包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置與氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置與氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)及方法，該包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置包括泵以及布置在包氣帶內(nèi)的至少一根溶液溶液采集管(8)，所述溶液采集管(8)包括沿軸向布置的導(dǎo)向部(13)和采集部(12)，該采集部(12)具有中空空腔且所述采集部(12)的壁上設(shè)有通孔，所述泵與所述采集部(12)的中空空腔連通。包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)包括與包氣帶內(nèi)的垃圾體(6)緊鄰的第一操作井(1)和包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置，從所述第一操作井(1)的井壁向所述垃圾體(6)方向設(shè)有至少一根布水管(3)。通過對(duì)包氣帶溶液進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)，能夠在不破壞包氣帶結(jié)構(gòu)的情況下，更精確地監(jiān)測(cè)包氣帶內(nèi)的氨氮硝化效果。
【專利說明】包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置與氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污染包氣帶修復(fù)與地下水保護(hù)技術(shù)，更具體涉及一種包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置及方法以及包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]日常生活中的生活垃圾、工業(yè)廢品等固廢(垃圾體)的堆積會(huì)產(chǎn)生大量氨氮，而目前卻未具有解決該問題的技術(shù)，導(dǎo)致氨氮逐漸滲入土壤中，造成土壤污染，同時(shí)對(duì)其周邊地下水造成一定程度的污染威脅。
[0003]在自然地表水體和地下水體中的污染形式主要以硝酸鹽氮為主還包括以游離氨和銨離子形式存在的氮，而受污染水體的氨氮叫水合氨，也稱非離子氨，非離子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而離子氨相對(duì)基本無毒。氨氮可以在一定條件下轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，如果長(zhǎng)期飲用，水中的亞硝酸鹽將和蛋白質(zhì)結(jié)合形成亞硝胺，這是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)，對(duì)人體健康極為不利。
[0004]因此，研究人員針對(duì)上述問題提出很多促進(jìn)地下水氨氮硝化的技術(shù)，然而，在這些技術(shù)中對(duì)包氣帶的氨氮硝化效果的監(jiān)測(cè)卻仍然是一個(gè)大難題。特別是為了更精確地監(jiān)測(cè)包氣帶的氨氮硝化效果，需要在包氣帶原位進(jìn)行包氣帶采樣，因?yàn)椴荒芷茐陌鼩鈳ЫY(jié)構(gòu)，在原位進(jìn)行包氣帶溶液采樣和在線監(jiān)測(cè)的難度相當(dāng)大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能夠在原位進(jìn)行包氣帶溶液采樣和在線監(jiān)測(cè)的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置。
[0006]其中，經(jīng)過發(fā)明人的深入研究發(fā)現(xiàn)，不必破壞包氣帶結(jié)構(gòu)，在原位進(jìn)行包氣帶采樣，而能夠達(dá)到對(duì)包氣帶的氨氮硝化效果進(jìn)行精確監(jiān)測(cè)的目的。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置，其包括泵以及布置在包氣帶內(nèi)的至少一根溶液采集管，所述溶液采集管包括沿軸向布置的導(dǎo)向部和采集部，該采集部具有中空空腔且所述采集部的壁上設(shè)有通孔，所述泵與所述采集部的中空空腔連通。
[0008]優(yōu)選地，所述溶液采集管以所述采集部向下傾斜的方式布置于包氣帶內(nèi)，所述溶液采集管的軸向與水平面之間的夾角為15°至45°。
[0009]本發(fā)明還提供一種包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)方法，其包括如下步驟:
[0010]S1、在包氣帶內(nèi)緊鄰垃圾體的位置挖第一操作井，并從所述第一操作井的井壁向包氣帶中位于垃圾體下方的部分鉆取安裝孔；
