一种原位水处理系统
技术领域
本实用新型涉及水处理设备领域，特别涉及一种原位水处理系统。
背景技术
抽出处理是地下水和土壤修复的传统技术。污染的地下水被抽到地面，进行处理并且重新注入地下，或者排放到地表水或污水处理厂中。可以用重新注入的方法激发原位生物修复，因为在处理后的地下水被重新注入回去之前可以富含氧气和营养。
抽出处理技术(pump&treat，简称P&T)即捕捉地下的污染羽水体并将其抽出地面，采用各种处理技术将水净化后使用或重新输入地下。早期的地下水修复主要采用抽出-处理法，然而采用P&T处理系统，P&T处理系统的污水处理主要在地面进行，需要的设备多，占地空间大；
此外，目前还有一些是以单个抽提井为一个处理单位，虽然占地面积小，但是处理的污染物质种类有限且处理的范围受到限制，还需要配置较多的材料及设备。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种组合式的原位水处理系统，该系统共用一个曝气系统，修复范围大且能对多种污染物质进行修复，主要解决异位地下水水处理设备占地面积过大、原位修复多是以一口抽提井为一个原位修复系统，修复面积有限，修复物质单一的问题。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种原位水处理系统，包括注气井、气相抽提井、气相抽提装置和曝气装置，气相抽提井为多个，多个气相抽提井设置于注气井的外周，每个气相抽提井内均设置有MBR膜组件，曝气装置与注气井以及MBR膜组件相配合，配置为对注气井以及MBR膜组件进行曝气，气相抽提设备与气相抽提井配合，配置为对气相抽提井内经MBR膜组件处理后的气体进行抽提。
由此，MBR膜组件是通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物，然后采用MBR膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离，达到净化水体的作用；土壤气相抽提的基本原理是利用真空泵抽提产生负压，空气流经污染区域时，解吸并夹带土壤孔隙中的挥发性和半挥发性有机污染物，由气流将其带走，经抽提井收集后最终处理，达到净化包气带土壤的目的。
本实用新型的原位水处理系统的注气井以及MBR膜组件共用一个曝气系统，修复范围大且能对多种污染物质进行修复，主要解决异位地下水水处理设备占地面积过大、原位修复多是以一口抽提井为一个原位修复系统，修复面积有限，修复物质单一的问题。
本实用新型将MBR膜组件与气相抽提井结合，使得污水处理能够在地下水井中进行，在MBR膜组件与气相抽提井的共同作用下可以充分的把周围污染土壤及水中的化合物驱赶出来，比P&T系统中节省了地面污水处理设施以及地下水抽提设施，大大简化了整体结构，而且由于MBR膜组件的高效性能，整个处理过程中基本无污泥产生，大大减少了污泥处置的费用。
本实用新型的组合式原位水处理系统对挥发性化合物的处理效果达到95％以上；各项污染物的去除率能达到90％以上；处理过程中基本无污泥产生、大大减少了污泥处置费用；MBR膜组件的主要成本在运行过程中的曝气，此组合式原位水处理系统中因在注气过程中的大量水溶气的注气，使得在MBR膜组件的运行过程中需要的曝气量大量减少，减少了MBR膜组件运行过程中的能耗问题，从而使运行成本降低，且在注气井中的吸附装置也可以大量减少。
在一些实施方式中，曝气装置包括曝气总管、第一曝气管支管和第二曝气管支管，第一曝气管支管的一端连接注气井，另一端连通曝气总管，第二曝气管支管的一端连接MBR膜组件，另一端连通曝气总管。由此，通过第一曝气管支管在注气井中通过加压曝气将溶解在地下水中的挥发性化合物，吸附在土壤颗粒表面上的化合物，以及阻塞在土壤空隙中的化合物驱赶出来。通过第二曝气管支管既能满足MBR膜组件的生物需氧量，又使MBR膜组件的膜丝不断抖动，防止活性污泥附着在MBR膜的表面造成污染，进而保证MBR膜组件能够长期连续稳定的运行，大大延长MBR膜组件的使用寿命。
在一些实施方式中，气相抽提装置包括气相抽提总管、真空泵和气相抽提管支管，真空泵与气相抽提总管连接，气相抽提管支管的一端连通气相抽提总管，另一端连接气相抽提井。由此，土壤气相抽提的基本原理是利用真空泵抽提产生负压，空气流经污染区域时，解吸并夹带土壤孔隙中的挥发性和半挥发性有机污染物，由气流将其带走，经抽提井收集后最终处理，达到净化包气带土壤的目的。
