本發(fā)明涉及一種污染土壤、地下水的原位強化修復(fù)系統(tǒng)，屬于環(huán)境保護中的污染治理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

抽出處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于污染地下水的修復(fù)工程中，其原理是將受污染的地下水抽出，采用地面上的水處理設(shè)施對其進行無害化處理，處理達標后的水可以回灌到地下或排入到地表水體中。

由于抽出處理需要進行大量水體的抽出，一般需要在修復(fù)區(qū)域布設(shè)大量的抽水井，如果場地不具備建設(shè)大量水井的條件，將影響修復(fù)的實施；大量地下水的抽出，會影響修復(fù)區(qū)域局部的水文地質(zhì)條件，可能會對周圍建構(gòu)筑物的穩(wěn)定造成不良影響；大量地下水的抽出處理，增加了修復(fù)施工的成本；抽出至達標后，過一段時間后，往往會出現(xiàn)“反彈現(xiàn)象”，即地下水中污染物的含量又超標，會導(dǎo)致抽出處理修復(fù)周期往往較長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶阻隔修復(fù)系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的一種污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)，包括：

直流電源；

偶數(shù)個電極井，開設(shè)在污染源地下水流向的下游方向，所述電極井底部位于土壤含水層，電極井中具有地下水滲入電極井形成的電解液；

偶數(shù)個電極，其數(shù)量與電極井的數(shù)量相等，各電極井中均插設(shè)一電極，電極插入到電解液中（優(yōu)選地，電極插入到電極井的底部，電極的高度不低于電極井中電解液液面高度）；一半電極連接直流電源的正極，另一半電極連接直流電源的負極；

抽提和處理系統(tǒng)，通過設(shè)有過濾器的管線抽提各電極井中的電解液。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，插設(shè)有連接直流電源正極的電極的電極井與插設(shè)有連接直流電源負極的電極的電極井交錯分布。

作為優(yōu)選技術(shù)方案上述的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)，還包括：輔助藥劑注入井，設(shè)置在污染源地下水流向的下游、電極井的上游，輔助藥劑注入井的底部位于土壤含水層；其中，輔助藥劑注入井的深度不大于電極井深度，輔助藥劑注入井的內(nèi)徑不小于5cm。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，上述的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)，還包括：監(jiān)測井，設(shè)置在電極井的地下水流向的下游方向，距離電極井5-10m，監(jiān)測井的數(shù)量不少于電極井的數(shù)量。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，電極井內(nèi)徑不小于6cm，電極井的間距在4-5m范圍內(nèi)。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述直流電源為直流變頻電源；所述電極為碳鋼、鐵、焦碳或石墨。

本發(fā)明還提供上述的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)的修復(fù)方法，包括如下步驟：

1）電極與直流電源連通并通電后，在直流電場的作用下，地下水流過反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)時，地下水中的帶電污染離子或極性有機污染物會富集在電極井的電解液中；

2）將電極井中的電解液抽出至抽提和處理系統(tǒng)中，經(jīng)過無害化處理將處理達標的電解液回灌到電極井中。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述直流電源為直流變頻電源，所述修復(fù)方法還包括：步驟3）切換直流電源的正負極的極性，重復(fù)步驟1）~2）；其中，步驟3）可重復(fù)至少一次。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)還包括：輔助藥劑注入井，設(shè)置在污染源地下水流向的下游、電極井的上游，輔助藥劑注入井的底部位于土壤含水層；所述修復(fù)方法還包括如下步驟：步驟1）~3）通電的同時，向輔助藥劑注入井中加入有利于微生物生長的藥劑。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)還包括：監(jiān)測井，設(shè)置在電極井的地下水流向的下游方向；所述修復(fù)方法還包括：通過監(jiān)測井檢測地下水的水質(zhì)。

本發(fā)明的有益效果包括：

1.本發(fā)明的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)，利于將地下水中的污染物進行攔截和濃縮，利于營養(yǎng)物質(zhì)的擴散和遷移。

2.本發(fā)明的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)的使用，只對電解液進行抽出了處理，避免對污染地下水進行大量的抽出，降低了能耗和成本，減少了對修復(fù)區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性的影響。

3.本發(fā)明的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)有陽極和陰極可以定期切換，從而保證土壤和地下水ph被控制在預(yù)定水平。

4.本發(fā)明的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)中陽極、陰極電解液集成到單獨的閉環(huán)泵出系統(tǒng)中，通過施加電壓將地下水中的污染物進行捕捉，通過電解液調(diào)節(jié)并將電解液周期性地去除，從而實現(xiàn)對污染物的去除。

5.本發(fā)明的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)可以在電極前端的輔助藥劑加入井中加入藥劑，通過電場利于營養(yǎng)物質(zhì)的分散，從而強化微生物對污染物的降解。

6.本發(fā)明的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)中的電極和電場可以在一定程度上提高土壤的溫度，利于微生物對污染物的降解。

7.本發(fā)明的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)可以采用太陽能板進行發(fā)電，降低工程能耗。

8.本發(fā)明的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)不僅可以用于污染土壤、地下水修復(fù)（有機物、無機物均適合），還可用于沿海地區(qū)防止海水侵蝕地下水的工程。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對發(fā)明的限定。