[0011]S2、將上述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置中的溶液采集管安裝于所述安裝孔內(nèi)，封閉所述安裝孔與所述溶液采集管之間的間隙；
[0012]S3、采集來自于包氣帶內(nèi)的溶液，并對(duì)采集到的所述溶液進(jìn)行檢測(cè)。
[0013]優(yōu)選地，在步驟S3中，對(duì)包氣帶中的三氮和總氮進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，定期進(jìn)行溶液采集，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；對(duì)包氣帶中的三氮、總有機(jī)碳和總氮進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，定期進(jìn)行溶液采集，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。
[0014]本發(fā)明還提供一種包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)，其包括與包氣帶內(nèi)的垃圾體緊鄰的第一操作井和上述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置，從所述第一操作井的井壁向所述垃圾體方向設(shè)有至少一根布水管，所述布水管延伸至所述垃圾體下方，以濕潤(rùn)所述包氣帶中位于垃圾體下方的部分，所述溶液采集管布置于所述包氣帶中位于垃圾體下方的部分。
[0015]優(yōu)選地，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還包括高位水箱和分水器，所述高位水箱通過所述分水器分別與至少一根所述布水管連通。
[0016]優(yōu)選地，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還包括第二操作井、第三操作井、空氣壓縮機(jī)和真空泵，所述第二操作井和所述第三操作井分別設(shè)于所述垃圾體相對(duì)兩側(cè)，所述第二操作井向所述第三操作井方向設(shè)有至少一根進(jìn)氣管，所述第三操作井向所述第二操作井方向設(shè)有至少一根抽氣管，所述進(jìn)氣管與所述空氣壓縮機(jī)連通，所述抽氣管與所述真空泵連通。
[0017]優(yōu)選地，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還包括多根從地面延伸至所述包氣帶中位于垃圾體下方的部分內(nèi)的氣體收集監(jiān)測(cè)管。
[0018]優(yōu)選地，每根所述氣體收集監(jiān)測(cè)管包括多根不同長(zhǎng)度的氣體收集分管，所述氣體收集分管的下端插入不同的深度。
[0019]優(yōu)選地，每根所述氣體收集監(jiān)測(cè)管的上端均一一對(duì)應(yīng)地設(shè)于位于地面的多個(gè)防護(hù)井樁內(nèi)，所述防護(hù)井樁包括能夠打開和封閉的蓋。
[0020]優(yōu)選地，所述布水管的管壁上、所述進(jìn)氣管的管壁上、所述抽氣管的管壁上、所述氣體收集監(jiān)測(cè)管的管壁上以及所述氣體收集分管的中下段的管壁上均設(shè)有多個(gè)直徑為0.3?0.7臟的通孔。
[0021]優(yōu)選地，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還包括對(duì)包氣帶的氧化還原電位進(jìn)行監(jiān)測(cè)的第一測(cè)定儀器以及對(duì)包氣帶的含水率、溫度和電導(dǎo)率進(jìn)行監(jiān)測(cè)的第二測(cè)定儀器。
[0022]本發(fā)明還提供一種包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法，其包括如下步驟:
[0023]F1、在包氣帶內(nèi)緊鄰垃圾體的位置挖第一操作井，并從所述第一操作井的井壁向包氣帶中位于垃圾體下方的部分鉆取安裝孔，將上述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置中的溶液采集管安裝于所述安裝孔內(nèi)，封閉所述安裝孔與所述溶液采集管之間的間隙；
[0024]F2、向包氣帶中位于垃圾體下方的部分間歇供水；
[0025]F3、采集來自于包氣帶內(nèi)的溶液，并對(duì)采集到的所述溶液進(jìn)行檢測(cè)。
[0026]優(yōu)選地，在步驟F2中，供水頻率為每周一次，每次供水量為100?150L，供水速度為 40 ?50L/h。
[0027]優(yōu)選地，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法還包括如下步驟:
[0028]F4、在包氣帶內(nèi)緊鄰垃圾體的位置挖第二操作井和第三操作井，且使所述第二操作井和所述第三操作井分別設(shè)于所述垃圾體相對(duì)兩側(cè)，從所述第二操作井向所述第三操作井方向布置至少一根進(jìn)氣管，從所述第三操作井向所述第二操作井方向布置至少一根抽氣管，將所述進(jìn)氣管與空氣壓縮機(jī)連通，將所述抽氣管與真空泵連通；
