置和药剂罐连接，

在所述第一管道、所述第三管道、所述第四管道上，均依次设有旁通阀和流量计；在所述第二管道上依次设有旁通阀、流量计和提升泵；在第五管道上依次设有旁通阀和加药计量泵。

作为本实用新型的优选技术方案，所述淋洗罐与所述抽水井的水平距离为所述抽水井的影响半径的1/8倍以下。

作为本实用新型的优选技术方案，所述水平淋洗装置包括卵石层和均水平设于所述卵石层中的一级水平淋洗井、二级水平淋洗井，所述一级水平淋洗井、所述二级水平淋洗井均以所述淋洗罐为中心均匀交错分布，并且，所述淋洗罐经由所述一级水平淋洗井与所述二级水平淋洗连接。

作为本实用新型的优选技术方案，所述一级水平淋洗井以所述淋洗罐为正交点正交分布且分别与所述淋洗罐连接，所述一级水平淋洗井的长度为所述抽水井的影响半径的倍；所述二级水平淋洗井为以与所述一级水平淋洗井呈45°夹角连接的方式连成的多个边长渐增的正方形井，且相邻所述二级水平淋洗井之间的水平间距为所述抽水井影响半径的 0.2～0.5倍；所述卵石层的卵石粒径为20～32mm，厚度为30～50mm。

作为本实用新型的优选技术方案，所述一级水平淋洗井的高程从其进水口至井管末端逐渐降低，所述二级水平淋洗井的高程与同其连接的所述一级水平淋洗井连接处的高程相同。

作为本实用新型的优选技术方案，所述一级水平淋洗井与所述二级水平淋洗井采用管径不同的圆形筛管连接而成。

作为本实用新型的优选技术方案，所述一级水平淋洗井的管径为所述二级水平淋洗井管径的3～5倍，所述圆形筛管的开孔率为10％～30％。

作为本实用新型的优选技术方案，所述垂向淋洗装置包括四口垂向淋洗井和用于向所述垂向淋洗井注入淋洗剂的注入泵；所述垂向淋洗井以所述淋洗罐为中心均匀分布，并与所述一级水平淋洗井、所述二级水平淋洗井的位置错开，所述垂向淋洗井的深度为地下水埋深，垂向注入范围为从井底到地面以下0.8m～0.2m；所述注入泵与所述第四管道连接。

作为本实用新型的优选技术方案，四口所述垂向淋洗井分别位于相邻所述一级水平淋洗井夹角的中线上，并且，与所述抽水井的距离为所述抽水井影响半径的0.5～0.75倍。

作为本实用新型的优选技术方案，所述液位控制装置设在所述淋洗罐内，并经由第四管道与垂向淋洗装置连接，当所述淋洗罐内水位高于限定高水位时，启动所述垂向淋洗装置，在所述垂向淋洗装置运行过程中，当所述淋洗罐内水位低于限定低水位时，关闭所述垂向淋洗装置。

通过本实用新型的复合式土壤地下水循环修复系统，将地下水抽出- 处理与土壤原位淋洗两种修复技术进行有效结合，首先将场地污染地下水从含水层中抽出至地面水处理系统进行处理达标后，用于配制土壤淋洗液，并结合采用水平淋洗与垂向淋洗两种方式，对污染土壤进行原位淋洗，同时达到含水层补给的目的。该修复过程既对污染地下水也对污染土壤进行了修复治理，合理利用地下水资源，同时也避免了原位淋洗可能对地下水环境造成的二次污染。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1为概略地示出本实用新型的复合式土壤地下水循环修复系统的示意图；

图2为概略地示出本实用新型的复合式土壤地下水循环修复系统中的原位淋洗系统的示意图；

图3为概略地示出本实用新型中涉及的水平淋洗装置的示意图；

图4为概略地示出本实用新型中涉及的垂向淋洗装置的示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

为了更好地理解本实用新型，下面，先结合图1对复合式土壤地下水循环修复系统的基本结构进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的复合式土壤地下水循环修复系统包括通过管道依次连接的如下系统：用于将污染地下水从含水层中抽出的地下水抽水系统；用于对地下水抽水系统所抽出的地下水进行处理的地下水处理系统；及用于就地修复受污染土壤的原位淋洗系统。

其中，所述地下水抽水系统包括位于含水层的抽水井1、用于从所述抽水井中抽取污染地下水的抽水潜水泵2、第一旁通阀3及第一流量计 4，所述抽水潜水泵2设于所述抽水井1中；所述地下水处理系统包括水处理装置5及存放处理达标的清水的清水池6；所述原位淋洗系统包括淋洗罐10、水平淋洗装置13、垂向淋洗装置16、药剂罐19、液位控制装置20及第二旁通阀7、第二流量计8、提升泵9、第三旁通阀11、第三流量计12、第四旁通阀14、第四流量计15、第五旁通阀17及用于淋洗剂配置的加药计量泵18。

具体而言，所述水处理装置5的入水口通过第一管道与所述抽水潜水泵2连接，所述第一旁通阀3与第一流量计4依次位于第一管道上；所述水处理装置5的出水口与所述清水池6的入水口连接；所述清水池6 的出水口通过第二管道与所述淋洗罐10的第一进水口连接，所述第二旁通阀7及第二流量计8、提升泵9依次设于所述第二管道上；所述淋洗罐 10的第一出水口通过第三管道与水平淋洗装置13连接，所述第三旁通阀 11及第三流量计12依次设于所述第三管道上；所述淋洗罐10的第二出水口通过第四管道与垂向淋洗系统16连接，所述液位控制装置20、所述第四旁通阀14及第四流量计15依次设于所述第四管道上；所述药剂罐 19通过第五管道与所述淋洗罐10的第二进水口连接，所述第五旁通阀 17及加药计量泵18依次设于所述第五管道上；所述淋洗罐10的安装位置距离所述抽水井1的水平距离不超过所述抽水井1的影响半径(R)的 1/8倍。

