CN102583712B - 用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统 - Google Patents
用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102583712B CN102583712B CN201210041355.6A CN201210041355A CN102583712B CN 102583712 B CN102583712 B CN 102583712B CN 201210041355 A CN201210041355 A CN 201210041355A CN 102583712 B CN102583712 B CN 102583712B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro
- water
- nano bubble
- polluted
- underground water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002101 nanobubble Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000005067 remediation Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 title abstract 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 111
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 claims abstract description 18
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- 230000000050 nutritive effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 12
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 claims description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 claims description 3
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 8
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 abstract 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 6
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical class [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000003895 groundwater pollution Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 2
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 2
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 2
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 2
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 208000002173 dizziness Diseases 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- -1 hydroxyl radical free radical Chemical class 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007483 microbial process Effects 0.000 description 1
- 230000001473 noxious effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/002—Reclamation of contaminated soil involving in-situ ground water treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/006—Regulation methods for biological treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/22—Activated sludge processes using circulation pipes
- C02F3/226—"Deep shaft" processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
- C02F2209/008—Processes using a programmable logic controller [PLC] comprising telecommunication features, e.g. modems or antennas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/26—Reducing the size of particles, liquid droplets or bubbles, e.g. by crushing, grinding, spraying, creation of microbubbles or nanobubbles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/06—Nutrients for stimulating the growth of microorganisms