[0029]F5、利用所述空氣壓縮機(jī)和所述真空泵向包氣帶中位于垃圾體下方的部分間歇供氣;
[0030]F6、利用多根從地面延伸至所述包氣帶中位于垃圾體下方的部分內(nèi)的氣體收集監(jiān)測(cè)管原位對(duì)包氣帶氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0031]優(yōu)選地，在步驟F5中，注氣量為4?5m3/h，空氣壓縮機(jī)和真空泵同時(shí)運(yùn)行2?3h然后停止4?5h。
[0032]優(yōu)選地，在供水時(shí)間與供氣時(shí)間重合時(shí)，先供水后供氣。
[0033]優(yōu)選地，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法還包括如下步驟:
[0034]F7、利用第一測(cè)定儀器對(duì)包氣帶的氧化還原電位進(jìn)行監(jiān)測(cè)；
[0035]F8、利用第二測(cè)定儀器對(duì)包氣帶的含水率、溫度和電導(dǎo)率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0036]本發(fā)明的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置通過泵使多根布置于包氣帶內(nèi)的溶液采集管的采集部?jī)?nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，而能夠在原位進(jìn)行包氣帶溶液采樣和在線監(jiān)測(cè)。通過對(duì)包氣帶溶液進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)，能夠在不破壞包氣帶結(jié)構(gòu)的情況下，更精確地監(jiān)測(cè)包氣帶內(nèi)的氨氮硝化效果。并且，根據(jù)對(duì)包氣帶溶液原位監(jiān)測(cè)效果的分析，進(jìn)行布水調(diào)整，而能夠進(jìn)一步增強(qiáng)氨氮硝化效果。
[0037]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0039]圖1是本發(fā)明的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2是沿圖1中的線A-A所截的剖視圖；
[0041]圖3是沿圖1中的線B-B所截的剖視圖；
[0042]圖4是本發(fā)明的溶液采集管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖5是本發(fā)明的氣體收集監(jiān)測(cè)管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖6是一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的包氣帶溶液中氨氮濃度變化的曲線圖；
[0045]圖7是另一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的包氣帶溶液中氨氮濃度變化和硝酸鹽氮濃度變化的曲線圖。
[0046]附圖標(biāo)記說明
[0047]I第一操作井2第二操作井
[0048]3布水管4進(jìn)氣管
[0049]5氣體收集監(jiān)測(cè)管6垃圾體
[0050]7表土覆蓋層8溶液采集管
[0051]9第三操作井10抽氣管
[0052]11氣體收集分管12采集部
[0053]13導(dǎo)向部14安裝孔
[0054]15泥漿管29真空泵
[0055]30空氣壓縮機(jī)

【具體實(shí)施方式】
[0056]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0057]如圖4所示，本發(fā)明提供一種包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置，其包括泵以及布置在包氣帶內(nèi)的至少一根溶液采集管8，溶液采集管8包括沿軸向布置的導(dǎo)向部13和采集部12，該采集部12具有中空空腔且采集部12的壁上設(shè)有通孔，泵(即采樣泵)與采集部12的中空空腔連通。本發(fā)明的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置通過泵使多根布置于包氣帶內(nèi)的溶液采集管8的采集部12內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，而能夠在原位進(jìn)行包氣帶溶液采樣和在線監(jiān)測(cè)。通過對(duì)包氣帶溶液進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)，能夠在不破壞包氣帶結(jié)構(gòu)的情況下，更精確地監(jiān)測(cè)包氣帶內(nèi)的氨氮硝化效果。
