[发明专利]一种多功能地下水污染扩散及原位修复模拟装置及应用

说明书

本发明提供了一种多功能地下水污染扩散及原位修复模拟装置，包括装置主体、供液装置和废水回收与处理装置；所述供液装置由配液池、抽水泵、上游入水管和上游溢流管组成，所述上游溢流管包括一总管，总管连接有若干个不同高度的上游排水管，上游排水管与上游水槽的一侧面连通，上游排水管上安装有阀门；下游水槽的底部开设有下游排水管，下游排水管为软管，与下游水槽形成U形管效应，下游排水管最高处设有裂口。本发明能够根据水力梯度要求，灵活调控上下游水位高差，监测污染羽的三维时空分布状况，研究地下水原位注射技术、可渗透反应墙技术、水力调控技术对污染地下水的修复效果。

技术领域

本发明属于污染地下水修复技术领域，具体涉及一种多功能地下水污染扩散及原位修复模拟装置及应用。

背景技术

地下水作为支撑经济社会可持续发展的重要战略资源，在维护经济社会健康发展等方面发挥着不可替代的作用。然而，随着经济社会发展和工业化进程推进，地下水石油烃污染问题日益突出。石油作为工业的“血液”，是国民经济发展的重要基础性能源，在化工生产中广泛使用。在生产运输的过程中，由于“跑冒滴漏”、生产事故以及污水、废弃物的排放等诸多原因，石油烃污染物无法避免会进入到地下水系统中，从而造成地下水环境污染，严重威胁人们的生产生活。因此，污染地下水的治理已经成为我国必须面临的环境、经济和社会问题。目前，去除地下水中石油烃污染物的方法主要有抽出处理、空气扰动、原位化学氧化、可渗透反应墙等技术，但这些技术往往需要注入大量化学试剂，施工及长期运维成本高，对于污染修复后期出现的拖尾或反弹现象效果并不理想。近年来，原位生物修复因其对场地扰动小、修复成本低，环境友好等优点而受到广泛关注。

专利1(CN201210501869.5)公开了地下水原位化学和生物修复模拟试验装置，装置包括渗流槽、进出水缓冲槽、供水装置和液体回收瓶，渗流槽分别通过多孔布水隔板与进、出水缓冲槽连通，出水缓冲槽外侧设带阀门的排水孔；渗流槽上游设一排注射井，槽内设若干监测井，监测井内装水质分析探头；渗流槽和进出水缓冲槽顶部设密封顶板，顶板上设进、排气孔；渗流槽侧壁上设测压管。试验方法包括：装填介质、饱水、泵入污染地下水、加入药剂模拟原位化学和生物修复过程。专利2(CN 103336100A)公开了地下水污染过程及污染修复一体化模拟装置，该装置包括模拟槽，分为前部分箱体和后部分箱体，前部分箱体和后部分箱体的一侧均为敞开端，渗透反应墙安装在两个箱体的敞开端之间，渗透反应墙对应两个箱体的敞开端的两侧面设置有垂直排列的取样孔；所述两个箱体的敞开端为凹型卡槽，以抽插钢制阻挡板；模拟槽两边的侧壁分别设有取样孔和监测孔；两个箱体的另一侧分别设有上游水箱和下游水箱，上游水箱和下游水箱与箱体之间分别安装有多孔板；上游水箱的外侧壁底部设有进水孔，下游水箱的外侧壁设有垂直排列且高度不同的溢水孔，在下游水箱的外侧壁底部设有止水阀门。专利3(CN203033844U)公开了地下水污染原位修复模拟装置，该装置包括进水槽、出水槽，设置于进水槽和出水槽之间的前置多孔介质模拟槽和后置多孔介质模拟槽，进水槽与前置多孔介质模拟槽之间设置有固定透水墙壁，进水槽与出水槽之间设置有五个固定插槽，最后一个固定插槽内插装有透水墙体形成后置多孔介质模拟槽和出水槽之间的隔离透水墙壁，另外四个固定插槽中的任意两个插装有透水墙体形成两个活动透水墙壁，两个活动透水墙壁之间为反应墙体。本实用新型可以缩小受污染地下水原位修复模拟环境与实际环境之间的差距，真实地反映地下水污染原位修复状况，能够为地下水污染原位修复技术的工程应用提供客观的理论参考。上述现有技术存在以下问题：

(1)上游水位难以多级固定水位高度。如果上游入水流量大于砂箱渗流流量，则会导致上游水位不断升高；若入水流量小于砂箱渗流流量，上游水位则会下降。难以固定上游水位高度，或无法根据需要在不同高度固定水位。

(2)下游水位无法灵活调节。下游排水口多按照固定间距布设，若下游目标水位高度在2个出水口之间，则难以实现。水位高度仅能实现跳跃性调节，无法实现连续调节。