[实用新型]一种含水层电化学原位供氧装置

说明书

本实用新型提供一种含水层电化学原位供氧装置，包括电源、电极、套管和水箱，所述电极的数量为两个，所述电源给两个电极供电，两个电极均竖直放置在套管内，所述套管为顶部敞口结构，所述套管包括套管上端和套管下端，所述套管下端的管壁上开设有若干小孔，所述水箱独立设置，所述水箱内盛放水，所述水箱连接水管，所述水管延伸至套管上端的内部，所述两个电极通电后，阳极表面析出氧气，此时将水箱内的水注入套管内，在水压的作用下，所述氧气通过小孔向套管的外部扩散。本实用新型具有供氧效率高、安装简单、操作灵活方便等优点，适用于各种深度含水层中受污染地下水的增氧处理。

技术领域

本实用新型涉及地下水修复设备领域，具体涉及一种含水层电化学原位供氧装置。

背景技术

由于气候和地质等原因，我国部分地区地表水资源不足，对地下水资源的依赖程度较高。但是由于地质成因异常以及人类活动的影响，全国范围内的地下水相当一部分受到不同程度的污染。2017年《中国生态环境状况公报》表明，以潜水为主的浅层地下水和承压水为主的中深层地下水，在全国31个省(区、市)223个地市级行政区的5100个监测点中，水质为较差级和极差级的监测点分别占51.8％和14.8％。受污染的地下水威胁着工农业生产用水安全和人民的身体健康，对受污染地下水开展修复是环保领域的一项重要任务。

地下水由于其赋存环境的特殊性，空气中的氧气很难进入包气带以下的含水层，而含氧的地表水对地下水的补给周期较长，使得地下水中的溶解氧被微生物消耗后难以得到及时补充。因此，大部分受污染地下水呈缺氧甚至厌氧状态，对微生物的好氧代谢以及污染物的氧化去除过程十分不利。地下水的原位生物修复常采用空气注入、臭氧注入、过氧化氢溶液注入、胶态微气泡注入和释氧化合物注入等方式向地下输入氧气，而其中空气注入是最简单、最经济的方式。另一方面，在地下水原位化学修复方法中，也会使用氧气、过硫酸盐、高锰酸盐、双氧水等氧化剂对含水层中的污染物进行氧化去除。其中氧气是相对容易获取的清洁化学氧化剂，使用时不会向地下水中引入杂质离子。

目前空气或氧气注入的装置一般由气源(如空气压缩机、氧气瓶)、管道和曝气头等组成。采用空气注入时，由于其氧含量只有21％左右，使得氧转移效率不高，溶解氧浓度受到限制，常温下空气注入只能使地下水中溶解氧的质量浓度达到8～12mg/L。而空气中含有的颗粒物及污染物在未经有效过滤的情况下进入地下水可能造成额外的污染。采用氧气瓶供氧时，氧气瓶的存储和运输都存在安全隐患。另外，在受污染地下水含水层埋深较大时，空压机或氧气瓶都需要满足较高的输出压力，这也对管道的密封性和曝气头的抗压性都提出了较高的要求，使得整个系统变得复杂。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种供氧效率高、安装简单、操作灵活方便的含水层电化学原位供氧装置。

本实用新型提供一种含水层电化学原位供氧装置，包括电源、电极、套管和水箱，所述电极的数量为两个，所述电源给两个电极供电，两个电极均竖直放置在套管内，所述套管为顶部敞口结构，所述套管包括套管上端和套管下端，所述套管下端的管壁上开设有若干小孔，所述水箱独立设置，所述水箱内盛放水，所述水箱连接水管，所述水管延伸至套管上端的内部，所述两个电极通电后，电极的阳极表面析出氧气，此时将水箱内的水注入套管内，在水压的作用下，所述氧气通过小孔向套管的外部扩散。

进一步地，所述供氧装置还包括控制器，所述控制器设置在电源和电极之间，所述控制器通过电线与电源连接，所述控制器通过双股电缆与两个电极连接，所述控制器为正负极切换开关，用来定时切换电路的正负极及调节电路中电流的大小。

进一步地，所述两个电极均为钛基铱钽混合氧化物涂层电极，两个电极为板状或网状，两个电极相对平行放置，两个电极之间通过绝缘螺丝固定，两个电极之间的水平距离为1～2cm，两个电极的长度为1～2m。

进一步地，所述套管下端的长度为1～4m，套管下端管壁穿孔的孔隙率为15％～30％。

进一步地，所述水箱的侧壁开设有出水口，所述出水口连接水管。