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
Abstract
本发明属于受污染地下水修复技术领域，特别涉及一种用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统。在地下水被污染物污染区域的上游位置设置注水井，向其中通入含营养盐的微纳米气泡水；含营养盐的微纳米气泡水随地下水流动移至污染区域，分解污染物或为微生物持续补充电子受体/供体，促进有机污染物的降解去除；同时设置抽水井在污染区域下游抽水，形成地下水流场；通过监测井对去除有机污染物过程中各参数进行实时监测和分析，调节微纳米气泡的发生时间和曝气量。微纳米气泡供氧效果好、持续时间长、影响范围大，弥补自然降解和生物通风等常规原位修复技术的不足，成本低、节能高效，适宜于有限面积、高污染负荷的场地修复。
Description
技术领域
本发明属于受污染地下水修复技术领域，特别涉及一种用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统。
背景技术
环境与发展，是当今国际社会普遍关注的重大问题。为了实现可持续的发展，环境保护和治理工作应是发展过程的组成部分。地下水资源作为全球水资源的重要组成部分，在我国地表水严重污染的条件下，对于经济和社会发展具有极其重要的作用。近年来，由于社会经济的高速发展和工业废弃物的大量产生，全球的环境污染问题日益严重。目前我国地下水质量恶化趋势显著，污染形势十分严峻，许多地区地下水不同程度遭受有毒有害有机物和无机物的污染。国家“十二五”规划提出要“加大环境保护力度”，解决“土壤污染等损害群众健康的突出环境问题”，“加强地下水污染防治”。2011年10月发布的《全国地下水污染防治规划(2011-2020年)》指出要“初步遏制地下水水质恶化趋势”，“加强重点工业行业地下水环境监管”，“有计划地加快推进地下水污染修复”。环境友好和节能高效的污染地下水创新修复技术的开发和应用是我国国民经济和社会可持续发展的重要途径。
地下水原位修复技术由于成本较低、对环境干扰较小而得到迅速发展，是地下水污染修复的主要技术。地下水曝气法、抽水处理与生物强化技术是污染地下水原位修复的常规技术，常用于有限面积、高污染负荷的场地。传统的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组分产生解吸和挥发等作用，随气流进入土壤非饱和区。同时气流中的氧气不断溶解于土壤水中增加溶解氧含量，为好氧生物降解有机物创造了条件，加速地下水中的微生物降解作用。生物修复技术是80年代以来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术，其主要利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境中的污染物，达到清除环境污染的目的。生物强化法(EBR)通常为微生物生长和降解作用改善环境条件，提供足量的电子受体/供体、营养盐类，提高微生物的代谢作用和降解活性水平，以促进对污染物的降解速度，能够直接针对主要污染区进行修复。抽水处理法(Pump and Treat，简称P&T)是传统地下水修复技术，通过设计合适的抽水井和地下水流场、使之形成包含整个地下水污染羽状体的截获区，不断的抽取污染地下水，使污染晕的范围和污染程度逐渐减小，并使含水层介质中的污染物向水中转化而得到清除。EBR通常与P&T相结合，通过地下水的运动来输送电子受体/供体和营养盐类，促进微生物活动。EBR技术对环境友好，发展潜力巨大，但目前EBR的主要瓶颈之一是如何高效输送电子受体/供体和营养盐类，为微生物作用创造良好的环境条件。因此，供氧效果好、持续时间长、影响范围大的电子受体/供体和营养盐类输送技术成为EBR的关键技术和发展方向。此外，在污染源等高浓度区，由于污染物对微生物活性的阻碍，微生物降解的作用受到极大的抑制。因此，将污染物浓度降至微生物可以接受的水平也是重要的课题。
电子受体/供体的提供主要通过气体提供，常用气体主要包括空气、氧气、氢气等。为提高地下水中气体溶解量和持续供应能力，降低气泡直径从而增加气泡内压和在水体内的滞留时间是关键技术。目前微纳米气泡生成技术已经发展成熟，采用特定的设备可使地下水中气泡直径达到微纳米级。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。营养盐的提供通常采用直接向地下水中添加并通过地下流场输运的方法，可进一步改善微生物的环境条件，促进微生物降解作用。
在高浓度区，通过注入氧化剂直接氧化污染物的方法，例如注入臭氧气体，Fenton(亚铁盐和过氧化氢的组合)等，与地下水曝气法具有相似的缺点。而采用低浓度臭氧为注入气体的微纳米气泡则可以解决这类问题，在短时间内将污染物浓度降至微生物可以接受的水平。由于臭氧生成物为氧气，对下阶段的微生物降解不会产生不利的影响。微纳米气泡的供给效果好、持续时间长、影响范围大，与抽水处理技术相结合，可以弥补地下水曝气、抽水处理和强化生物修复等常规原位修复技术的不足，促进微生物降解作用，对污染地下水进行修复。本发明通过微纳米气泡曝气设备向地下水系统中注入微纳米气泡水，根据污染物种类浓度和水文地质环境条件，可以分阶段，分区域注入，注入气体可以为臭氧，也可以为空气、氧气等电子受体，以及氢气等电子供体；同时在微纳米曝气装置的出水口处设置营养盐添加装置，向地下水中添加营养盐；通过注水井和抽水井的协调作用，调整地下水流场特征，将微纳米气泡和营养盐输运到特定区域，修复污染场地。本发明提供一种环境友好和节能高效的地下水修复技术。
发明内容
本发明提供了一种用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统，可以对不同水文地质环境条件和不同有机污染场地进行原位地下水修复，同时对修复过程污染物浓度、微生物种群和数量、温度、pH值、电子交换能力等参数进行实施监测和分析，为相关科学研究提供实验数据。
本发明提供的用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法，包括以下步骤：
(1)在地下水受污染区域的上游位置设置一个或多个注水井，气体与水通过微纳米气泡曝气装置产生含有微纳米气泡的水，并在含有微纳米气泡的水中添加营养盐，通过注水井进入地下水系统中；
