一体式河流地下水污染修复结构论文和设计

全文摘要

本实用新型提供一体式河流地下水污染修复结构，包括沿河流分布的一组与河水水流垂直的墙式结构，所述的墙式结构内依据处理污染物种类的不同填充的反应填料；在所述的墙式结构表面种植有净水植物。本实用新型适用于河流地下水水力联系密切的水源区受污染水体修复，如傍河型地下水水源地、地下水集中开采井井群、输水管渠的地下水排入区等。其对河流、均质含水层、非均质含水层中单一或复合污染物均适用。

主设计要求

1.一体式河流地下水污染修复结构，其特征在于：包括沿河流分布的一组与河水水流垂直的墙式结构（1），所述的墙式结构（1）内依据处理污染物种类的不同填充的反应填料；在所述的墙式结构（1）表面种植有净水植物（2）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一体式河流地下水污染修复结构，其特征在于：所述的墙式结构（1）包括由填充反应填料的箱体构筑的河流水面构筑部分、河流水体构筑部分和布设于河床底部和河道两侧的含水层中的地下构筑部分；河流水面构筑部分、河流水体构筑部分和地下构筑部分三部分组合形成一体式PRB系统。

3.根据权利要求1所述的一体式河流地下水污染修复结构，其特征在于：所述的净水植物（2）由平面固定架固定种植于所述的墙式结构（1）上。

4.根据权利要求1或3所述的一体式河流地下水污染修复结构，其特征在于：所述的净水植物（2）包括芦苇属植物、美人蕉属植物、睡莲属植物等中的一种或多种组合。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及河流地下水污染修复领域，特别是一种一体式河流地下水污染修复结构，采用渗透反应格栅原位修复。

背景技术

地下水是水资源的重要组成部分，我国655个城市中，400多个以地下水为饮用水源。近年来，随着社会经济的快速发展，地下水污染问题也日益突出，全国地级及以上城市地下水水质监测结果显示，50%以上的监测点地下水水质为较差-极差级。针对我国地下水污染的严峻形势，国务院先后颁布《全国地下水污染防治规划（2011-2020）》、《水污染防治行动计划》，为我国地下水污染防治工作指明了方向。《规划》和《计划》指出，攻关研发地下水污染修复前瞻性技术、有计划的开展典型地下水污染场地修复，是未来应对我国地下水污染不利局面的重要举措。我国长三角、珠三角地区，地表水系发达而与地下水水力联系密切，受污染河流极易对地下水造成进一步污染。《国家环境保护“十三五”科技发展规划纲要》指出，未来主要任务之一是地下水污染过程与迁移规律研究，地表水与地下水协同控制技术为未来技术创新研发和支撑环保高效治理的一项关键点。因此，研发河流-地下水污染协同修复材料和相关技术，对受污染水体开展修复工作势在必行。

目前，业界有多种河流水污染修复系统，如中国专利公开号CN 106336016A公开了一种河涌高效微生物修复方法，该方法通过建设初期雨水截留系统减少污染源产生实现截污，采用绞吸式挖泥船将含有氮、磷和重金属的污染底泥进行水下疏挖，用加压管将泥浆送至堆场进行卫生填埋；在洒涌沿岸种植水生植被，建设生态系统调节功能；定期向河涌中投加微生物菌剂，通过微生物的吸收、降解和转化作用，将水体中的有害污染物尝试降至最低实现河涌微生物修复。该方法采用截污、清理河道底泥、河涌沿岸种植水生植被并向河涌定期抽回微生物菌剂，可以通过水主植被和微生物菌剂之间协同作用，实现对水体中绝大部分有害物质，如重金属、有机物等，进行分解吸收。达到净化水体的目的。

另外。中国专利公开号CN 108824365 A公开了双层弧形河床生态修复结构，该修复结构包括外层溢流堰、内层溢流堰与块石坝肩，内层溢流堰和外层溢流堰均呈弧形向河流上游凸起，内层溢流堰在外层溢流堰下游，两层溢流堰均中间低两边高，并与块石坝肩相连。该结构在河道中使用块石布置双层溢流堰的结构，中间低两侧高，使水流集中从河道中间过流，降低了河道两侧的水流速度，降低河岸处的剪切应力，从而保护河岸防止水流侵蚀。双层弧形结构分担了河水消能过程，减小了河道的下切侵蚀，同时在河床上制造压力梯度，增强地表水地下水交换过程。

这些都没有涉及对河道地下水污染的修复，不能满足目前公众对河流地下水污染修复的需要。

实用新型内容

本实用新型针对目前河流水污染修复方法和修复系统都没有涉及对河道地下水污染的修复，不能满足目前公众对河流地下水污染修复的需要，提供一体式河流地下水污染修复结构，采用渗透反应格栅原位修复。

本实用新型为实现其技术目的所采用的技术方案是：一体式河流地下水污染修复结构，包括沿河流分布的一组与河水水流垂直的墙式结构，所述的墙式结构内依据处理污染物种类的不同填充的反应填料；在所述的墙式结构表面种植有净水植物。

本实用新型适用于河流地下水水力联系密切的水源区受污染水体修复，如傍河型地下水水源地、地下水集中开采井井群、输水管渠的地下水排入区等。其对河流、均质含水层、非均质含水层中单一或复合污染物均适用。

