[发明专利]一种地下水加硫净化系统及其用于净化浅层地下水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下水加硫净化系统及其用于净化浅层地下水的方法，属于地下水净化技术领域。

背景技术

湖滨区农业面源污染除大棚以外，也存在部分露地区。浅层地下水除高硝氮情况以外，也存在硝酸盐氮浓度较低的污染情况。而现有浅层地下水处理技术主要是针对高浓度硝酸盐氮的去除，针对低浓度硝酸盐氮的净化技术较少，且净化效果不理想。本技术主要针对硝酸盐氮浓度较低情况下的浅层地下水水质净化问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有浅层地下水净化技术指不足，提出一种地下水加硫净化系统及其用于净化浅层地下水的方法，实现对硝酸盐氮浓度较低情况下的浅层地下水的有效净化。

为解决上述技术问题，本发明提供一种浅层地下水加硫净化系统，包括汲水池1、反应池2、恢复池3三个阶段池，各水池以土作池底和池墙，以土工膜隔水，汲水池1与恢复池3低于地表，汲水池1深度满足浅层地下水出水，恢复池3深度不满足浅层地下水出水，反应池2高于地表，三个阶段池分别用埂4相隔，汲水池1与反应池2间有水泵5，反应池2与恢复池3间有管道相连；反应池2分为接触区2-1与反应区2-2，接触区2-1与汲水池1相接，反应区2-2与恢复池3相接，两个区域分别进行接触净化与反应净化两个阶段；接触区2-1与反应区2-2之间设有挡墙6相隔，接触区2-1池底一侧沿挡墙6铺设有收集管7，收集管7上开设有若干出水孔且中部连接有出水管8，出水管8上行穿过挡墙6顶部连通反应区2-2出水；所述反应池2的接触区2-1底部铺有山沙硫磺混合填料层，恢复池3底部铺有淤泥层，恢复池3中种植有净水植物。

硫磺与硝酸盐氮进行接触反应，55S + 50NO₃^-+ 38H₂O + 20CO₂ + 4NH₄⁺ →4C₅H₇O₂N + 25N₂ + 55SO₄^2- + 64H⁺ ，从而净化地下水。

本净化系统采用三个阶段池，分多个阶段完成地下水净化，更为符合水体净化时的化学机理，更为科学精确。所述汲水池低于地表并满足浅层地下水出水深度，进行汲水；恢复池低于地表且不满足浅层地下水出水，用于种植并防止地下水直接进入到恢复池中；可利用挖掘汲水池与恢复池的土方造埂搭建高于地表的反应池，方便处理挖掘后土方并防止地下水直接进入反应池，同时形成反应池与恢复池之间的高差，方便反应池向恢复池的出水。收集管的管径和材料具体根据实际需要确定，可采用常规防锈管，如Dg75PVC管等。填料用于化学净化水体，淤泥用于种植植被，植被用于生物净化水体。

所述收集管7上开设的出水孔孔径为3-10mm，孔距为30-80mm，具体根据实际需要确定，满足出水需要即可。收集管7用土工布包裹，以避免滤料堵塞出水孔。用管道导水简单方便，且在一定程度上可控制出水量。

所述汲水池1和恢复池3的池底与反应池2的池底之间的高差分别为0.8-1m和0.3-0.5m,，汲水池1深1-1.2m，反应池2深0.8-1m，恢复池3深1-1.2m，具体根据实际需要确定，防止地下水直接进入反应池，并方便反应池向恢复池出水需要即可。通过控制反应池中净化水体的深度，可调整反应效率，满足不同情况下地下水净化的需要。

所述山沙硫磺混合填料层由山沙和硫磺混配铺设而成，山沙的粒径为0.05-0.5mm、渗透系数为 0.5-0.7cm/h，硫磺为片状、粒径3-8mm、厚度0.5-2mm，硫磺与山沙的体积比为1:1-10，具体根据实际需要确定。

所述反应池2的接触区2-1底部填入的山沙硫磺混合填料层厚0.5-1.0m，恢复池3底部铺设的淤泥层厚0.2-0.3m，具体根据实际需要确定。

所述恢复池3中种植的净水植物为黑藻和海菜花，恢复池3前端种植黑藻、后端种海菜花，黑藻的种植密度为1.2-1.8丛/㎡，海菜花的种植密度为1.0-1.5株/㎡，具体根据实际需要确定。海菜花的株高一般为80-100cm。

所述各水池以土工膜隔水是指处理池、恢复池均采用土工布衬垫，土工布全面覆盖池子的底部和边坡，并在边坡外缘压入土中，避免滑落池底；汲水池的土工布衬垫仅覆盖池子的边坡。

所述挡墙6用防渗土工膜对墙壁隔水，防止相邻区域直接渗透过水。