專利名稱：一種地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
工業(yè)化進(jìn)程加快不可避免會(huì)帶來一些環(huán)境問題，其中一個(gè)問題是我國(guó)地下水污染情況日趨嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)部門對(duì)118個(gè)城市2-7年的連續(xù)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)，約有64%和33%的城市地下水分別遭受了重度污染和輕度污染，基本清潔的城市地下水只有3%。水污染已導(dǎo)致許多城市供水困難，并且嚴(yán)重地威脅人民的身體健康。開展地下水污染及其修復(fù)技術(shù)的研究和應(yīng)用，已經(jīng)成為我國(guó)水資源-環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和高新技術(shù)研究的當(dāng)務(wù)之急。近年來，各種地下水修復(fù)技術(shù)如雨后春筍，得到迅猛發(fā)展。除了傳統(tǒng)的抽出-處理技術(shù)之外，反應(yīng)性滲透墻技術(shù)、原位化學(xué)氧化技術(shù)、電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)、真空增強(qiáng)回收技術(shù)、表面活性劑增溶技術(shù)、原位生物修復(fù)技術(shù)等也得到了廣泛應(yīng)用。在上述這些地下水修復(fù)技術(shù)中，由于生物修復(fù)技術(shù)具有修復(fù)成本低、二次污染小、可實(shí)現(xiàn)原位修復(fù)等方面的優(yōu)勢(shì)，因此往往將其與其它修復(fù)技術(shù)聯(lián)合使用。生物曝氣法是生物修復(fù)技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)形式。其所采用的微生物對(duì)污染的降解過程需要補(bǔ)充大量其他物質(zhì)。例如，好氧生物在有氧呼吸過程中需要大量氧氣作為電子受體，同時(shí)將污染物分解成水和二氧化碳等無機(jī)物；厭氧生物的代謝過程需要具有還原性的電子給體(如氫等)，完成對(duì)氯代烴的脫氯還原。生物曝氣法是在地下水層中建立曝氣井，通過曝氣泵對(duì)地下環(huán)境供應(yīng)氣體。但是，過量的氣體會(huì)穿過包氣帶并攜帶著揮發(fā)性有機(jī)化合物進(jìn)入大氣環(huán)境中，結(jié)果擴(kuò)大了污染范圍。因此，生物曝氣法往往和土壤氣相抽提技術(shù)聯(lián)用，通過設(shè)置抽提井使過量的氣體集中處理。但在氣體抽提過程中，氣體在飽水帶和包氣帶中的分散性很差，從而降低了修復(fù)效率。此外，曝氣過程和抽提過程還會(huì)造成大量的氣體和能源的消耗。另外，由于曝氣過程中產(chǎn)生的大量剩余氣體需要搜集和處置，因此生物曝氣法的應(yīng)用受到了一定的限制。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠避免過量氣體對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物的氣提作用，節(jié)省以往曝氣技術(shù)中使用的抽提井，同時(shí)使修復(fù)氣體利用率最大化的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)包括至少一個(gè)無泡曝氣膜組件和修復(fù)氣體補(bǔ)給裝置；其中無泡曝氣膜組件設(shè)置在開放井中，其包括多孔組件外殼、兩個(gè)端蓋和無泡曝氣中空纖維膜；多孔組件外殼上形成有多個(gè)開孔；兩個(gè)端蓋分別安裝在多孔組件外殼的兩端，并且每個(gè)端蓋上設(shè)有貫穿管路的接口 ；無泡曝氣中空纖維膜設(shè)置在多孔組件外殼的內(nèi)部；修復(fù)氣體補(bǔ)給裝置通過輸送管路與無泡曝氣膜組件的一端相連，無泡曝氣膜組件的另一端則與排氣管路相接。所述的輸送管路上還設(shè)有壓力調(diào)節(jié)裝置。[0009]所述的無泡曝氣中空纖維膜的材質(zhì)為疏水性聚偏氟乙烯或聚丙烯或聚乙烯材料，中空纖維膜的外徑為0.5-lmm,內(nèi)徑為0.1-0.2mm。所述的多孔組件外殼的材質(zhì)為聚丙烯，開孔為直徑5-10mm的圓孔，開孔率為30% -70%。所述的修復(fù)氣體為氧氣、氫氣、甲烷、二氧化碳或氨氣中的至少一種。所述的修復(fù)氣體補(bǔ)給裝置為空氣壓縮機(jī)或壓縮氣體鋼瓶。本實(shí)用新型提供的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)以無泡曝氣膜組件為核心元件，可以對(duì)地下水體環(huán)境補(bǔ)充提高生物活性所需的生物促進(jìn)劑，提高污染物的生物降解速率；以無泡方式供給修復(fù)氣體，使修復(fù)氣體的利用率最大化，理論值可達(dá)100% ;由于供氣過程不產(chǎn)生氣泡，因此不會(huì)對(duì)飽水帶和包氣帶中的揮發(fā)性有機(jī)污染物產(chǎn)生氣提作用，使污染發(fā)生遷移；由于供氣過程不產(chǎn)生多余氣體，因此曝氣過程不需要設(shè)置抽提井，也不需要抽提氣體的處理裝置；安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單，操作費(fèi)用低。