进一步的，上述的一体式河流地下水污染修复结构中：所述的墙式结构包括由填充反应填料的厢体构筑的河流水面构筑部分、河流水体构筑部分和布设于河床底部和河道两侧的含水层中的地下构筑部分；河流水面构筑部分、河流水体构筑部分和地下构筑部分三部分组合形成一体式PRB系统。

进一步的，上述的一体式河流地下水污染修复结构中：所述的反应填料包括沸石、颗粒活性炭、铁的氢氧化物、粉碎贝壳、方解石、羟基磷酸盐、粉碎椰壳、树皮、黏土矿物、零价铁颗粒、二价铁矿物、释氧化合物、含有多种营养成分的人造颗粒、人造生物碳质等中的一种或多种组合。

进一步的，上述的一体式河流地下水污染修复结构中：所述的净水植物由平面固定架固定种植于所述的墙式结构上。

进一步的，上述的一体式河流地下水污染修复结构中：所述的净水植物包括芦苇属植物、美人蕉属植物、睡莲属植物等中的一种或多种组合。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

附图1.本实用新型一体式河流地下水污染PRB修复结构示意图。

附图2.本实用新型一体式河流地下水污染PRB修复结构平面图。

附图3.本实用新型一体式河流地下水污染PRB修复结构剖面图。

具体实施方式

实施例1如图1、2、3所示，为了对河流地下水污染进行修复，本实施例公开了一种以PRB修复技术为内核、河流和地下水环境均适用且无二次污染的水污染原位修复结构——一体式河流地下水污染修复结构。

渗透反应格栅（Permeable Reactive Barrier，简称PRB）是原位修复技术的一种，使用活性填料构建地下反应构筑物，使流经的受污染地下水与填料发生反应从而得到净化。与其它原位修复技术相比，PRB具有控制范围大、处理污染物种类多样、无动力消耗、成本相对较低等优点。该技术主要受限于处理后期吸附介质的饱和，持续投药运行成本高并可能造成地下水二次污染，后期可能造成格栅堵塞等问题的限制。

PRB技术所构建的系统呈空间垂直墙式结构，自河流水面贯穿至河床底部和河道两测的含水层，本结构由填充有反应填料的箱式一体化反应装置和净水植物2组成，净水植物2由平面固定架固定种植于反应装置上，系统布置组数和净水植物种植种类及数量由现场污染情况和水文地质条件决定，当反应填料因吸附饱和或其他原因而失效，可进行替换处理。

如图1、2、3所示，本实施例在与河流垂直方向用箱式结构填充满反应填料构造成垂直墙式结构1，沿河流设置一堵堵这样的垂直墙式结构1，根据需要垂直墙式结构1的地脚打入到河流底下，分成三层分别是露出水面的少部分，淹没在水中3的部分和埋入到河底泥沙4里的部分，三部分构造成一体化的渗透反应格栅PRB。露出河水的部分是河流水面构筑部分、湮没在河水中3的部分是河流水体构筑部分和布设于河床底部和河道两侧的含水层泥沙4中的地下构筑部分；河流水面构筑部分、河流水体构筑部分和地下构筑部分三部分组合形成一体式PRB系统。

本实施例的结构主要适用于河流地下水水力联系密切的水源区受污染水体修复，如傍河型地下水水源地、地下水集中开采井井群、输水管渠的地下水排入区等。其对河流、均质含水层、非均质含水层中单一或复合污染物均适用。

本实施例的结构应用的多样性体现在系统空间布设和结构变化、反应装置所填充的反应填料种类和净水植物种类等方面。其中，系统空间布设和结构变化体现在系统组数的增加或减少，河流水面构筑部分、河流水体构筑部分和地下构筑部分的变化，根据河流、地下水污染情况和水文地质条件自由选择使用上述三部分的一项或多项；反应填料种类依据处理污染物种类的不同，可以为沸石、颗粒活性炭、铁的氢氧化物、粉碎贝壳、方解石、羟基磷酸盐、粉碎椰壳、树皮、黏土矿物、零价铁颗粒、二价铁矿物、释氧化合物、含有多种营养成分的人造颗粒、人造生物碳质等中的一种或多种组合；净水植物依据处理污染物种类及系统所处地理气候条件的不同，可以为芦苇属植物、美人蕉属植物、睡莲属植物等中的一种或多种组合。

本实施例中，就是在河流道构筑一道空间垂直墙式结构，墙式结构由一个一个的四方形的笼子（箱式笼子）垒叠成，在笼子时填充反应填料，这些反应填料根据河流内污染物的性质选择沸石、颗粒活性炭、铁的氢氧化物、粉碎贝壳、方解石、羟基磷酸盐、粉碎椰壳、树皮、黏土矿物、零价铁颗粒、二价铁矿物、释氧化合物、含有多种营养成分的人造颗粒、人造生物碳质等中的一种或多种组合，如果反应填料本身是粉剂或者较小的颗粒则还需要将这些粉剂或者较小的颗粒入袋，然后再加入到箱式笼子里，另外，在空间垂直墙式结构培植一些芦苇属植物、美人蕉属植物、睡莲属植物等中的一种或多种组合作为净水植物。在实践中，空间垂直墙式结构横在河流中间，河水可以从墙体中渗透流动，水大的时候也可以漫过墙体，墙体的地脚可以布设于河床底部和河道两侧的含水层中。

设计图

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