如圖1所示，本發(fā)明的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶系統(tǒng)，包括：

直流電源1，直流電源為直流變頻電源，可以通過外接電網(wǎng)供電，也可以通過太陽能板發(fā)電。

偶數(shù)個電極井，開設(shè)在污染源a的地下水流向x的下游方向，電極井底部位于土壤含水層。電極井中具有地下水滲入電極井形成的電解液。電極井內(nèi)徑不小于6cm（一般可選擇8cm），電極井的間距在4-5m范圍內(nèi)；電極井同時也作為電解液的抽提井，電解液處理系統(tǒng)為常規(guī)的廢水處理系統(tǒng)（可根據(jù)處理對象的不同調(diào)整處理工藝），

偶數(shù)個電極，其數(shù)量與電極井的數(shù)量相等，各電極井中均插設(shè)一電極，電極插入到電解液中（優(yōu)選地，電極插入到電極井的底部，電極的高度不低于電極井中電解液液面高度）。其中，一半電極連接直流電源的正極，另一半電極連接直流電源的負極；插設(shè)有連接直流電源正極的電極的電極井（簡稱陽極井）4與插設(shè)有連接直流電源負極的電極的電極井（簡稱陰極井）5交錯分布（及陽極井周圍分布陰極井，陰極井周圍分布陽極井）。電極為碳鋼、鐵、焦碳或石墨等導(dǎo)電材質(zhì)，一般以直徑5cm的碳鋼棒/鐵棒（或者其他非金屬的材質(zhì)）作為電極。電極井（和電極）的數(shù)量根據(jù)場地實際情況調(diào)整，一般不少于4口井。

抽提和處理系統(tǒng)3，通過設(shè)有過濾器的管線抽提各電極井中的電解液；

輔助藥劑注入井2，設(shè)置在污染源地下水流向的下游、電極井的上游，輔助藥劑注入井的底部位于土壤含水層；其中，輔助藥劑注入井的深度不大于電極井深度，輔助藥劑注入井的內(nèi)徑不小于5cm。為了促進土壤和地下水中微生物對污染物的降解，可以向輔助藥劑注入井2中添加有利于微生物生長的藥劑。

監(jiān)測井（圖中未示出），設(shè)置在電極井的地下水流向的下游方向，距離電極井5-10m，監(jiān)測井的數(shù)量不少于電極井的數(shù)量。

本發(fā)明的的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)的修復(fù)方法，包括如下步驟：

1）電極與直流電源連通并通電后，在直流電場的作用下，地下水流過反應(yīng)帶修復(fù)系統(tǒng)時，地下水中的帶電污染離子或極性有機污染物會富集在電極井的電解液中；

2）將電極井中的電解液抽出至抽提和處理系統(tǒng)3中，經(jīng)過無害化處理將處理達標的電解液回灌到電極井中；

3）切換直流電源的正負極的極性，重復(fù)步驟1）~2）；其中，步驟3）可重復(fù)至少一次；

4）步驟1）~3）通電處理的同時，向輔助藥劑注入井2中加入有利于微生物生長的藥劑。

5）通過監(jiān)測井檢測地下水的水質(zhì)。

以下以一具體實施例對本發(fā)明進行進一步說明：

如圖1所示，本實施例的污染土壤、地下水原位反應(yīng)帶系統(tǒng)，包括：直流電源1、電極和電極井、電解液抽提和處理系統(tǒng)3、輔助藥劑注入井2等。

其中，直流電源1可以定期切換極性，電源電壓為100v。

電極井設(shè)置在污染羽下游邊緣，距離污染源約35m，設(shè)置了4個電極井（2個插設(shè)有連接直流電源正極的電極的電極井4（簡稱陽極井），2個插設(shè)有連接直流電源負極的電極的電極井5（簡稱陰極井），交錯分布），相鄰電極井間距5m。電極井內(nèi)徑為8cm，采用pvc管作為井管；陰極和陽極均為直徑5cm的碳鋼棒，長度12m。

輔助藥劑注入井2在電極井上游方向上，共設(shè)置3口，距離電極井3.5m，相鄰藥劑注入井間距為6m，采用直徑5cm的pvc管作為井管，井管長度9m，篩孔開在地表3m以下，向其中加入富含n、c的營養(yǎng)物質(zhì)（如碳酸銨），雨季加入固體，旱季加入50%的溶液。

通電2周后，將陽極井、陰極井中的電解液抽出至電解液抽提和處理系統(tǒng)3中，經(jīng)過無害化處理將處理達標的電解液回灌到電極井中，并切換直流電源1的極性；繼續(xù)通電2周，然后抽出電極井中的電解液抽出至電解液抽提和處理系統(tǒng)3中，經(jīng)過無害化處理將處理達標的電解液回灌到電極井中，并切換直流電源1的極性；如此重復(fù)上述步驟，隨著污染物濃度的不斷降低，電解液抽出的周期可以延長到3周或4周，直流電源極性的切換周期也相應(yīng)變化。

監(jiān)測井設(shè)置在電極井下游，距離電極井6m，共設(shè)置6口監(jiān)測井，相鄰監(jiān)測井的間距為5m；通電修復(fù)初期（前3個月），每月監(jiān)測地下水的水質(zhì)，后期（后9個月）季度監(jiān)測1次。

該系統(tǒng)共運行了12個月，共添加碳酸銨150kg（固體）。運行3個月后，土壤中土壤中二氯苯的含量由為281.8mg/kg下降至0.25mg/kg，土壤中總石油烴的含量由6407mg/kg下降至低于300mg/kg；地下水中二氯苯的含量由13.5mg/l下降至低于0.5mg/l，地下水中總石油烴的含量由820mg/l下降至低于5mg/l。

以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。