圖1為本實(shí)用新型提供的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)使用狀態(tài)示意圖。圖2為本實(shí)用新型提供的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)中無泡曝氣膜組件結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提供的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，本實(shí)用新型提供的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)包括至少一個(gè)無泡曝氣膜組件I和修復(fù)氣體補(bǔ)給裝置2 ;其中無泡曝氣膜組件I設(shè)置在開放井中，其包括多孔組件外殼3、兩個(gè)端蓋4和無泡曝氣中空纖維膜5 ;多孔組件外殼3上形成有多個(gè)開孔6 ;兩個(gè)端蓋4分別安裝在多孔組件外殼3的兩端，并且每個(gè)端蓋4上設(shè)有貫穿管路的接口 ；無泡曝氣中空纖維膜5設(shè)置在多孔組件外殼3的內(nèi)部；修復(fù)氣體補(bǔ)給裝置2通過輸送管路與無泡曝氣膜組件I的一端相連，無泡曝氣膜組件I的另一端則與排氣管路相接。所述的輸送管路上還設(shè)有壓力調(diào)節(jié)裝置7。所述的無泡曝氣中空纖維膜5的材質(zhì)為疏水性聚偏氟乙烯或聚丙烯或聚乙烯材料，中空纖維膜的外徑為0.5-lmm,內(nèi)徑為0.1-0.2mm。所述的多孔組件外殼3的材質(zhì)為聚丙烯，開孔6為直徑5-10mm的圓孔，開孔率為30% -70%。所述的修復(fù)氣體為氧氣、氫氣、甲烷、二氧化碳或氨氣中的至少一種。修復(fù)氣體作用包括提供微生物分解污染物過程所需要的電子給體、電子受體、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、碳源、氮源、PH值調(diào)節(jié)劑。例如為氯代烴的厭氧還原脫氯提供氫氣，為甲基叔丁基醚的生物代謝提供輕質(zhì)烷烴，為石油烴的好氧生物降解提供氧氣，為調(diào)節(jié)地下水PH值提供二氧化碳，為微生物生長(zhǎng)繁殖所需的氮源提供氨氣等。所述的修復(fù)氣體補(bǔ)給裝置2為空氣壓縮機(jī)或壓縮氣體鋼瓶。采用空氣壓縮機(jī)時(shí)需要無泡曝氣膜組件I尾端排放沒有被地下水體溶解的氮?dú)獾取２捎脝我粴怏w時(shí)可以使用壓縮氣體鋼瓶，無泡曝氣膜組件I尾端可作為死端或間歇排空?，F(xiàn)將本實(shí)用新型提供的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)工作原理闡述如下:安裝時(shí)，首先在垂直設(shè)置于地下污染水中的每一個(gè)開放井8中分別安裝一個(gè)無泡曝氣膜組件1，并且使無泡曝氣膜組件I位于污染羽部位，然后將存儲(chǔ)在修復(fù)氣體補(bǔ)給裝置2中的修復(fù)氣體經(jīng)壓力調(diào)節(jié)裝置7調(diào)壓后通過輸送管路輸送給無泡曝氣膜組件1，修復(fù)氣體在無泡曝氣中空纖維膜5的管程內(nèi)部流動(dòng)，壓力低于泡點(diǎn)壓力，其在中空纖維膜表面以溶解擴(kuò)散的方式進(jìn)入地下水環(huán)境，并隨著地下水的流動(dòng)發(fā)生對(duì)流擴(kuò)散，修復(fù)氣體在向地下水中擴(kuò)散的過程中不產(chǎn)生氣泡，被污染的地下水則穿過多孔組件外殼3上的開孔6與無泡曝氣中空纖維膜5殼程直接接觸并完成修復(fù)氣體的傳質(zhì)過程。修復(fù)氣體通過無泡曝氣中空纖維膜5后通過尾管連接到地上，作為死端或排空。另外，可在使用過程中根據(jù)污染羽的深度將無泡曝氣膜組件I串聯(lián)使用，以擴(kuò)大曝氣影響范圍。實(shí)例I某加油站遷移的舊址，包含汽油和柴油的污染羽狀物在松散的粉沙中擴(kuò)散到最深5米，羽狀物延伸到40米長(zhǎng)、20米寬。