[发明专利]包气带原位溶液监测装置与氨氮增强硝化系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及污染包气带修复与地下水保护技术，更具体涉及一种包气带原位溶液监测装置及方法以及包气带原位氨氮增强硝化系统及方法。

背景技术

日常生活中的生活垃圾、工业废品等固废(垃圾体)的堆积会产生大量氨氮，而目前却未具有解决该问题的技术，导致氨氮逐渐渗入土壤中，造成土壤污染，同时对其周边地下水造成一定程度的污染威胁。

在自然地表水体和地下水体中的污染形式主要以硝酸盐氮为主还包括以游离氨和铵离子形式存在的氮，而受污染水体的氨氮叫水合氨，也称非离子氨，非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而离子氨相对基本无毒。氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐，如果长期饮用，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。

因此，研究人员针对上述问题提出很多促进地下水氨氮硝化的技术，然而，在这些技术中对包气带的氨氮硝化效果的监测却仍然是一个大难题。特别是为了更精确地监测包气带的氨氮硝化效果，需要在包气带原位进行包气带采样，因为不能破坏包气带结构，在原位进行包气带溶液采样和在线监测的难度相当大。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在原位进行包气带溶液采样和在线监测的包气带原位溶液监测装置。

其中，经过发明人的深入研究发现，不必破坏包气带结构，在原位进行包气带采样，而能够达到对包气带的氨氮硝化效果进行精确监测的目的。

为了实现上述目的，本发明提供一种包气带原位溶液监测装置，其包括泵以及布置在包气带内的至少一根溶液采集管，所述溶液采集管包括沿轴向布置的导向部和采集部，该采集部具有中空空腔且所述采集部的壁上设有通孔，所述泵与所述采集部的中空空腔连通。

优选地，所述溶液采集管以所述采集部向下倾斜的方式布置于包气带内，所述溶液采集管的轴向与水平面之间的夹角为15°至45°。

本发明还提供一种包气带原位溶液监测方法，其包括如下步骤：

S1、在包气带内紧邻垃圾体的位置挖第一操作井，并从所述第一操作井的井壁向包气带中位于垃圾体下方的部分钻取安装孔；

S2、将上述的包气带原位溶液监测装置中的溶液采集管安装于所述安装孔内，封闭所述安装孔与所述溶液采集管之间的间隙；

S3、采集来自于包气带内的溶液，并对采集到的所述溶液进行检测。

优选地，在步骤S3中，对包气带中的三氮和总氮进行检测时，定期进行溶液采集，并进行现场检测；对包气带中的三氮、总有机碳和总氮进行检测时，定期进行溶液采集，并在实验室进行分析。

本发明还提供一种包气带原位氨氮增强硝化系统，其包括与包气带内的垃圾体紧邻的第一操作井和上述的包气带原位溶液监测装置，从所述第一操作井的井壁向所述垃圾体方向设有至少一根布水管，所述布水管延伸至所述垃圾体下方，以湿润所述包气带中位于垃圾体下方的部分，所述溶液采集管布置于所述包气带中位于垃圾体下方的部分。

优选地，所述包气带原位氨氮增强硝化系统还包括高位水箱和分水器，所述高位水箱通过所述分水器分别与至少一根所述布水管连通。

优选地，所述包气带原位氨氮增强硝化系统还包括第二操作井、第三操作井、空气压缩机和真空泵，所述第二操作井和所述第三操作井分别设于所述垃圾体相对两侧，所述第二操作井向所述第三操作井方向设有至少一根进气管，所述第三操作井向所述第二操作井方向设有至少一根抽气管，所述进气管与所述空气压缩机连通，所述抽气管与所述真空泵连通。

优选地，所述包气带原位氨氮增强硝化系统还包括多根从地面延伸至所述包气带中位于垃圾体下方的部分内的气体收集监测管。

优选地，每根所述气体收集监测管包括多根不同长度的气体收集分管，所述气体收集分管的下端插入不同的深度。

优选地，每根所述气体收集监测管的上端均一一对应地设于位于地面的多个防护井桩内，所述防护井桩包括能够打开和封闭的盖。

优选地，所述布水管的管壁上、所述进气管的管壁上、所述抽气管的管壁上、所述气体收集监测管的管壁上以及所述气体收集分管的中下段的管壁上均设有多个直径为0.3～0.7mm的通孔。

优选地，所述包气带原位氨氮增强硝化系统还包括对包气带的氧化还原电位进行监测的第一测定仪器以及对包气带的含水率、温度和电导率进行监测的第二测定仪器。

本发明还提供一种包气带原位氨氮增强硝化方法，其包括如下步骤：