(2)微纳米气泡和营养盐随地下水的运动输移扩散，直接分解有机污染物或为微生物持续补充电子受体、电子供体以及营养盐，促进有机污染物的降解去除；
(3)在地下水被有机污染物污染区域的下游位置设置一个或多个抽水井，抽取地下水并进行处理，形成控制微纳米气泡运移范围的地下水流场，提高场地整体的修复效率并防止污染范围扩大；
(4)在污染区域设置多个不同位置的与地表连通的监测井，利用监测井对去除有机污染物过程中各参数进行实时监测和分析，并根据分析结果，调节微纳米气泡的发生时间和曝气量，以及人工地下水流场。
所述有机污染物的浓度为5000ppm～10000ppm。
所述微纳米气泡的尺寸为100nm～0.2mm。
所述物理法包括过滤法、重力分离，所述化学法包括加药法、电解法、离子交换法，所述生物法包括活性泥法、生物膜法。
所述气体为电子供体或电子受体，为空气、氧气、臭氧或氢气中的一种。
所述营养盐为氨基酸、维生素、含碳、氮、磷或微量元素的化合物中的一种或多种。
本发明提供的基于所述方法的用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的系统，其组成为：在地下水被有机污染物污染区域的上游位置设置一个或多个注水井，在污染区域的上方设置多个位置不同的监测井，在污染区域的下游位置设置一个或多个抽水井；在地表设置微纳米气泡曝气装置，气体供应装置和水箱分别通过供气管和供水管与微纳米气泡曝气装置连接，微纳米气泡曝气装置的出口与营养盐添加装置连接后，通过注水管伸入注水井；在各个监测井内分别设置水质监测传感器；在抽水井旁的地表设置抽水泵，其进水口端与伸入抽水井的抽水管连接，出水端与水体处理装置连接。
所述微纳米气泡曝气装置的进水量和出水量为10L/min～200L/min，产生的微纳米气泡的尺寸为100nm～0.2mm。
所述供气管上设置气体流量计、气压表以及气压阀。
所述供水管上设置水压阀以及水体流量计。
本发明中，用微纳米气泡对有机污染物进行去除的主要机理如下：
(1)微纳米气泡增加地下水中的溶解臭氧，直接分解高浓度有机物污染物(例如石油烃类和有机氯化物类)；微纳米气泡增加地下水中的溶解氧，促进好氧微生物成长和有机污染物(例如石油烃类)的降解，现场好氧菌可达原来的10倍以上；微纳米气泡增加地下水中的溶解氢，促进厌氧脱氯微生物成长和有机物污染物(例如有机氯化物类)的降解；同时微纳米气泡水中添加的营养盐也可以促进微生物的活动，促进污染物降解。
(2)利用地下水流场对吸附在土颗粒上的污染物进行冲洗，将抽水井抽出的污染水体进行进一步处理。
(3)微纳米气泡表面带电，对污染物有吸附作用。
(4)微纳米气泡破裂时释放能量，生成羟基自由基离子，对污染物具有氧化分解作用。
本发明具有以下有益效果：
(1)能够对不同场地水文地质体条件，有机污染情况(种类和浓度等)，以及微生物生态环境条件，选择注入气体的种类，浓度和设计修复技术的细节，具有成本低，环境友好和节能高效的特点。适宜于有限面积、高污染负荷的场地修复。
(2)能实时监测各项参数，主要包括污染物浓度、微生物种群和数量、温度、pH值、电子交换能力等，对修复效果的进行科学分析和评价，从而进一步降低成本和提高修复效率。
(3)该技术刺激和促进土著微生物生长和增殖，不引入其它环境微生物，对场地环境和生态工程影响小。
(4)该技术所需注水井、监测井和抽水井可以部分采用已有的工程井位，初始投资少，运营成本低。
(5)地下水修复达到环境标准后，相关技术设备可以回收进行重复利用。
附图说明
图1为微纳米气泡曝气装置及注水井部分结构示意图；
图2为地下水污染物去除过程整体示意图。
图中标号：
1-气体供应装置；2-水箱；3-微纳米气泡曝气装置；4-营养盐添加装置；5-供水管；6-供气管；7-注水管；8-气体流量计；9-气压表；10-气压阀；11-水体流量计；12-水压阀；13-微纳米气泡水；14-水质监测传感器；15-抽水泵；16-水体处理装置；17-抽水管。
具体实施方式
本发明提供了一种用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
利用本发明所述的方法和系统对地下水有机污染物进行微纳米气泡曝气去除的现场实施方案如下：
(1)确定地下水有机污染物的区域，并确定地下水的流动方向；该被污染的区域不限，有机污染物的浓度在5000ppm～10000ppm时，修复效果好且性价比较高；
(2)在污染区域的上游以及污染源区的位置建设注水井，或采用已有井位；在注水井附近的地表设置微纳米气泡曝气装置3，气体供应装置1和水箱2分别通过供气管6和供水管5与微纳米气泡曝气装置3连接，供气管6上设置气体流量计8、气压表9以及气压阀10，供水管5上设置水压阀12以及水体流量计11；微纳米气泡曝气装置3的出口与营养盐添加装置4连接后，通过注水管7伸入注水井；气体供应装置1中供应的气体为空气、氧气、臭氧、氢气中的一种；营养盐为氨基酸、维生素、含碳、氮、磷或微量元素的化合物中的一种或多种。微纳米气泡曝气装置1的进水量和出水量为10L/min～200L/min，产生的微纳米气泡的尺寸为100nm～0.2mm；
(3)在污染区域的下游位置建设抽水井，抽水井的布置能提高场地整体的修复效率并防止污染物区域的进一步扩大。在抽水井旁的地表设置抽水泵15，其进水口端与伸入抽水井的抽水管17连接，出水端与水体处理装置16连接，利用抽水泵15将污染地下水抽出，进行水质监测并送至地面水体处理装置16进行处理。处理方法包括物理法(过滤法、重力分离法等)、化学法(加药法、电解法、离子交换法等)、生物法(活性泥法、生物膜法等)。
(4)在注水井与抽水井之间的被污染区域的不同位置设置多个监测井，在各个监测井内布设水质监测传感器14，远程监测和分析修复过程参数。
(5)受污染区域较大时可以增设微纳米气泡注水井与抽水井、监测井系统，以便影响范围能够覆盖整个受污染区域。
Claims (7)
1.一种用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的系统，其特征在于，在地下水受污染区域的上游位置设置一个或多个注水井，在污染区域的上方设置多个位置不同的监测井，在污染区域的下游位置设置一个或多个抽水井；在地表设置微纳米气泡曝气装置（3），气体供应装置（1）和水箱（2）分别通过供气管（6）和供水管（5）与微纳米气泡曝气装置（3）连接，微纳米气泡曝气装置（3）的出口与营养盐添加装置（4）连接后，通过注水管（7）伸入注水井；在各个监测井内分别设置水质监测传感器；在抽水井旁的地表设置抽水泵（15），其进水口端与伸入抽水井的抽水管（17）连接，出水端与水体处理装置（16）连接；
