一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统及其方法。涉及地下水修复技术领域。包括进气井装置和监测井装置，进气井装置包括进气井、智能控制箱、营养箱；监测井装置包括监测井；进气井内设有微纳米气泡曝气机；微纳米气泡曝气机一端设有进水口和空气进气口；微纳米气泡曝气机另一端设有出气口；进气井内设有水质量监测模块；若干进气井装置分别设置在水污染区水流的上游和下游；若干监测井装置设置在水污染区内。本发明专利技术通过智能控制箱、水质量监测模块、污水质量监测模块、实现对地下水质量的实时监测，实现对不同污染物的针对性分解处理，提高了对污染物分解效率，同时针对性处理，降低了对原地下水环境的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统及其方法
本专利技术属于地下水修复
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术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。本专利技术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；步骤四：下游智能控制箱内的控制单元通过无线传输模块获取污水质量监测信息,控制单元经过分析后做出判断，再次进行微纳米气泡对地下水原位修复，同时通过下游进气井内设的水质量监测模块获取当前水质量信息，并通过无线传输模块将水质量信息传递给上游智能控制箱；步骤五：上游智能控制箱通过无线传输模块获取污染区水质量信息和下游水质量信息，控制单元经分析后，控制臭氧发生器或氢气发生器通过进气管向微纳米气泡曝气机内输送氧气或氢气，同时微纳米气泡曝气机封闭空气进气口；步骤六：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，若步骤五中打开臭氧发生器，则臭氧促进部分污染物氧化分解，同时臭氧在催化剂作用下氧化分解，为喜氧微生物提供氧气促进污染物的氧化分解，若步骤五中打开氢气发生器，则氢气在催化剂作用下吸收部分地下水中的氧，降低污水中的氧含量，促进厌氧微生物生长繁殖，加速污染物的分解。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过微纳米曝气机产生微纳米气泡，直接分解地下水内的污染物，同时促进微生物的繁殖，提高微生物对污染物的分解效率；2、本专利技术通过智能控制箱、水质量监测模块、污水质量监测模块，实现对地下水质量的实时监测，实现对不同污染物的针对性分解处理，提高了对污染物分解效率，同时降低了对原地下水环境的影响；3、本专利技术通过配合营养箱内设置不同的营养物质，提高污染区内微生物对污染区内污染物的分解速率；4、本专利技术通过上游进气井装置、监测井装置、下游进气井装置间相互传递水质量监测信息，实现对污水重复净化处理，有效避免污水对周围地下水源的污染扩散，同时智能控制箱能够根据水质量监测信息自动调节污水处理方案，提高了效率。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的进气井装置的结构示意图；图2为本专利技术的监测井装置的结构示意图；图3为进气井装置和监测井装置在水污染区的设置示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-进气井装置，2-监测井装置，3-臭氧发生器，4-氢气发生器，5-营养箱，6-进气管，11-进气井，12-智能控制箱，111-微纳米气泡曝气机，112-水质量监测模块，1111-进水口，1112-空气进气口，1113-出气口，51-营养箱控制阀，52-输送管。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统，其特征在于，包括进气井装置(1)和监测井装置(2)；所述进气井装置(1)包括进气井(11)、智能控制箱(12)、营养箱(5)；所述监测井装置(2)包括监测井(21)；所述进气井(11)内设有微纳米气泡曝气机(111)；所述微纳米气泡曝气机(111)一端设有进水口(1111)和空气进气口(1112)；所述微纳米气泡曝气机(111)另一端设有出气口(1113)；所述进气井(11)内设有水质量监测模块(112)；所述智能控制箱(12)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(3)、氢气发生器(4)、营养箱控制阀(51)、水质量监测模块(112)、微纳米气泡曝气机(111)电性连接；所述无线传输模块与设置在监测井(21)内的污水质量监测模块(211)通信连接；所述臭氧发生器(3)、氢气发生器(4)的出口通过进气管(6)与微纳米气泡曝气曝气机(111)连通；所述营养箱(5)上设有的输送管(52)伸入到进气井(11)内的地下水位以下；若干所述进气井装置(1)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(2)设置在水污染区内。...

【技术特征摘要】
1.一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统，其特征在于，包括进气井装置(1)和监测井装置(2)；所述进气井装置(1)包括进气井(11)、智能控制箱(12)、营养箱(5)；所述监测井装置(2)包括监测井(21)；所述进气井(11)内设有微纳米气泡曝气机(111)；所述微纳米气泡曝气机(111)一端设有进水口(1111)和空气进气口(1112)；所述微纳米气泡曝气机(111)另一端设有出气口(1113)；所述进气井(11)内设有水质量监测模块(112)；所述智能控制箱(12)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(3)、氢气发生器(4)、营养箱控制阀(51)、水质量监测模块(112)、微纳米气泡曝气机(111)电性连接；所述无线传输模块与设置在监测井(21)内的污水质量监测模块(211)通信连接；所述臭氧发生器(3)、氢气发生器(4)的出口通过进气管(6)与微纳米气泡曝气曝气机(111)连通；所述营养箱(5)上设有的输送管(52)伸入到进气井(11)内的地下水位以下；若干所述进气井装置(1)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(2)设置在水污染区内。2.根据权利要求1所述的一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统，其特征在于，所述微纳米气泡曝气机(111)、水质量监测模块(112)、污水质量监测模块(211)均位于地下水位以下；所述输送管(52)一端位于进水口(1111)上方。3.根据权利要求1所述的一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统，其特征在于，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(211)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。4.根据权利要求1所述的一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统，其特征在于，所述营养箱(5)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。5.根据权利要求1所述的一种基于微纳米气泡对地下水原位修复系统，其特征在于，所述微纳米气泡曝气机(111)产生的微纳米气泡的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王代飞，张传琦，牛杏杏，明桂林，孙忠伟，秦月琴，
申请(专利权)人：安徽金联地矿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34