在一些实施方式中，每个气相抽提井内均设置有多个MBR膜组件。由此，可以大大提高污水处理效率。
在一些实施方式中，每个MBR膜组件均包括MBR膜和MBR膜循环泵，MBR膜循环泵和MBR膜均设置于气相抽提井的壳体，MBR膜循环泵与MBR膜配合。由此，在MBR膜的下方要进行一定量的曝气，这样，既满足生物需氧量，又使膜丝不断抖动，防止活性污泥附着在膜的表面造成污染，进而保证MBR膜能够长期连续稳定的运行。
在一些实施方式中，注气井内设有加热管。
在一些实施方式中，注气井内设有加药管。由此，在注气井处增加了加温及加药系统，可以使污染物质在地下进行反应，对MBR膜组件的处理带来有益的辅助作用，再通过气相抽提抽出。
在一些实施方式中，注气井内设置有浮杂吸附装置。由此，本实用新型的浮杂吸附装置可以为活性炭纳米纤维，浮杂吸附装置的作用是去除大多数有机污染物和某些无机物。
本实用新型的有益效果：
本实用新型将MBR膜组件与气相抽提井结合，使得污水处理能够在地下水井中进行，在MBR膜组件与气相抽提井的共同作用下可以充分的把周围污染土壤及水中的化合物驱赶出来，比P&T系统中节省了地面污水处理设施以及地下水抽提设施，大大简化了整体结构，而且由于MBR膜组件的高效性能，整个处理过程中基本无污泥产生，大大减少了污泥处置的费用。
本实用新型的组合式原位水处理系统对挥发性化合物的处理效果达到95％以上；各项污染物的去除率能达到90％以上；处理过程中基本无污泥产生、大大减少了污泥处置费用；MBR膜组件的主要成本在运行过程中的曝气，此组合式原位水处理系统中因在注气过程中的大量水溶气的注气，使得在MBR膜组件的运行过程中需要的曝气量大量减少，减少了MBR膜组件运行过程中的能耗问题，从而使运行成本降低，且在注气井中的吸附装置也可以大量减少。
本实用新型的原位水处理系统共用一个曝气系统，修复范围大且能对多种污染物质进行修复，主要解决异位地下水水处理设备占地面积过大、原位修复多是以一口抽提井为一个原位修复系统，修复面积有限，修复物质单一的问题。
附图说明
图1为本实用新型一实施方式的原位水处理系统的结构示意图；
图2为图1所示的原位水处理系统的注气井的结构示意图；
图3为图1所示的原位水处理系统的气相抽提井的结构示意图。
图1～3中的附图标记：1-注气井；2-气相抽提井；3-气相抽提装置；4-曝气装置；5-MBR膜组件；6-加热管；7-加药管；8-浮杂吸附装置；31-气相抽提总管；32-气相抽提管支管；41-曝气总管；42-第一曝气管支管；43-第二曝气管支管；51-MBR膜；52-MBR膜循环泵。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
图1～3示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的原位水处理系统。
如图1～3所示，该原位水处理系统包括注气井1、气相抽提井2、气相抽提装置3和曝气装置4。气相抽提井2为多个，多个气相抽提井2设置于注气井1的外周。每个气相抽提井2内均设置有MBR膜组件5。曝气装置4与注气井1以及MBR膜组件5相配合，配置为对注气井1以及MBR膜组件5进行曝气。气相抽提设备与气相抽提井2配合，配置为对气相抽提井2内经MBR膜组件5处理后的气体进行抽提。
MBR膜组件5的作用是通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物，然后采用MBR膜51将净化后的水和活性污泥进行固液分离，达到净化水体的作用；MBR膜组件5的工作原理为：废水与活性污泥被膜隔开来，废水在膜内流动，而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动，废水与微生物不直接接触，有机污染物可以选择性透过膜被另一侧的微生物降解。
土壤气相抽提的基本原理是利用真空泵抽提产生负压，空气流经污染区域时，解吸并夹带土壤孔隙中的挥发性和半挥发性有机污染物，由气流将其带走，经抽提井收集后最终处理，达到净化包气带土壤的目的。