气体与水通过微纳米气泡曝气装置产生含有微纳米气泡的水，并在含有微纳米气泡的水中添加营养盐，通过注水井进入地下水系统中；
微纳米气泡和营养盐随地下水的运动输移扩散，直接分解有机污染物或为微生物持续补充电子受体、电子供体以及营养盐，促进有机污染物的降解去除；
从抽水井抽取地下水并在地表用物理法、化学法或生物法对其进行处理；通过抽取形成控制微纳米气泡运移范围的地下水流场，提高场地整体的修复效率并防止污染范围扩大；
利用监测井对去除有机污染物过程中各参数进行实时监测和分析，并根据分析结果，调节微纳米气泡的发生时间和曝气量，以及人工地下水流场。
2.根据权利要求1所述的用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的系统，其特征在于，所述微纳米气泡曝气装置（1）的进水量和出水量为10L/min～200L/min，产生的微纳米气泡的尺寸为100nm～0.2mm。
3.根据权利要求1所述的用微纳米气泡对地下水原位修复的系统，其特征在于，所述供气管（6）上设置气体流量计（8）、气压表（9）以及气压阀（10）。
4.根据权利要求1所述的用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的系统，其特征在于，所述供水管（5）上设置水压阀（12）以及水体流量计（11）。
5.根据权利要求1所述的用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的系统，其特征在于，所述有机污染物的浓度为5000ppm～10000ppm。
6.根据权利要求1所述的用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的系统，其特征在于，所述气体为电子供体或电子受体，为空气、氧气、臭氧或氢气中的一种。
7.根据权利要求1所述的用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的系统，其特征在于，所述营养盐为含碳、氮、磷或微量元素的化合物中的一种或多种。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210041355.6A CN102583712B (zh) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | 用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统 |
| PCT/CN2013/000063 WO2013123823A1 (zh) | 2012-02-21 | 2013-01-21 | 用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210041355.6A CN102583712B (zh) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | 用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102583712A CN102583712A (zh) | 2012-07-18 |
| CN102583712B true CN102583712B (zh) | 2014-06-04 |
Family
ID=46473072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210041355.6A Active CN102583712B (zh) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | 用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102583712B (zh) |
| WO (1) | WO2013123823A1 (zh) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103145232B (zh) * | 2012-02-21 | 2014-04-02 | 清华大学 | 用微纳米气泡对地下水原位修复的方法及系统 |
| CN102583712B (zh) * | 2012-02-21 | 2014-06-04 | 清华大学 | 用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统 |
| CN104140153B (zh) * | 2013-05-08 | 2016-09-21 | 赵学民 | 一种采用纳米技术修复岩层环境污染的装置及应用 |
| CN103433274A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-12-11 | 百诺纳米科技（苏州）有限公司 | 一种污染土壤原位修复系统 |
| CN104692531B (zh) * | 2013-12-04 | 2016-08-17 | 北京德瑞科森环保科技有限公司 | 一种地下水重金属污染修复装置 |
| CN108314106B (zh) * | 2014-12-24 | 2020-12-29 | 环境保护部南京环境科学研究所 | 一种受dnapl污染的地下水原位修复方法 |
| CN104743667B (zh) * | 2015-03-13 | 2017-02-01 | 环境保护部环境规划院 | 一种农业灌溉机井原位修复地下水污染的装置和利用上述装置进行地下水修复的方法 |
| CN104907331B (zh) * | 2015-05-27 | 2017-12-22 | 山东康诚石油化工科技股份有限公司 | 一种土壤生物修复方法 |
| CN105731628A (zh) * | 2016-02-05 | 2016-07-06 | 环境保护部环境规划院 | 用于地下水氯代烃污染的原位化学氧化修复系统及方法 |
| CN105776496A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-07-20 | 亿利首建生态科技有限公司 | 一种地下水有机污染处理的设备、系统及药剂注入装置 |