[0058]其中，采集部12優(yōu)選為陶瓷多孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向部13優(yōu)選為實(shí)心結(jié)構(gòu)，溶液采集管8優(yōu)選以采集部12向下傾斜的方式布置于包氣帶內(nèi)，溶液采集管8的軸向與水平面之間的夾角為a，其中夾角a可為15°至45°，從而使包氣帶溶液能夠順著導(dǎo)向部13流至采集部12，并被泵所產(chǎn)生的負(fù)壓抽吸出來。進(jìn)一步地，溶液采集管8的軸向與水平面之間的夾角a優(yōu)選為25。。
[0059]另外，本發(fā)明還提供一種包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)方法，其包括如下步驟:
[0060]S1、在包氣帶內(nèi)緊鄰垃圾體6的位置挖第一操作井1，并從第一操作井I的井壁向包氣帶中位于垃圾體6下方的部分鉆取安裝孔14 ；
[0061]S2、將上述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置中的溶液采集管8安裝于安裝孔14內(nèi)，封閉安裝孔14與溶液采集管8之間的間隙；
[0062]S3、采集來自于包氣帶內(nèi)的溶液，并對(duì)采集到的溶液進(jìn)行檢測(cè)。
[0063]垃圾體6的上方覆蓋有表土覆蓋層7。采用上述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)方法對(duì)包氣帶溶液進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)，能夠在不破壞包氣帶結(jié)構(gòu)的情況下，更精確地監(jiān)測(cè)包氣帶內(nèi)的氨氮硝化效果。
[0064]其中，在步驟S2中將溶液采集管8安裝于安裝孔14后，將與泥漿泵連接的泥漿管15插入安裝孔14與溶液采集管8之間的間隙中，開啟泥漿泵向安裝孔14與溶液采集管8之間的間隙內(nèi)注漿而封閉該間隙，封閉完成后抽出泥漿管15。通過封閉安裝孔14與溶液采集管8之間的間隙，而能夠防止包氣帶內(nèi)的空氣被抽入采集部12內(nèi)。
[0065]進(jìn)一步地，在步驟S3中，對(duì)包氣帶中的三氮和總氮進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，定期進(jìn)行溶液采集，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。具體為，針對(duì)包氣帶中的三氮和總氮的檢測(cè)，每周進(jìn)行兩次溶液采集，現(xiàn)場(chǎng)采樣后快速檢測(cè)來判斷硝化反應(yīng)進(jìn)程。對(duì)包氣帶中的三氮、總有機(jī)碳和總氮進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，定期進(jìn)行溶液采集，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。具體為，針對(duì)包氣帶中的三氮、總有機(jī)碳和總氮的檢測(cè)，每周進(jìn)一次行溶液采集，現(xiàn)場(chǎng)取樣后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，并與現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，來確定短程反硝化的效果。
[0066]另外，如圖1至圖3所示，本發(fā)明還提供一種包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)，其包括與包氣帶內(nèi)的垃圾體6緊鄰的第一操作井I和上述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置，從第一操作井I的井壁向垃圾體6方向設(shè)有至少一根布水管3，布水管3延伸至垃圾體6下方，以濕潤(rùn)包氣帶中位于垃圾體6下方的部分，溶液采集管8布置于包氣帶中位于垃圾體6下方的部分。通過布水管3向包氣帶中位于垃圾體6下方的部分供水，而使得垃圾體6下方的包氣帶為濕潤(rùn)狀態(tài)，進(jìn)一步提高了微生物的繁殖速度，更有利于對(duì)氨氮的分解。同時(shí)，采用包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置對(duì)包氣帶溶液進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)，能夠在不破壞包氣帶結(jié)構(gòu)的情況下，更精確地監(jiān)測(cè)包氣帶內(nèi)的氨氮硝化效果。
[0067]其中，包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還包括高位水箱和分水器，高位水箱通過分水器分別與至少一根布水管3連通，從而能夠?qū)Π鼩鈳е形挥诶w6下方的部分進(jìn)行均衡供水，而使得包氣帶中位于垃圾體6下方的部分的濕度均衡。
