CN111099755A - 一种地下水修复循环井及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下水修复循环井及其使用方法，属于环保领域，一种地下水修复循环井及其使用方法，包括井室，井室中插设有抽气管，它可以实现地下水的快速修复，除了将曝气、气提、吹脱集成于一体，以在循环井内形成地下水的三维循环流场外，还增设往复运动的托板来向上提升水，加快水循环流动的速度，利用上升时水的阻力打开托板，利用下降时水的阻力关闭托板，这样能让托板把水提升起来，而且又能顺利的下降，达到了辅助水循环流动的目的，此外每个托板与滑柱都采用可拆卸的连接方式，方便维护更换，通过转杆带动斜齿轮之间的啮合，并对螺母进行限制，从而让螺母能带动卡块与卡槽卡接或分离，便于快速拆卸、安装，操作方便、快捷。

Description

一种地下水修复循环井及其使用方法

技术领域

本发明涉及环保领域，更具体地说，涉及一种地下水修复循环井及其使用方法。

背景技术

地下水是人类宝贵的淡水资源，但随着社会工业化进程的不断发展，废水排放、工业废渣、农业灌溉、填埋场泄漏、石化原料的运输管线和储罐的破损等都有可能造成地下水污染，使原本紧张的水资源短缺问题更加严重，而且给人居健康、食品安全、饮用水安全、区域生态环境、经济社会可持续发展甚至社会稳定构成严重威胁与挑战，地下水修复已成为当前备受公众和社会关注的环境问题。地下水修复是指采用抽提、气提、生物修复、渗透反应墙等技术使受污染的地下水恢复到原有水质。

地下水资源是水资源的重要组成部分，当前我国地下水污染时有发生。地下水污染控制与修复工作的开展对地下水资源的可持续利用有着重要意义，目前地下水修复循环井将曝气、气提、吹脱集成于一体，在循环井内形成地下水的三维循环流场，以实现地下水的修复，但是这种让水循环流动的方式速度太慢，修复的时间长，而现有的修复井又没有增设额外的装置来提高水循环流动的速度。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种地下水修复循环井及其使用方法，它可以实现地下水的快速修复，除了将曝气、气提、吹脱集成于一体，以在循环井内形成地下水的三维循环流场外，还增设往复运动的托板来向上提升水，加快水循环流动的速度，利用上升时水的阻力打开托板，利用下降时水的阻力关闭托板，这样能让托板把水提升起来，而且又能顺利的下降，达到了辅助水循环流动的目的，此外每个托板与滑柱都采用可拆卸的连接方式，方便维护更换，通过转杆带动斜齿轮之间的啮合，并对螺母进行限制，从而让螺母能带动卡块与卡槽卡接或分离，便于快速拆卸、安装，操作方便、快捷。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种地下水修复循环井及其使用方法，包括井室，所述井室中插设有抽气管，所述井室的底部安装有曝气管，所述井室中插设有通气管，且通气管的下端与曝气管连接，所述井室的内壁固定连接有固定座，且固定座上安装有水管，所述水管的上端连接有喷头，且水管的下端连接有抽水泵，所述井室的内壁固定连接有竖直设置的固定板，且固定板上滑动连接有滑柱，所述滑柱的两侧侧壁均连接有多个安装块，所述安装块远离滑柱的侧壁开设有安装槽，且安装槽的侧壁转动连接有托板，所述井室的上端内壁安装有驱动电机，且驱动电机的输出端连接有凸轮，所述凸轮上转动连接有第一连杆，且第一连杆远离凸轮的一端与滑柱的上端转动连接，所述井室的下端安装有第一漏筛段，且井室的上端安装有第二漏筛段。

进一步的，所述滑柱的两侧侧壁均开设有安装槽，且安装块插设于安装槽中设置，所述安装块为中空结构，所述安装块内开设有空腔，所述空腔的内壁转动连接有第一斜齿轮，所述第一斜齿轮的侧壁固定连接有转杆，且转杆贯穿空腔的内壁并延伸至安装块外部设置，所述空腔的两侧内壁均转动连接有螺纹杆，且螺纹杆上固定连接有与第一斜齿轮啮合的第二斜齿轮，两个所述螺纹杆的侧壁均螺纹连接有螺母，所述螺母的侧壁固定连接有横向设置的第二连杆，且第二连杆远离螺母的一端固定连接有卡块，所述安装槽的侧壁开设有与卡块卡接的卡槽，利用凸轮的特性带动滑柱上下往复滑动，利用水的阻力使托板下降时关闭、上升时打开，从而将下层的水提升上来，以加快水循环流动的速度。

进一步的，所述空腔远离卡块的内壁开设有滑槽，所述螺母靠近滑槽的侧壁固定连接有第三连杆，且第三连杆远离螺母的一端固定连接有与滑槽滑动连接的滑块，当卡块缩进空腔中后螺母的限制被解除，因此需用滑块、第三连杆和滑槽来进一步限制螺母，使其能够在螺纹杆上随时移动。

进一步的，所述转杆和卡块贯穿空腔的内壁处均嵌设有密封圈，贯穿处都有缝隙，为了防止水从缝隙渗透到空腔中，因此需要用密封圈密封。

进一步的，所述托板的形状为弧形，且托板的材质为合成树脂，弧形的托板在上升时能够对水起到更好的提升效果，而且树脂材料的托板不受水的腐蚀。

进一步的，所述抽气管远离井室的一端连接有真空泵，真空泵将井室内的空气抽出去，以在井室内营造负压的环境。

进一步的，所述通气管远离井室的一端连接有曝气机，曝气机将氧气通过通气管送到曝气管中，使氧气溶解到水中形成气水混合物。

进一步的，所述井室的上端铰接有井盖，且抽气管和通气管均贯穿井盖设置，所述井盖的下端嵌设有密封环，井盖将井室的上端开口封住，密封环起到密封作用。

一种地下水修复循环井的使用方法，包括以下步骤：

S1，真空泵通过抽气管向外抽气，使井室内产生负压，井室外的地下水由第一漏筛段进入到井室内，向曝气管中通入氧气，形成密度较小的气水混合物，该混合物上升；

S2，启动抽水泵，抽水泵将下层的地下水提升到顶部并通过喷头向下喷淋，井内曝气和气体抽提增加气液传质界面，增强气体吹脱效果；

S3，启动驱动电机，驱动电机带动凸轮旋转，凸轮通过第一连杆带动滑柱上下往复运动，从而使托板将下层的水往上提升，提高水循环的速度。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本发明可以实现地下水的快速修复，除了将曝气、气提、吹脱集成于一体，以在循环井内形成地下水的三维循环流场外，还增设往复运动的托板来向上提升水，加快水循环流动的速度，利用上升时水的阻力打开托板，利用下降时水的阻力关闭托板，这样能让托板把水提升起来，而且又能顺利的下降，达到了辅助水循环流动的目的，此外每个托板与滑柱都采用可拆卸的连接方式，方便维护更换，通过转杆带动斜齿轮之间的啮合，并对螺母进行限制，从而让螺母能带动卡块与卡槽卡接或分离，便于快速拆卸、安装，操作方便、快捷。

(2)滑柱的两侧侧壁均开设有安装槽，且安装块插设于安装槽中设置，安装块为中空结构，安装块内开设有空腔，空腔的内壁转动连接有第一斜齿轮，第一斜齿轮的侧壁固定连接有转杆，且转杆贯穿空腔的内壁并延伸至安装块外部设置，空腔的两侧内壁均转动连接有螺纹杆，且螺纹杆上固定连接有与第一斜齿轮啮合的第二斜齿轮，两个螺纹杆的侧壁均螺纹连接有螺母，螺母的侧壁固定连接有横向设置的第二连杆，且第二连杆远离螺母的一端固定连接有卡块，安装槽的侧壁开设有与卡块卡接的卡槽，利用凸轮的特性带动滑柱上下往复滑动，利用水的阻力使托板下降时关闭、上升时打开，从而将下层的水提升上来，以加快水循环流动的速度。

(3)空腔远离卡块的内壁开设有滑槽，螺母靠近滑槽的侧壁固定连接有第三连杆，且第三连杆远离螺母的一端固定连接有与滑槽滑动连接的滑块，当卡块缩进空腔中后螺母的限制被解除，因此需用滑块、第三连杆和滑槽来进一步限制螺母，使其能够在螺纹杆上随时移动。

(4)转杆和卡块贯穿空腔的内壁处均嵌设有密封圈，贯穿处都有缝隙，为了防止水从缝隙渗透到空腔中，因此需要用密封圈密封。

(5)托板的形状为弧形，且托板的材质为合成树脂，弧形的托板在上升时能够对水起到更好的提升效果，而且树脂材料的托板不受水的腐蚀。

(6)抽气管远离井室的一端连接有真空泵，真空泵将井室内的空气抽出去，以在井室内营造负压的环境。

(7)通气管远离井室的一端连接有曝气机，曝气机将氧气通过通气管送到曝气管中，使氧气溶解到水中形成气水混合物。

(8)井室的上端铰接有井盖，且抽气管和通气管均贯穿井盖设置，井盖的下端嵌设有密封环，井盖将井室的上端开口封住，密封环起到密封作用。

附图说明

图1为本发明的第一工作状态结构示意图；

图2为本发明的第二工作状态结构示意图；

图3为本发明的剖视结构示意图；

图4为图3中A处的结构示意图；

图5为本发明的安装块和托板的立体结构示意图。

图中标号说明：

1井室、2抽气管、3曝气管、4通气管、5水管、6固定座、7喷头、8抽水泵、9固定板、10滑柱、11安装块、12安装槽、13托板、14凸轮、15第一连杆、16第一漏筛段、17第二漏筛段、18插槽、19空腔、20第一斜齿轮、21转杆、22螺纹杆、23第二斜齿轮、24螺母、25第二连杆、26卡块、27卡槽、28滑槽、29第三连杆、30滑块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明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发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-5，一种地下水修复循环井及其使用方法，请参阅图1-3，包括井室1，井室1中插设有抽气管2，抽气管2远离井室1的一端连接有真空泵，真空泵将井室1内的空气抽出去，以在井室1内营造负压的环境，井室1的底部安装有曝气管3，井室1中插设有通气管4，且通气管4的下端与曝气管3连接，通气管4远离井室1的一端连接有曝气机，曝气机将氧气通过通气管4送到曝气管3中，使氧气溶解到水中形成气水混合物，井室1的内壁固定连接有固定座6，且固定座6上安装有水管5，水管5的上端连接有喷头7，且水管5的下端连接有抽水泵8，井室1的内壁固定连接有竖直设置的固定板9，且固定板9上滑动连接有滑柱10，滑柱10的两侧侧壁均连接有多个安装块11，安装块11远离滑柱10的侧壁开设有安装槽12，且安装槽12的侧壁转动连接有托板13，请参阅图5，托板13的形状为弧形，且托板13的材质为合成树脂，弧形的托板13在上升时能够对水起到更好的提升效果，而且树脂材料的托板不受水的腐蚀，井室1的上端内壁安装有驱动电机，且驱动电机的输出端连接有凸轮14，凸轮14上转动连接有第一连杆15，且第一连杆15远离凸轮14的一端与滑柱10的上端转动连接，井室1的下端安装有第一漏筛段16，且井室1的上端安装有第二漏筛段17；

请参阅图4，滑柱10的两侧侧壁均开设有安装槽18，且安装块11插设于安装槽18中设置，安装块11为中空结构，安装块11内开设有空腔19，空腔19的内壁转动连接有第一斜齿轮20，第一斜齿轮20的侧壁固定连接有转杆21，转杆21和卡块26贯穿空腔19的内壁处均嵌设有密封圈，贯穿处都有缝隙，为了防止水从缝隙渗透到空腔19中，因此需要用密封圈密封，且转杆21贯穿空腔19的内壁并延伸至安装块11外部设置，空腔19的两侧内壁均转动连接有螺纹杆22，且螺纹杆22上固定连接有与第一斜齿轮20啮合的第二斜齿轮23，两个螺纹杆22的侧壁均螺纹连接有螺母24，空腔19远离卡块26的内壁开设有滑槽28，螺母24靠近滑槽28的侧壁固定连接有第三连杆29，且第三连杆29远离螺母24的一端固定连接有与滑槽28滑动连接的滑块30，当卡块26缩进空腔19中后螺母24的限制被解除，因此需用滑块30、第三连杆29和滑槽28来进一步限制螺母24，使其能够在螺纹杆22上随时移动，螺母24的侧壁固定连接有横向设置的第二连杆25，且第二连杆25远离螺母24的一端固定连接有卡块26，安装槽18的侧壁开设有与卡块26卡接的卡槽27，利用凸轮14的特性带动滑柱10上下往复滑动，利用水的阻力使托板13下降时关闭、上升时打开，从而将下层的水提升上来，以加快水循环流动的速度；

一种地下水修复循环井的使用方法，包括以下步骤：

S1，真空泵通过抽气管2向外抽气，使井室1内产生负压，井室1外的地下水由第一漏筛段16进入到井室1内，向曝气管3中通入氧气，形成密度较小的气水混合物，该混合物上升；

S2，启动抽水泵8，抽水泵8将下层的地下水提升到顶部并通过喷头7向下喷淋，井内曝气和气体抽提增加气液传质界面，增强气体吹脱效果；

S3，启动驱动电机，驱动电机带动凸轮14旋转，凸轮14通过第一连杆15带动滑柱10上下往复运动，从而使托板13将下层的水往上提升，提高水循环的速度。

本发明工作时曝气管将氧气加入水中，井室内曝气增加地下水中溶解氧含量及井内气流强度，同时抬升井内水位，促使井内地下水溢流进入井周围含水层渗流区域，抽水泵安装在井的底部，将地下水提升至井顶部后通过喷头向下喷淋，井内曝气和气体抽提增加气液传质界面，增强气体吹脱效果，同时，抽水泵的抽取促使井周围地下水由井底部进入井内，推动地下水循环，井的顶部安装真空泵，将井内和井周围非饱和带中的气体抽出，产生的负压进一步抬高了井内水位，扩大了水循环的影响半径，通过不断的曝气，最终在井的周围的含水层产生了原地垂直地下水循环流，为了增加水循环流动的速度，启动驱动电机带动凸轮14转动，凸轮14的不断旋转使得第一连杆15带动滑柱10上下往复运动，由于力的作用力与反作用力，当滑柱10向上移动时，托板13受到水的阻力而向外转动打开，从而将水向上抬升，当滑柱10向下移动时，托板13受到水的阻力而向内转动收起，这样滑柱10的往复运动使得托板13来回把水向上提升，加快了水循环流动的速度，提高修复的效率；

拆卸安装块11时转动转杆21，转杆21带动第一斜齿轮20与第二斜齿轮23啮合，由于螺母24通过第三连杆29和滑块30与滑槽28滑动连接，因此螺母24的轴向转动被限制，这样当第二斜齿轮23带动螺纹杆22转动时，螺母24可在螺纹杆22上移动，当螺母24通过第二连杆25带动卡块26与卡槽27分离时，安装块11可从滑柱10拆卸下来，而当卡块26与卡槽27卡接时，安装块11被安装在滑柱10上。

它可以实现地下水的快速修复，除了将曝气、气提、吹脱集成于一体，以在循环井内形成地下水的三维循环流场外，还增设往复运动的托板来向上提升水，加快水循环流动的速度，利用上升时水的阻力打开托板，利用下降时水的阻力关闭托板，这样能让托板把水提升起来，而且又能顺利的下降，达到了辅助水循环流动的目的，此外每个托板与滑柱都采用可拆卸的连接方式，方便维护更换，通过转杆带动斜齿轮之间的啮合，并对螺母进行限制，从而让螺母能带动卡块与卡槽卡接或分离，便于快速拆卸、安装，操作方便、快捷

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种地下水修复循环井，包括井室(1)，其特征在于：所述井室(1)中插设有抽气管(2)，所述井室(1)的底部安装有曝气管(3)，所述井室(1)中插设有通气管(4)，且通气管(4)的下端与曝气管(3)连接，所述井室(1)的内壁固定连接有固定座(6)，且固定座(6)上安装有水管(5)，所述水管(5)的上端连接有喷头(7)，且水管(5)的下端连接有抽水泵(8)，所述井室(1)的内壁固定连接有竖直设置的固定板(9)，且固定板(9)上滑动连接有滑柱(10)，所述滑柱(10)的两侧侧壁均连接有多个安装块(11)，所述安装块(11)远离滑柱(10)的侧壁开设有安装槽(12)，且安装槽(12)的侧壁转动连接有托板(13)，所述井室(1)的上端内壁安装有驱动电机，且驱动电机的输出端连接有凸轮(14)，所述凸轮(14)上转动连接有第一连杆(15)，且第一连杆(15)远离凸轮(14)的一端与滑柱(10)的上端转动连接，所述井室(1)的下端安装有第一漏筛段(16)，且井室(1)的上端安装有第二漏筛段(17)。

2.根据权利要求1所述的一种地下水修复循环井，其特征在于：所述滑柱(10)的两侧侧壁均开设有安装槽(18)，且安装块(11)插设于安装槽(18)中设置，所述安装块(11)为中空结构，所述安装块(11)内开设有空腔(19)，所述空腔(19)的内壁转动连接有第一斜齿轮(20)，所述第一斜齿轮(20)的侧壁固定连接有转杆(21)，且转杆(21)贯穿空腔(19)的内壁并延伸至安装块(11)外部设置，所述空腔(19)的两侧内壁均转动连接有螺纹杆(22)，且螺纹杆(22)上固定连接有与第一斜齿轮(20)啮合的第二斜齿轮(23)，两个所述螺纹杆(22)的侧壁均螺纹连接有螺母(24)，所述螺母(24)的侧壁固定连接有横向设置的第二连杆(25)，且第二连杆(25)远离螺母(24)的一端固定连接有卡块(26)，所述安装槽(18)的侧壁开设有与卡块(26)卡接的卡槽(27)。

3.根据权利要求2所述的一种地下水修复循环井，其特征在于：所述空腔(19)远离卡块(26)的内壁开设有滑槽(28)，所述螺母(24)靠近滑槽(28)的侧壁固定连接有第三连杆(29)，且第三连杆(29)远离螺母(24)的一端固定连接有与滑槽(28)滑动连接的滑块(30)。

4.根据权利要求2所述的一种地下水修复循环井，其特征在于：所述转杆(21)和卡块(26)贯穿空腔(19)的内壁处均嵌设有密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种地下水修复循环井，其特征在于：所述托板(13)的形状为弧形，且托板(13)的材质为合成树脂。

6.根据权利要求1所述的一种地下水修复循环井，其特征在于：所述抽气管(2)远离井室(1)的一端连接有真空泵。

7.根据权利要求1所述的一种地下水修复循环井，其特征在于：所述通气管(4)远离井室(1)的一端连接有曝气机。

8.根据权利要求1所述的一种地下水修复循环井，其特征在于：所述井室(1)的上端铰接有井盖，且抽气管(2)和通气管(4)均贯穿井盖设置，所述井盖的下端嵌设有密封环。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种地下水修复循环井的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，真空泵通过抽气管(2)向外抽气，使井室(1)内产生负压，井室(1)外的地下水由第一漏筛段(16)进入到井室(1)内，向曝气管(3)中通入氧气，形成密度较小的气水混合物，该混合物上升；

S2，启动抽水泵(8)，抽水泵(8)将下层的地下水提升到顶部并通过喷头(7)向下喷淋，井内曝气和气体抽提增加气液传质界面，增强气体吹脱效果；

S3，启动驱动电机，驱动电机带动凸轮(14)旋转，凸轮(14)通过第一连杆(15)带动滑柱(10)上下往复运动，从而使托板(13)将下层的水往上提升，提高水循环的速度。

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