| CN105880271B (zh) * | 2016-07-02 | 2019-04-09 | 江苏省山水生态环境建设工程有限公司 | 一种矿山铬重金属污染土壤的修复方法 |
| CN109592792A (zh) * | 2017-09-30 | 2019-04-09 | 温州大学 | 一种适用于富营养化水体的污水处理装置与处理方法 |
| CN107698107A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-02-16 | 安徽金联地矿科技有限公司 | 一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统及其方法 |
| CN107986346A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-05-04 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于水温空调修复地下水有机污染的系统及工作方法 |
| CN108328856B (zh) * | 2018-01-25 | 2021-02-09 | 中国地质大学（武汉） | 一种低浓度有机污染地下水的原位修复工艺及其应用 |
| CN108094302A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-01 | 广东威特宝土壤修复科研中心有限公司 | 水质净化方法及系统和淡水鱼土腥味去除方法 |
| CN108296280A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-07-20 | 广东威特宝土壤修复科研中心有限公司 | 土壤修复方法及系统和土壤中重金属固形化的方法 |
| CN108655160B (zh) * | 2018-05-21 | 2021-02-26 | 永清环保股份有限公司 | 一种用于地下水原位修复的三维循环扰动强化装置及方法 |
| CN109534517A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-29 | 北京高能时代环境修复有限公司 | 乳化植物油及其制备方法和应用 |
| CN109848193B (zh) * | 2018-12-31 | 2021-01-12 | 上海勘察设计研究院(集团)有限公司 | 一种基于水力屏障的地下水原位修复方法 |
| CN109867347B (zh) * | 2019-03-11 | 2022-02-01 | 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 | 一种臭氧微纳米气泡地下水氨氮污染原位修复系统及方法 |
| CN110090856A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-08-06 | 清华大学 | 土壤地下水联动处理装置及其处理方法 |
| CN110054279A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-26 | 清华大学 | 污染场地及地下水修复系统及方法 |
| WO2020236187A1 (en) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | Michael Smith | Wastewater treatement system and method |
| CN110420990A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-08 | 梁竟平 | 一种高階土壤改良方法及其装置 |
| CN111204696B (zh) * | 2020-01-07 | 2021-11-09 | 安徽理工大学 | 一种用于地质勘探部件冲击式挤压修复装置 |
| CN111360060B (zh) * | 2020-04-10 | 2023-05-30 | 中节能大地（杭州）环境修复有限公司 | 土壤/地下水集成式注射系统及其单源、双源及混合微纳米气泡液注射方法 |
| CN111330969A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-06-26 | 中节能大地（杭州）环境修复有限公司 | 用于污染场地修复的撬装式注射-曝气耦合装备及使用方法 |
| CN112028406B (zh) * | 2020-09-08 | 2022-11-25 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种基于定向钻探的地下水原位修复装置及方法 |
| CN112250163B (zh) * | 2020-10-09 | 2022-11-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种异位电子补偿的氢自养反硝化脱氮装置 |
| US11759836B2 (en) | 2020-12-03 | 2023-09-19 | Zhejiang University | Electrokinetic-aeration-liquid injection combined remediation method for compound contaminated soil containing heavy metals and organic substances |
| CN112642854B (zh) * | 2020-12-03 | 2021-12-21 | 浙江大学 | 电动-曝气-注液联合修复重金属有机复合污染土的方法 |
| CN114273415A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-05 | 西北农林科技大学 | 一种有机污染土壤原位化学氧化修复系统、方法及应用 |
| CN115477399A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-12-16 | 四川创美环保科技有限公司 | 基于PrO2超饱和溶解氧修复河道底泥的底泥原位修复方法 |
| CN115784487A (zh) * | 2022-10-17 | 2023-03-14 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种用于修复地下水苯系物污染的修复装置及其修复方法 |