[0068]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還包括第二操作井2、第三操作井9、設(shè)于第二操作井2內(nèi)的空氣壓縮機(jī)30和設(shè)于第三操作井9內(nèi)的真空泵29。第二操作井2和第三操作井9分別設(shè)于垃圾體6相對(duì)兩側(cè)，第二操作井2向第三操作井9方向設(shè)有至少一根進(jìn)氣管4，第三操作井9向第二操作井2方向設(shè)有至少一根抽氣管10，進(jìn)氣管4與空氣壓縮機(jī)30連通，抽氣管10與真空泵29連通。啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)30和真空泵29，使得進(jìn)氣管4和抽氣管10之間形成了一個(gè)空氣流場(chǎng)，使得該空氣流場(chǎng)中的微生物繁殖速度增加，以提高對(duì)垃圾體6所產(chǎn)生的氨氮的分解能力，從而能夠減少垃圾體6產(chǎn)生的氨氮所造成的環(huán)境污染。
[0069]進(jìn)一步地，如圖5所示，包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還包括多根從地面延伸至包氣帶中位于垃圾體6下方的部分內(nèi)的氣體收集監(jiān)測(cè)管5。每根氣體收集監(jiān)測(cè)管5包括多根不同長(zhǎng)度的氣體收集分管11，氣體收集分管11的下端插入不同的深度。并且，每根氣體收集監(jiān)測(cè)管5的上端均一一對(duì)應(yīng)地設(shè)于位于地面的多個(gè)防護(hù)井樁內(nèi)，防護(hù)井樁包括能夠打開和封閉的蓋。檢測(cè)人員在進(jìn)行氣體采樣時(shí)需先打開防護(hù)井樁的蓋，然后將集氣袋套于氣體收集監(jiān)測(cè)管5的上端進(jìn)行氣體采樣。針對(duì)包氣帶中的02、NO2, N2O, CO2的檢測(cè)，通過氣體收集監(jiān)測(cè)管5每周進(jìn)行兩次氣體采集，現(xiàn)場(chǎng)采樣后快速檢測(cè)，檢測(cè)不同點(diǎn)位、深度的包氣帶氣體濃度變化，判斷通風(fēng)效果及硝化反應(yīng)程度。
[0070]另外，布水管3的管壁上、進(jìn)氣管4的管壁上、抽氣管10的管壁上、氣體收集監(jiān)測(cè)管5的管壁上以及氣體收集分管11的中下段的管壁上均優(yōu)選設(shè)有多個(gè)直徑為0.3?0.7mm的通孔(該多個(gè)通孔的直徑均更優(yōu)選為0.5mm)，以便于管道內(nèi)外的流體流通。
[0071]進(jìn)一步地，包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還優(yōu)選包括對(duì)包氣帶的氧化還原電位進(jìn)行監(jiān)測(cè)的第一測(cè)定儀器以及對(duì)包氣帶的含水率、溫度和電導(dǎo)率進(jìn)行監(jiān)測(cè)的第二測(cè)定儀器。其中，第一測(cè)定儀器優(yōu)選為ORP測(cè)定儀，第二測(cè)定儀器優(yōu)選為水分溫度電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x。并且，作為一種優(yōu)選的本實(shí)施方式，在包氣帶中位于垃圾體6下方的部分按上、中、下三層分別設(shè)置一個(gè)在線監(jiān)測(cè)探頭，這些監(jiān)測(cè)探頭分別與ORP測(cè)定儀、水分溫度電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x連接，每小時(shí)進(jìn)行一次在線監(jiān)測(cè)。
[0072]并且，本發(fā)明還提供一種包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法，其包括如下步驟:
[0073]Fl、在包氣帶內(nèi)緊鄰垃圾體6的位置挖第一操作井1，并從第一操作井I的井壁向包氣帶中位于垃圾體6下方的部分鉆取安裝孔14，將上述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置中的溶液采集管8安裝于安裝孔14內(nèi)，封閉安裝孔14與溶液采集管8之間的間隙；
[0074]F2、向包氣帶中位于垃圾體6下方的部分間歇供水；
[0075]F3、采集來自于包氣帶內(nèi)的溶液，并對(duì)采集到的溶液進(jìn)行檢測(cè)。
[0076]采用上述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法，向包氣帶中位于垃圾體6下方的部分供水，而使得垃圾體6下方的包氣帶為濕潤(rùn)狀態(tài)，進(jìn)一步提高了微生物的繁殖速度，更有利于對(duì)氨氮的分解。同時(shí)，采用包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置對(duì)包氣帶溶液進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)，能夠在不破壞包氣帶結(jié)構(gòu)的情況下，更精確地監(jiān)測(cè)包氣帶內(nèi)的氨氮硝化效果。
[0077]其中，在步驟F2中，供水頻率為每周一次，每次供水量為100?150L (其中，每次供水量?jī)?yōu)選為100L)，供水速度為40?50L/h (其中，供水速度優(yōu)選為50L/h)。