為了防止污染羽繼續(xù)遷移而污染附近地下水體，因此需要一個(gè)能快速并且有效的解決方案來幫助消除潛在的風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)施過程中本申請(qǐng)人將本地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)中共20套直徑150mm、長(zhǎng)度IOOOmm的無泡曝氣膜組件I分別放入20個(gè)直徑為I米的開放井8中。20套無泡曝氣膜組件I結(jié)合在一起構(gòu)成了污染物擴(kuò)散的屏障，切斷了污染源。向無泡曝氣膜組件I中提供含氧量21%干空氣。在修復(fù)過程中，定期檢測(cè)地下水中溶解氧含量以及BTEX和TPH的含量。在本修復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行一個(gè)月后，監(jiān)測(cè)井中溶解氧含量增加了 1000%;TPH濃度從初始的27mg/L降低到llmg/L。六個(gè)月后，BTEX和TPH的監(jiān)測(cè)結(jié)果均顯示已經(jīng)降低到地下水和沉積物標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全限值以下。本地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)在運(yùn)行一年以后退役。
權(quán)利要求1.一種地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)，其特征在于:所述的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)包括至少一個(gè)無泡曝氣膜組件(I)和修復(fù)氣體補(bǔ)給裝置(2);其中無泡曝氣膜組件(I)設(shè)置在開放井中，其包括多孔組件外殼(3)、兩個(gè)端蓋(4)和無泡曝氣中空纖維膜(5);多孔組件外殼(3)上形成有多個(gè)開孔(6);兩個(gè)端蓋(4)分別安裝在多孔組件外殼(3)的兩端，并且每個(gè)端蓋(4)上設(shè)有貫穿管路的接口 ；無泡曝氣中空纖維膜(5)設(shè)置在多孔組件外殼(3)的內(nèi)部；修復(fù)氣體補(bǔ)給裝置(2)通過輸送管路與無泡曝氣膜組件(I)的一端相連，無泡曝氣膜組件(I)的另一端則與排氣管路相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)，其特征在于:所述的輸送管路上還設(shè)有壓力調(diào)節(jié)裝置(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)，其特征在于:所述的無泡曝氣中空纖維膜(5)外徑為0.5-lmm,內(nèi)徑為0.1-0.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)，其特征在于:所述的多孔組件外殼(3)上的開孔(6)為直徑5-10mm的圓孔，開孔率為30% -70%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)，其特征在于:所述的修復(fù)氣體為氧氣、氫氣、甲烷、二氧化碳或氨氣中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)，其特征在于:所述的修復(fù)氣體補(bǔ)給裝置(2)為空氣壓縮機(jī)或壓縮氣體鋼瓶。
專利摘要一種地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)。其包括至少一個(gè)無泡曝氣膜組件和修復(fù)氣體補(bǔ)給裝置；無泡曝氣膜組件設(shè)置在開放井中，其包括多孔組件外殼、兩個(gè)端蓋和無泡曝氣中空纖維膜。本實(shí)用新型提供的地下水修復(fù)氣體釋放系統(tǒng)以無泡曝氣膜組件為核心元件，可以對(duì)地下水體環(huán)境補(bǔ)充提高生物活性所需的生物促進(jìn)劑，提高污染物的生物降解速率；以無泡方式供給修復(fù)氣體，使修復(fù)氣體的利用率最大化，理論值可達(dá)100％；由于供氣過程不產(chǎn)生氣泡，因此不會(huì)對(duì)飽水帶和包氣帶中的揮發(fā)性有機(jī)污染物產(chǎn)生氣提作用，使污染發(fā)生遷移；由于供氣過程不產(chǎn)生多余氣體，因此曝氣過程不需要設(shè)置抽提井，也不需要抽提氣體的處理裝置；安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單，操作費(fèi)用低。
文檔編號(hào)C02F3/02GK202988848SQ20122072367
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者張景輝, 劉朝輝, 宋震宇, 楊偉, 李野, 王文茜, 邵兆俊, 韓嵩, 西偉力, 王旭東 申請(qǐng)人:天津生態(tài)城環(huán)保有限公司