一种浅层傍河地下水处理系统及方法与流程

本发明涉及地下污水处理，尤其涉及一种浅层傍河地下水处理系统及方法。

背景技术：

1、可渗透反应墙技术(prb)是污染场地风险管控工程控制技术中一项新兴技术，prb与其它地下水污染处理技术相比，具有能耗低、管理简便、可长期处理受污染地下水的优点，是一项绿色可持续的污染防控技术。prb根据实施的方式分为连续式、漏斗-导水门式﹑注入反应带式等。漏斗-导水门式prb利用隔水墙控制和引导地下水流汇集后通过prb填料去除污染物，适合处理地下水埋深较浅、污染羽规模较大的场地，但对地表及地层结构产生扰动，且对天然地下水流场会产生一定的干扰。

2、现有采用的prb反应填料为整体式结构，不利于更换。污染物随地下水流经活性填料区时，随着反应的进行，填料的活性会逐渐降低，失活的填料对地下水存有潜在的二次污染源，同时也会造成反应填料堵塞，污染羽绕流堵塞的反应填料，使得修复效果难以保证。

3、如现有专利公开号cn113896273a公示的一种可渗透反应墙结构及其处理污染羽的方法，其借助地势差，通过集流井收集输送到下游可渗透反应墙处理。其集流井借助地势差实现被动集水；且借助地势差使地下水渗透到地下地层中，如果地层渗透性差，则排水条件不利，可能造成下游水位高于上游水位，导致处理效果变差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种浅层傍河地下水处理系统及方法，将填料模块化设计，实现填料的活性持久、易于更换，修复效率高且效果持久。

2、本发明的技术方案是：一种浅层傍河地下水处理系统，包括具有进水区和出水区的水池、及设于受污染含水层上游的水利调节井，地下土层中有透水层，所述水利调节井位于透水层的侧壁上设有多个进水孔，所述水池位于水利调节井的下游侧，且所述水池位于地下，所述水利调节井通过传输管与进水区连通，所述水池的外侧设有与出水区连通的出水堰，所述出水堰通过出水管与下游河流连通；所述水池内设有多个填料模块；所述水池的底部和两侧均设有隔水屏障，两侧的所述隔水屏障呈扩口围合于水利调节井的外部，底部和两侧的所述隔水屏障竖直向下延伸。

3、上述方案中，本技术借助污染羽两侧和水池下侧设置的隔水屏障，将污染地下水主动收集至集水井的方法；另外，本技术的水利调节井的作用除了收集污染地下水外，重点起到了抬升地下水位的作用，所述隔水屏障围截了浅层透水层中污染地下水，使得污染地下水的水位抬高，靠重力输送至下游水池处理系统处理；而且下游水池的水力条件可控，且水池的水是通过出水管排出，为上游的水利调节井抬升地下水位创造了有利的水力条件。

4、优选的，所述传输管在水池的底部与水利调节井连通；所述传输管埋于地下的深度低于地下水的污染深度。

5、优选的，多个所述填料模块在所述水池内呈矩形阵列排布；或者多个所述填料模块按上游自下游的方向分为多个纵列组，每个纵列组中设置多个填料模块。

6、优选的，所述进水区和出水区均设置有用于对填料模块提供稳定水力条件的布水板。

7、优选的，所述水利调节井为圆柱形，所述水利调节井的底部伸入地下的隔水层中，所述水利调节井的顶部位于地上。

8、本发明还提供一种浅层傍河地下水处理方法，采用上述的浅层傍河地下水处理系统进行，包括：

9、步骤一，地下污水自透水层和进水孔进入水利调节井中，使水利调节井中的水位上升；位于上游的水利调节井与位于下游的水池形成一定水位差，当水利调节井内的污水以一定出水流量自传输管流入进水区时，水利调节井内的水位比周边地下水的水位低，提供了水利调节井的无动力驱动；

10、步骤二，污水在进水区内均流后流经填料模块进行净化，净化的水自出水区排出至出水堰中；净化的水在出水堰进行污染物浓度检测，如污染物浓度超过标准限值，则将出水堰中的水回流至进水区；如污染物浓度达到标准限值，则出水堰中的水从出水管排出；

11、步骤三，出水堰中的水回流至进水区后，启动每个填料模块上取样管，进水区内的部分水从各自的取样管流至在线监测设备进行检测，如某个取样管内污水的污染物浓度超过标准限值，则对应更换该取样管连接的填料模块；

12、步骤四，更换完成后，再将进水区内剩下的水再次流经填料模块进行净化和检测，直至污染物浓度达到标准限值后排出。

13、优选的，所述水利调节井的出水流量按公式(1)进行计算：

14、

15、式中:q—水利调节井出水量，单位：m3/d；

16、r—影响半径，单位：m；

17、r—水利调节井过滤器外面层的半径，单位：m；

18、s—水位降深，单位：m；

19、k—渗透系数，单位：m/d；

20、h—含水层厚度，单位：m。

21、优选的，根据水在填料模块中的停留时间、进水量和填料模块的饱和度计算填料模块的使用寿命，当填料模块的使用时间接近该理论使用寿命时，将进水区内的水一部分引入至取样管并送至在线监测设备进行检测，另一部分流后流经填料模块进行净化和检测。

22、优选的，进水区流出的水依次经过多个纵列组的填料模块实现逐级净化。

23、与相关技术相比，本发明的有益效果为：

24、一、针对地下水埋深较深、污染羽范围较大，导水门式prb的开挖深度大、安装费用高的问题，提出了一种浅层傍河地下水的处理系统及方法，对于埋深大于10米且小于20米的非承压地下水，采用漏斗-导水门式prb，在受污染含水层上游设置水利调节井将受污染的地下水进行收集；水利调节井设计为完整的井，水利调节井的底端插入隔水层中，水利调节井的两侧和下游设置隔水屏障，水池位于隔水屏障的上部，通过传输管引至水池中，使得受污染的地下水可以全部通过填料模块；填料模块为模块化结构，实现填料的活性持久、易于更换，修复效率高且效果持久；本发明大大减少了场地的开挖和安装费用，缩短周期，保证修复效果的同时降低处理成本，整个系统为无动力系统，集流系统使得prb水池开挖浅，地层结构扰动较小，减少了对天然地下水流场的干扰；

25、二、本发明降低了prb水池的开挖深度，减少开挖成本，地层结构扰动较小，减少了对天然地下水流场的干扰；实际修复时只要保证水利调节井的底端在隔水层下，水利调节井周围有隔水屏障，水利调节井的传输管深度低于地下水的污染深度，且水利调节井的出水流量大于受污染的地下水流量，即可实现全部受污染地下水向井内收集；

26、三、本发明将水池建于地下，靠重力流及水位差捕获受污染的地下水，即水池位于水利调节井下游，与上游水利调节井形成一定的水位差，当上游的水利调节井以一定出水流量流出污染水时，水利调节井内的水位下降，相同位置地势的井内地下水比井周围地下水位低，由此提供了水利调节井的无动力驱动，污染地下水不断地从井内流出，使污染地下水得以净化，实现无动力驱动，减少系统处理和运行成本；

27、四、填料模块结合在线监测设备，准确检测填料模块的使用性能，实现及时更换，使修复效果有保障，保证填料模块的活性，避免二次污染和堵塞。