[发明专利]一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于地下水修复技术领域，特别是涉及一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统及其方法。

背景技术

地下水作为重要的供水资源，在我国的经济社会中都发挥着重要的意义。目前我国地下水质量恶化趋势显著，污染形势十分严峻，部分城市工业企业周边的地下水污染状况严重威胁着饮用水源的安全。

传统地下水曝气法将压缩空气通过曝气井注入饱和土壤及地下水中，空气向上的流动使土壤和地下水中的污染物发生分解和挥发，随气流进入土壤非饱和区。但传统曝气法产生的气体进入到水体内存在时间短、迁移影响范围小、气泡内压较小，对地下水修复的效果有待提高。近年来微纳米气泡曝气水原位修复技术受到广泛的欢迎，微纳米气泡曝气水原位修复技术常用空气、氧气、氢气等提供电子受体、电子供体。微纳米气泡直径较小，在水体中停留时间较长，可以随地下水运动，迁移影响范围远大于普通气泡；气泡内压较大，其高溶解能力可为水体提供高含量的溶解氧；同时，微纳米气泡气液界面带负电荷，可以与特定的污染物相互作用，微纳米气泡破裂时产生的自由基和振动波也可促进污染物的去除。

实际生活中地下水污染情况较为复杂，同一水体内的污染物可能存在多种，不同污染物对地下水修复技术的要求也不尽相同。同时，地下水体中存在分解污染物的微生物也是影响地下水修复的重要因素。因此，微纳米气泡进行地下水修复时，单独的使用同一气体对污染物进行降解处理的效果不佳，这就要求对污染区内水质量进行实时监测，并根据水质量情况的不同，采用不同的气体进行微纳米气泡修复，同时通过控制营养物质和气体的配合维持和促进微生物的生长繁殖，进而加速微生物对污染物的分解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统及其方法，通过进气井装置和监测井装置，实现了对污染区内污水质量的监测和对不同的污染物进行不同的微纳米气泡曝气处理，解决了污染区不同污染物不能针对性处理的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统，包括进气井装置和监测井装置；所述进气井装置包括进气井、智能控制箱、营养箱；所述监测井装置包括监测井；所述进气井内设有微纳米气泡曝气机；所述微纳米气泡曝气机一端设有进水口和空气进气口；所述微纳米气泡曝气机另一端设有出气口；所述进气井内设有水质量监测模块；所述智能控制箱内设有控制单元、无线传输模块、存储单元；所述控制单元分别与无线传输模块和存储单元电性连接；所述控制单元分别与臭氧发生器、氢气发生器、营养箱控制阀、水质量监测模块、微纳米气泡曝气机电性连接；所述无线传输模块与设置在监测井内的污水质量监测模块通信连接；所述臭氧发生器、氢气发生器的出口通过进气管与微纳米气泡曝气曝气机连通；所述营养箱上设有的输送管伸入到进气井内的地下水位以下；若干所述进气井装置分别设置在水污染区水流的上游和下游；若干所述监测井装置设置在水污染区内。

进一步地，所述微纳米气泡曝气机、水质量监测模块、污水质量监测模块均位于地下水位以下；所述输送管一端位于进水口上方。

进一步地，所述无线传输模块包括3G模块或4G模块；所述污水质量监测模块上集成3G模块或4G模块，且3G模块或4G模块表面设有防水套。

进一步地，所述营养箱内存放的营养物质为催化剂、维生素、氨基酸、含碳、氮、磷、微量元素的化合物与水的混合物。

进一步地，所述微纳米气泡曝气机产生的微纳米气泡的尺寸范围为100nm～0.1mm。

进一步地，所述水质量监测模块、污水质量监测模块分别对地下水的PH、温度、污染物浓度、水体微生物含量、水体无机盐浓度进行监测。

本发明还提供一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统的修复方法，包括如下步骤：

步骤一：设置在污染区上游进气井装置的控制箱控制营养箱控制阀打开，营养箱内营养物质通过输送管输送到进气井内；控制箱控制微纳米气泡曝气机产生微纳米气泡从出气口进入到地下水；

步骤二：微纳米气泡随地下水的运动扩散，直接分解有机污染物或为微生物持续提供电子受体、电子供体以及营养物质；

步骤三：污水质量监测模块对水质量进行监测，并通过其上集成的3G模块或4G模块将污水质量监测信息分别传递给上游智能控制箱的无线传输模块和下游控制箱的无线传输模块；