[0078]另外，包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法還包括如下步驟:
[0079]F4、在包氣帶內(nèi)緊鄰垃圾體6的位置挖第二操作井2和第三操作井9，且使第二操作井2和第三操作井9分別設(shè)于垃圾體6相對(duì)兩側(cè)，從第二操作井2向第三操作井9方向布置至少一根進(jìn)氣管4，從第三操作井9向第二操作井2方向布置至少一根抽氣管10，將進(jìn)氣管4與空氣壓縮機(jī)30連通，將抽氣管10與真空泵29連通；
[0080]F5、利用空氣壓縮機(jī)30和真空泵29向包氣帶中位于垃圾體6下方的部分間歇供氣;
[0081]F6、利用多根從地面延伸至包氣帶中位于垃圾體6下方的部分內(nèi)的氣體收集監(jiān)測(cè)管5原位對(duì)包氣帶氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0082]其中，在步驟F5中，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)30和真空泵29，使得進(jìn)氣管4和抽氣管10之間形成了一個(gè)空氣流場(chǎng)，使得該空氣流場(chǎng)中的微生物繁殖速度增加，以提高對(duì)垃圾體6所產(chǎn)生的氨氮的分解能力，從而能夠減少垃圾體6產(chǎn)生的氨氮所造成的環(huán)境污染。具體地，在步驟F5中，注氣量為4?5m3/h，空氣壓縮機(jī)30和真空泵29同時(shí)運(yùn)行2?3h然后停止4?5h。作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在步驟F5中，注氣量?jī)?yōu)選為4m3/h，空氣壓縮機(jī)30和真空泵29同時(shí)運(yùn)行2h然后停止4h。針對(duì)包氣帶中的02、NO2, N2O, CO2的檢測(cè)，通過氣體收集監(jiān)測(cè)管5每周進(jìn)行兩次氣體采集，現(xiàn)場(chǎng)采樣后快速檢測(cè)，檢測(cè)不同點(diǎn)位、深度的包氣帶氣體濃度變化，判斷通風(fēng)效果及硝化反應(yīng)程度。其中需注意的是，在供水時(shí)間與供氣時(shí)間重合時(shí)，優(yōu)選為先供水后供氣。
[0083]另外，在步驟F6中，氣體收集監(jiān)測(cè)管5包括多根不同長(zhǎng)度的氣體收集分管11，氣體收集分管11的下端插入不同的深度，而能夠在原位實(shí)現(xiàn)對(duì)包氣帶氣體的分層監(jiān)測(cè)。
[0084]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法還包括如下步驟:
[0085]F7、利用第一測(cè)定儀器對(duì)包氣帶的氧化還原電位進(jìn)行監(jiān)測(cè)；
[0086]F8、利用第二測(cè)定儀器對(duì)包氣帶的含水率、溫度和電導(dǎo)率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0087]通過第一測(cè)定儀器和第二測(cè)定儀器每小時(shí)進(jìn)行一次在線監(jiān)測(cè)，判斷包氣帶內(nèi)的硝化反應(yīng)程度。
[0088]以下通過具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)本發(fā)明的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)及方法所產(chǎn)生的效果進(jìn)行說明。以其中一個(gè)溶液采集管8的采集數(shù)據(jù)為例，如圖6所示，在經(jīng)過一個(gè)月的原位增強(qiáng)硝化(即人工強(qiáng)化)條件下，包氣帶溶液中氨氮由初始濃度92.3mg/L降低到49.3mg/L，發(fā)生了一定轉(zhuǎn)化，總體上濃度呈下降趨勢(shì)。
[0089]另外，如圖7所示，以另一溶液采集管8的采集數(shù)據(jù)為例，在經(jīng)過一個(gè)月的原位增強(qiáng)硝化(即人工強(qiáng)化)條件下，包氣帶溶液中的氨氮濃度隨時(shí)間逐步降低，由初始濃度72.7mg/L降低到52mg/L,同時(shí)硝酸鹽氮濃度逐步升高，由初始濃度10.4mg/L降低到19.4mg/L,總氮濃度基本上不變。
[0090]上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明氨氮在人工強(qiáng)化條件下，部分被氧化成硝酸鹽。另外，亞硝酸鹽物質(zhì)作為反應(yīng)中間產(chǎn)物，狀態(tài)極不穩(wěn)定，因此其濃度相對(duì)較低，基本上低于檢出限。該現(xiàn)象說明本發(fā)明的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)及方法已經(jīng)初見成效，基本上與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方向一致，即在提高土壤濕度和含氧量的條件下，促進(jìn)氨氮快速轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮。
[0091]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不僅限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種變化和變型，所有等同的技術(shù)方案及簡(jiǎn)單變型也屬于本發(fā)明的范疇，其專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
[0092]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。
[0093]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置包括泵以及布置在包氣帶內(nèi)的至少一根溶液采集管(8)，所述溶液采集管(8)包括沿軸向布置的導(dǎo)向部(13)和采集部(12)，該采集部(12)具有中空空腔且所述采集部(12)的壁上設(shè)有通孔，所述泵與所述采集部(12)的中空空腔連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述溶液采集管(8)以所述采集部(12)向下傾斜的方式布置于包氣帶內(nèi)，所述溶液采集管(8)的軸向與水平面之間的夾角為15°至45°。
3.包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)方法包括如下步驟: 51、在包氣帶內(nèi)緊鄰垃圾體(6)的位置挖第一操作井(I)，并從所述第一操作井(I)的井壁向包氣帶中位于垃圾體(6)下方的部分鉆取安裝孔(14)； 52、將權(quán)利要求1或2所述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置中的溶液采集管(8)安裝于所述安裝孔(14)內(nèi)，封閉所述安裝孔(14)與所述溶液采集管(8)之間的間隙； 53、采集來自于包氣帶內(nèi)的溶液，并對(duì)采集到的所述溶液進(jìn)行檢測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，在步驟S3中，對(duì)包氣帶中的三氮和總氮進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，定期進(jìn)行溶液采集，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；對(duì)包氣帶中的三氮、總有機(jī)碳和總氮進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，定期進(jìn)行溶液采集，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。
5.包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)，其特征在于，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)包括與包氣帶內(nèi)的垃圾體(6)緊鄰的第一操作井(I)和權(quán)利要求1或2所述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置，從所述第一操作井(I)的井壁向所述垃圾體(6)方向設(shè)有至少一根布水管(3)，所述布水管(3)延伸至所述垃圾體(6)下方，以濕潤(rùn)所述包氣帶中位于垃圾體(6)下方的部分，所述溶液采集管(8)布置于所述包氣帶中位于垃圾體(6)下方的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)，其特征在于，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還包括高位水箱和分水器，所述高位水箱通過所述分水器分別與至少一根所述布水管(3)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)，其特征在于，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還包括第二操作井(2)、第三操作井(9)、空氣壓縮機(jī)(30)和真空泵(29)，所述第二操作井(2)和所述第三操作井(9)分別設(shè)于所述垃圾體(6)相對(duì)兩側(cè)，所述第二操作井(2)向所述第三操作井(9)方向設(shè)有至少一根進(jìn)氣管(4)，所述第三操作井(9)向所述第二操作井(2)方向設(shè)有至少一根抽氣管(10)，所述進(jìn)氣管(4)與所述空氣壓縮機(jī)(30)連通，所述抽氣管(10)與所述真空泵(29)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)，其特征在于，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還包括多根從地面延伸至所述包氣帶中位于垃圾體(6)下方的部分內(nèi)的氣體收集監(jiān)測(cè)管(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)，其特征在于，每根所述氣體收集監(jiān)測(cè)管(5)包括多根不同長(zhǎng)度的氣體收集分管(11)，所述氣體收集分管(11)的下端插入不同的深度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)，其特征在于，每根所述氣體收集監(jiān)測(cè)管(5)的上端均一一對(duì)應(yīng)地設(shè)于位于地面的多個(gè)防護(hù)井樁內(nèi)，所述防護(hù)井樁包括能夠打開和封閉的蓋。