此外，所述液位控制装置20能根据淋洗罐10内的水位高低来控制所述垂向淋洗装置的动作，具体而言，在所述淋洗罐10内水位高于限定高水位时，启动所述垂向淋洗装置16，在所述垂向淋洗装置16的运行过程中，当所述淋洗罐10内水位低于限定低水位时，暂停所述垂向淋洗装置16。

接下来，结合图2、图3对原位淋洗系统中的所述水平淋洗装置13 的优选实施方式进行说明。

如图2和图3所示，所述水平淋洗装置13包括一级水平淋洗井21、二级水平淋洗井22和卵石层23；所述一级水平淋洗井21和二级水平淋洗井22均设于所述卵石层23中；所述一级水平淋洗井21、所述二级水平淋洗井22均以所述淋洗罐为中心均匀交错分布，所述淋洗罐经由所述一级水平淋洗井与所述二级水平淋洗连接。从而，淋洗剂从所述淋洗罐10依次经由所述一级水平淋洗井21、所述二级水平淋洗井22到达土壤。

作为优选实施方式，所述一级水平淋洗井21以所述淋洗罐10为中心(正交点)正交分布，并且分别与所述淋洗罐10连接；所述一级水平淋洗井21的长度为所述抽水井1的影响半径(R)的倍；所述二级水平淋洗井22为多个边长渐增的“口”字型井，与所述一级水平淋洗井21 均呈45°夹角连接，并且，相邻所述二级水平淋洗井22之间的水平间距相同，例如为1/5R～1/2R，优选为R/4，也即是说，各“口”字型二级水平淋洗井22等距连接在一级水平淋洗井21上；所述卵石层23的卵石粒径为20～32mm，厚度为30～50mm。

此外，还优选的是，所述一级水平淋洗井21从其进水口至井管末端的高程逐渐降低；所述二级水平淋洗井22的高程与同其连接的所述一级水平淋洗井21的连接处的高程相同。

此外，还优选的是，所述一级水平淋洗井21与所述二级水平淋洗井 22采用管径不同的圆形筛管连接而成；更优选的是，所述一级水平淋洗井21的管径为所述二级水平淋洗井22管径的3～5倍，所述圆形筛管的开孔率为5％～40％，进一步优选的是，所述一级水平淋洗井21的管径为所述二级水平淋洗井22管径的4倍，所述圆形筛管的开孔率为10％～30％。

下面，结合图4对原位淋洗系统中的所述垂向淋洗装置16的优选实施方式进行说明。

如图4所示，所述垂向淋洗装置16包括四口垂向淋洗井24和用于向所述垂向淋洗井24注入淋洗剂的注入泵25；所述垂向淋洗井深度为地下水埋深，垂向注入范围为从井底到地面以下0.8m～0.2m，优选的是，垂向注入范围为从井底到地面以下0.5m；所述注入泵25与所述第四管道连接。所述垂向淋洗井24以所述淋洗罐10为中心均匀分布，并与所述一级水平淋洗井21、所述二级水平淋洗井22的位置错开。

优选的是，所述垂向淋洗井24分别位于相邻所述一级水平淋洗井 21夹角的中线上，并且，与所述抽水井1的距离为所述抽水井1影响半径(R)的0.2～1倍，更优选为0.5～0.75倍。

此外，原位淋洗系统中的所述液位控制装置20也可安装在所述淋洗罐10内，并经由第四管道与所述垂向淋洗装置16连接。

下面，结合图1～4对进行土壤地下水修复的过程进行简要说明。

首先，污染地下水进入所述抽水井1中，由所述抽水潜水泵2通过第一管道抽提至水处理装置5中进行处理，处理达标后排入所述清水池6，然后，由所述提升泵9经过第二管道提升至所述淋洗罐10，与此同时，从所述药剂罐19向所述淋洗罐10泵入淋洗药剂，经过均匀混合，最终配置成淋洗液。

接着，所述淋洗液经由第三管道自流进入水平淋洗装置13，分别进入四个方向的所述一级水平淋洗井21中，并经由所述一级水平淋洗井21 分流至所述二级水平淋洗井22中，通过自然下渗，所述一级水平淋洗井 21和所述二级水平淋洗井22中的淋洗液进入土壤中，在自然下渗的过程中，对场地污染土壤进行淋洗作用。当所述淋洗罐10中的水位高于限定高水位时，所述液位控制装置20会启动所述垂向淋洗装置16。从而，所述淋洗液经由第四管道进入垂向淋洗装置16，由所述注入泵25将淋洗液泵入所述垂向淋洗井24中，从而使所述淋洗液进入土壤，对土壤进行淋洗作用。

所有淋洗反应后的液体进入潜水含水层中，再与地下水一并由所述抽水井1抽出，如此循环修复，将土壤和地下水中的污染物去除，达到土壤和地下水同时修复的目标。

以上对本实用新型的优选实施方式进行了说明，当然本实用新型并不限于此，也可采用其他设置来实现。此外，本实用新型的复合式土壤地下水循环修复系统主要用于环境工程技术领域，但是对本领域技术人员来说，不难想到本实用新型也可以用于其他相关领域。

结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。