本实施方式的曝气装置4包括曝气总管41、第一曝气管支管42和第二曝气管支管43。第一曝气管支管42的一端连接注气井1，另一端连通曝气总管41。第二曝气管支管43的一端连接气相抽提井2内的MBR膜组件5，另一端连通曝气总管41。本实施方式的第一曝气管支管42的数量与注气井1的数量相同，第二曝气管支管43的数量与气相抽提井2的数量相同。由此，通过第一曝气管支管42在注气井1中通过加压曝气将溶解在地下水中的挥发性化合物，吸附在土壤颗粒表面上的化合物，以及阻塞在土壤空隙中的化合物驱赶出来。通过第二曝气管支管43既能满足MBR膜组件5的生物需氧量，又使MBR膜组件5的膜丝不断抖动，防止活性污泥附着在MBR膜51的表面造成污染，进而保证MBR膜组件5能够长期连续稳定的运行，大大延长MBR膜组件5的使用寿命。
本实施方式的连接MBR膜组件5的曝气管路(即第二曝气管支管43)可以通过电磁阀门+PLC控制系统的控制方式，进而可以根据不同气相抽提井2内污染物的浓度对各曝气管路的曝气气量进行相应的控制，达到精准曝气的效果。
本实施方式的气相抽提装置3包括气相抽提总管31、真空泵和气相抽提管支管32。真空泵与气相抽提总管31连接。气相抽提管支管32的一端连通气相抽提总管31，另一端连接气相抽提井2。本实施方式的气相抽提管支管32的数量与气相抽提井2的数量相同。由此，土壤气相抽提的基本原理是利用真空泵抽提产生负压，空气流经污染区域时，解吸并夹带土壤孔隙中的挥发性和半挥发性有机污染物，由气流将其带走，经抽提井收集后最终处理，达到净化包气带土壤的目的。
如图1所示，每个气相抽提井2内均设置有多个MBR膜组件5。由此，可以大大提高污水处理效率。如图3所示，每个MBR膜组件5均包括MBR膜51和MBR膜循环泵52。MBR膜循环泵52和MBR膜51均设置于气相抽提井2的壳体，MBR膜循环泵52设置于MBR膜51的上方且与MBR膜51配合。第二曝气管支管43的一端与曝气总管41连通，另一端伸入到MBR膜51的下方。由此，可以在MBR膜51的下方进行一定量的曝气，这样，既满足生物需氧量，又使膜丝不断抖动，防止活性污泥附着在膜的表面造成污染，进而保证MBR膜51能够长期连续稳定的运行。
本实施方式的注气井1内设有加热管6和加药管7，通过加热管6可以实现升温的作用，加快反应。通过加药管7可以增加一些与污染物进行反应的药物。由此，在注气井1处增加了加温及加药系统，可以使污染物质在地下进行反应，对MBR膜组件5的处理带来有益的辅助作用，再通过气相抽提抽出。
如图2所示，本实施方式的注气井1内设置有浮杂吸附装置8，浮杂吸附装置8设置于注气井1的中上部位置。由此，本实用新型的浮杂吸附装置8可以为活性炭纳米纤维，浮杂吸附装置8的作用是去除大多数有机污染物和某些无机物。
本实用新型的组合式原位水处理系统的具体操作过程：
以一个注气井1为中心，于注气井1的周围设置3～6处气相抽提井2，同时在每处气相抽提井2内均设置MBR膜组件5，气相抽提井2与MBR膜组件5的共同作用可以充分的把周围污染土壤及水中的化合物驱赶出来；MBR组件处的曝气也可以带动气相抽提井2周围挥发性化合物的处理；同时在注气井1处增加了加温及加药系统，可以使污染物质在地下进行反应，对MBR膜51的处理带来有益的辅助作用，再通过气相抽提抽出；水处理过程中产生的废气不需单独处理，通过气相抽提系统进行抽出，可直接在气相处理系统内直接处理减少了尾气处理的成本。
本实用新型将MBR膜组件5与气相抽提井2结合，使得污水处理能够在地下水井中进行，在MBR膜组件5与气相抽提井2的共同作用下可以充分的把周围污染土壤及水中的化合物驱赶出来，比P&T系统中节省了地面污水处理设施以及地下水抽提设施，大大简化了整体结构，而且由于MBR膜组件5的高效性能，整个处理过程中基本无污泥产生，大大减少了污泥处置的费用。
本实用新型的组合式原位水处理系统对挥发性化合物的处理效果达到95％以上；各项污染物的去除率能达到90％以上；处理过程中基本无污泥产生、大大减少了污泥处置费用；MBR膜组件5的主要成本在运行过程中的曝气，此组合式原位水处理系统中因在注气过程中的大量水溶气的注气，使得在MBR膜组件5的运行过程中需要的曝气量大量减少，减少了MBR膜组件5运行过程中的能耗问题，从而使运行成本降低，且在注气井1中的吸附装置也可以大量减少。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