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)，其特征在于，所述布水管(3)的管壁上、所述進(jìn)氣管(4)的管壁上、所述抽氣管(10)的管壁上、所述氣體收集監(jiān)測(cè)管(5)的管壁上以及所述氣體收集分管(11)的中下段的管壁上均設(shè)有多個(gè)直徑為0.3?0.7mm的通孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)，其特征在于，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化系統(tǒng)還包括對(duì)包氣帶的氧化還原電位進(jìn)行監(jiān)測(cè)的第一測(cè)定儀器及對(duì)包氣帶的含水率、溫度和電導(dǎo)率進(jìn)行監(jiān)測(cè)的第二測(cè)定儀器。
13.包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法，其特征在于，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法包括如下步驟: F1、在包氣帶內(nèi)緊鄰垃圾體(6)的位置挖第一操作井(I)，并從所述第一操作井(I)的井壁向包氣帶中位于垃圾體(6)下方的部分鉆取安裝孔(14)，將權(quán)利要求1或2所述的包氣帶原位溶液監(jiān)測(cè)裝置中的溶液采集管(8)安裝于所述安裝孔(14)內(nèi)，封閉所述安裝孔(14)與所述溶液采集管(8)之間的間隙； F2、向包氣帶中位于垃圾體(6)下方的部分間歇供水； F3、采集來自于包氣帶內(nèi)的溶液，并對(duì)采集到的所述溶液進(jìn)行檢測(cè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法，其特征在于，在步驟F2中，供水頻率為每周一次，每次供水量為100?150L，供水速度為40?50L/h。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法，其特征在于，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法還包括如下步驟: F4、在包氣帶內(nèi)緊鄰垃圾體￠)的位置挖第二操作井(2)和第三操作井(9)，且使所述第二操作井(2)和所述第三操作井(9)分別設(shè)于所述垃圾體(6)相對(duì)兩側(cè)，從所述第二操作井(2)向所述第三操作井(9)方向布置至少一根進(jìn)氣管(4)，從所述第三操作井(9)向所述第二操作井(2)方向布置至少一根抽氣管(10)，將所述進(jìn)氣管(4)與空氣壓縮機(jī)(30)連通，將所述抽氣管(10)與真空泵(29)連通； F5、利用所述空氣壓縮機(jī)(30)和所述真空泵(29)向包氣帶中位于垃圾體(6)下方的部分間歇供氣； F6、利用多根從地面延伸至所述包氣帶中位于垃圾體(6)下方的部分內(nèi)的氣體收集監(jiān)測(cè)管(5)原位對(duì)包氣帶氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法，其特征在于，在步驟F5中，注氣量為4?5m3/h，空氣壓縮機(jī)(30)和真空泵(29)同時(shí)運(yùn)行2?3h然后停止4?5h。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法，其特征在于，在供水時(shí)間與供氣時(shí)間重合時(shí)，先供水后供氣。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法，其特征在于，所述包氣帶原位氨氮增強(qiáng)硝化方法還包括如下步驟: F7、利用第一測(cè)定儀器對(duì)包氣帶的氧化還原電位進(jìn)行監(jiān)測(cè)； F8、利用第二測(cè)定儀器對(duì)包氣帶的含水率、溫度和電導(dǎo)率進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
【文檔編號(hào)】C02F3/02GK104360036SQ201410635529
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】沈來新, 劉培斌, 石建杰, 付云升, 王雷, 夏廣卿, 王惠萍, 姜思華, 李鳳翀, 王春明, 吳瓊, 丁峰 申請(qǐng)人:北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院