| CN115594311B (zh) * | 2022-10-31 | 2024-08-27 | 上田环境修复有限公司 | 石油烃类有机污染地下水原位超微泡生物曝气耦合prb可渗透反应墙的管控系统及方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3565476B2 (ja) * | 1998-01-29 | 2004-09-15 | オルガノ株式会社 | 汚染地下水及び／又は汚染地層の浄化方法及びその装置 |
| JP4375592B2 (ja) * | 2000-06-12 | 2009-12-02 | 大阪瓦斯株式会社 | 土壌及び地下水の浄化方法 |
| JP2004016859A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Kajima Corp | 汚染地盤の原位置浄化方法 |
| JP2004130184A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Kubota Corp | 土壌浄化方法および装置 |
| JP2005052733A (ja) * | 2003-08-04 | 2005-03-03 | Eiichi Tashiro | 油汚染土壌の原位置浄化装置 |
| JP5276429B2 (ja) * | 2008-12-25 | 2013-08-28 | エコム株式会社 | 汚染土壌区域改善方法 |
| CN101792214B (zh) * | 2009-12-28 | 2011-07-20 | 吉林大学 | 原位强化曝气修复受污染地下水的方法 |
| CN102219315A (zh) * | 2011-06-22 | 2011-10-19 | 昆明迪波泵业有限公司 | 高效节能超微米气泡曝气充氧装置 |
| CN102583712B (zh) * | 2012-02-21 | 2014-06-04 | 清华大学 | 用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统 |
-
2012
- 2012-02-21 CN CN201210041355.6A patent/CN102583712B/zh active Active
-
2013
- 2013-01-21 WO PCT/CN2013/000063 patent/WO2013123823A1/zh active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013123823A1 (zh) | 2013-08-29 |
| CN102583712A (zh) | 2012-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102583712B (zh) | 用微纳米气泡对污染地下水强化原位修复的方法及系统 | |
| CN103145232B (zh) | 用微纳米气泡对地下水原位修复的方法及系统 | |
| US20150041392A1 (en) | Method and system using micro/nano bubbles for enhanced in situ remediation of polluted groundwater | |
| AU2018400240B2 (en) | A soil-based flow-through rhizosphere system for treatment of contaminated water and soil | |
| CN101172732A (zh) | 化学与生物组合反应墙原位修复地下水的方法 | |
| CN105347519B (zh) | 一种纳米气泡发生器及其应用 | |
| CN103112915A (zh) | 一种去除地下水中污染物的循环井方法与装置 | |
| CN101357369A (zh) | 异位修复具有挥发性有机污染土壤的系统和处理方法 | |
| CN104724818B (zh) | 一种四氯化碳分离系统及其分离工艺 | |
| CN105750327B (zh) | 一种采用臭氧‑生物堆技术异位修复石油烃污染土壤的方法 | |
| CN104140153A (zh) | 一种采用纳米技术修复岩层环境污染的装置及应用 | |
| CN203877989U (zh) | 利用空气吹脱与树脂吸附组合原位修复地下水的装置 | |
| Eslami et al. | Bioremediation of oil and heavy metal contaminated soil in construction sites: a case study of using bioventing-biosparging and phytoextraction techniques | |
| CN108328856B (zh) | 一种低浓度有机污染地下水的原位修复工艺及其应用 | |
| CN213763431U (zh) | 一种污染土壤原位好氧生物修复系统 | |
| JP3051047B2 (ja) | 土壌微生物を用いた汚染土壌の浄化方法及び浄化システム | |
| JP2005052733A (ja) | 油汚染土壌の原位置浄化装置 | |
| KR100909082B1 (ko) | 유기성 폐기물을 이용하여 중금속에 오염된 토양을복원하는 방법 | |
| CN204529354U (zh) | 一种1,1-二氯乙烯的分离系统 | |
| CN212924718U (zh) | 一种浅层地下水中石油类污染物的修复系统 | |
| CN212375276U (zh) | 一种厌氧菌采植装置及储菌器 | |
| CN114751472A (zh) | 污染场地原位修复的地下水循环井装置与修复方法 | |
| CN204474368U (zh) | 一种1,2-二氯丙烷分离系统 | |
| CN102249428A (zh) | 一种原位修复石油污染地下水的方法 | |
| CN104671332A (zh) | 一种1,2-二氯丙烷分离系统及其分离工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |