本發明屬于地下水修復，具體來說，涉及一種具有清堵功能的可滲透反應墻系統及其運行方法。

背景技術：

1、在可滲透反應墻運行中，填充材料的堵塞會極大地影響其水力性能，導致可滲透反應墻處理效果和壽命降低。可滲透反應墻所依賴的活性材料深埋地下，如果活性材料喪失活性，為了改善可滲透反應墻凈化性能和使用壽命，目前通常采取大開挖方式進行更換，重新安裝反應墻系統，施工操作復雜、成本較高，處理方式粗放、浪費資源，還易導致二次污染，無法滿足實際應用需求。此外，在可滲透反應墻運行過程中，地下水中污染物的綠色持久去除離不開微生物活性降解作用，但可滲透反應墻內通常存在營養物質供給不到位或降解菌數量缺乏等實際問題，抑制了可滲透反應墻中的生物降解性能，制約了可滲透反應墻技術的推廣和使用。

技術實現思路

1、本發明要解決的技術問題是：提供一種具有清堵功能的可滲透反應墻系統及其運行方法，可高效保障可滲透反應墻系統的凈化性能，施工操作簡便。

2、為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

3、第一方面，本發明提供一種具有清堵功能的可滲透反應墻系統，包括可滲透反應墻體、插拔裝置和清堵裝置，插拔裝置和清堵裝置安裝在可滲透反應墻體的上方；所述可滲透反應墻體包括頂端開口的箱體，箱體內設有若干滲透反應組；每個滲透反應組包括若干依次連通的滲透單元，所述滲透單元包括柱筒，柱筒內設有滲透組件；所述滲透組件包括上下開口的網柱，網柱底端開口處設有可開合的底板，網柱內填充有活性材料；所述柱筒與箱體固定連接，網柱外壁與柱筒內壁間隙配合；箱體的開口處設有可開閉的蓋板；所述插拔裝置用于將滲透組件從柱筒內拔出以及將滲透組件插入柱筒內；所述清堵裝置用于清理網柱表面以及活性材料之間的堵塞物。

4、作為本發明的進一步改進，所述清堵裝置包括環形機架、刮刀組件、解堵劑噴射組件、振動組件和菌液噴射組件，所述刮刀組件、解堵劑噴射組件、振動組件和菌液噴射組件均安裝在環形機架上；

5、所述刮刀組件包括第一環形支架和若干第一弧形支桿，第一環形支架通過第一旋轉機構同心安裝在環形機架上，第一弧形支桿通過第一伸縮機構安裝在第一環形支架上；所述第一旋轉機構用于驅動第一環形支架自轉，第一伸縮機構用于驅動第一弧形支桿向靠近或遠離第一環形支架圓心方向移動；所有第一弧形支桿在第一伸縮機構驅動下可拼接形成與第一環形支架同心且位于第一環形支架內的圓環；第一弧形支桿遠離第一環形支架的一側設有螺旋形刀片；

6、所述解堵劑噴射組件包括第二環形支架和若干第一弧形支管，第二環形支架通過第二旋轉機構同心安裝在環形機架上，第一弧形支管通過第二伸縮機構安裝在第二環形支架上；所述第二旋轉機構用于驅動第二環形支架自轉，第二伸縮機構用于驅動第一弧形支管向靠近或遠離第二環形支架圓心方向移動；所有第一弧形支管在第二伸縮機構驅動下可拼接形成與第二環形支架同心且位于第二環形支架內的圓環；第一弧形支管遠離第二環形支架的一側設有若干第一噴射頭；

7、所述振動組件包括第一環形支板和若干第一弧形支板，第一環形支板通過振動件安裝在環形機架上，第一弧形支板通過第三伸縮機構安裝在第一環形支板上；所述振動件用于驅動第一環形支板振動，第三伸縮機構用于驅動第一弧形支板向靠近或遠離第一環形支板圓心方向移動；

8、所述菌液噴射組件包括第三環形支架和若干第二弧形支管，第三環形支架通過第三旋轉機構同心安裝在環形機架上，第二弧形支管通過第四伸縮機構安裝在第三環形支架上；所述第三旋轉機構用于驅動第三環形支架自轉，第四伸縮機構用于驅動第二弧形支管向靠近或遠離第三環形支架圓心方向移動；所有第二弧形支管在第四伸縮機構驅動下可拼接形成與第三環形支架同心且位于第三環形支架內的圓環；第二弧形支管遠離第三環形支架的一側設有若干第二噴射頭。

9、作為本發明的進一步改進，還包括更換裝置，所述更換裝置用于更換網柱內的活性材料；所述更換裝置包括更換架、上伸縮架、下伸縮架和機械手，上伸縮架、下伸縮架和機械手均安裝在更換架上；所述下伸縮架上設有頂端開口的回收袋；所述上伸縮架上設有出料筒，出料筒的底端設有用于開閉出料筒底端開口的伸縮板；所述機械手用于打開以及蓋合網柱底端的底板。

10、作為本發明的進一步改進，所述蓋板包括板框和若干板體單元，板體單元與板框鉸接；所述板體單元上表面設有集污兜；板體單元與板框相鉸接的側邊設有導水槽，其余側邊設有阻水堰；板框與板體單元的連接處設有儲水腔，儲水腔與導水槽相通。

11、作為本發明的進一步改進，所述板體單元的數量與滲透單元的數量一致，且板體單元與滲透單元一一對應設置。

12、作為本發明的進一步改進，所述箱體內沿地下水流動方向依次布設有進水區、滲透區和出水區，若干滲透反應組位于滲透區中；滲透反應組的兩端分別與進水區和出水區連通；所述進水區和出水區均填充有石英砂。

13、作為本發明的進一步改進，所述柱筒和網柱均為圓柱狀，相鄰兩個滲透單元之間通過緩沖層連通。

14、第二方面，本發明還提供一種第一方面提供的可滲透反應墻系統的運行方法，包括以下步驟：

15、步驟10，確定待清堵的滲透單元和待更換的滲透單元；

16、具體的，根據滲透單元進出口的地下水流速，計算得到滲透單元的滲透系數；如果滲透單元的滲透系數低于周邊場地含水層介質的滲透系數，則將該滲透單元確定為待清堵的滲透單元；如果同一滲透反應組中，所有滲透單元的滲透系數均不低于周邊場地含水層介質的滲透系數，且滲透反應組的出口污染物濃度高于風險管控目標值，則將該滲透反應組中所有滲透單元確定為待更換的滲透單元；

17、步驟20，利用插拔裝置和清堵裝置對所有待清堵的滲透單元逐個進行處理；

18、步驟30，利用插拔裝置、清堵裝置和更換裝置對所有待更換的滲透單元逐個進行處理。

19、作為本發明的進一步改進，所述步驟20中，利用插拔裝置和清堵裝置對單個待清堵的滲透單元進行處理，具體包括：

20、步驟201，將插拔裝置和清堵裝置移動到滲透單元的上方，打開位于滲透單元上方的板體單元，利用插拔裝置將滲透單元的滲透組件從柱筒中提出，再將板體單元蓋合；

21、步驟202，清堵裝置的所有第一伸縮機構驅動所有第一弧形支桿向靠近第一環形支架圓心方向移動，直至螺旋形刀片抵接網柱的頂端外周；第一旋轉機構驅動第一環形支架帶動第一弧形支桿轉動，同時，清堵裝置沿網柱自上向下移動，螺旋形刀片接觸網柱表面，將網柱表面的堵塞物刮除；當清堵裝置移動到網柱底端時，所有第一伸縮機構驅動所有第一弧形支桿向遠離第一環形支架圓心方向移動；

22、步驟203，清堵裝置沿網柱自下向上移動，直至清堵裝置移動到網柱頂端；所有第三伸縮機構驅動所有第一弧形支板向靠近第一環形支板的圓心移動，直至所有第一弧形支板抵接在網柱的頂端外周；所有振動件驅動第一環形支板帶動第一弧形支板振動，繼而網柱振動，同時，清堵裝置沿網柱自上向下移動；在振動作用下，網柱表面的堵塞物脫落，最終落入下方板體單元的集污兜中；當清堵裝置移動到網柱底端時，關閉振動件，所有第三伸縮機構驅動所有第一弧形支板向遠離第一環形支板圓心方向移動；

23、步驟204，所有第二伸縮機構驅動所有第一弧形支管向靠近第二環形支架圓心方向移動，直至所有第一噴射頭抵接網柱的底端外周；第二旋轉機構驅動第二環形支架帶動第一弧形支管轉動，同時，清堵裝置沿網柱自下向上移動，第一弧形支管上的第一噴射頭向網柱內部噴射解堵劑，解堵劑滲入活性材料中，溶解活性材料之間的堵塞物；當清堵裝置移動到網柱頂端時，所有第二伸縮機構驅動所有第一弧形支管向遠離第二環形支架圓心方向移動；

24、步驟205，所有第三伸縮機構驅動所有第一弧形支板向靠近第一環形支板圓心方向移動，直至所有第一弧形支板抵接網柱的頂端外周；所有振動件驅動第一環形支板帶動第一弧形支板振動，繼而網柱振動，同時，清堵裝置沿網柱自上向下移動；在振動作用下，活性材料之間的堵塞物脫落，最終落入下方板體單元的集污兜中；解堵劑廢液通過導水槽流入儲水腔中；當清堵裝置移動到網柱底端時，關閉振動件；所有第三伸縮機構驅動所有第一弧形支板向遠離第一環形支板圓心方向移動；

25、步驟206，所有第四伸縮機構驅動所有第二弧形支管向靠近第三環形支架圓心方向移動，直至所有第二噴射頭抵接網柱的底端外周；第三旋轉機構驅動第三環形支架帶動第二弧形支管轉動，同時，清堵裝置沿網柱自下向上移動，第二弧形支管上的第二噴射頭向網柱內部噴射菌液，菌液滲入活性材料中；當清堵裝置移動到網柱頂端時，所有第四伸縮機構驅動所有第二弧形支管向遠離第三環形支架圓心方向移動；清堵裝置繼續向上移動，直至位于網柱的上方；

26、步驟207，打開位于滲透單元上方的板體單元，利用插拔裝置將滲透組件放入柱筒中，再將板體單元蓋合。

27、作為本發明的進一步改進，所述步驟30中，利用插拔裝置、清堵裝置和更換裝置對單個待更換的滲透單元進行處理，具體包括：

28、步驟301，將插拔裝置和清堵裝置移動到滲透單元的上方，打開位于滲透單元上方的板體單元，利用插拔裝置將滲透單元的滲透組件從柱筒中提出，再將板體單元蓋合；

29、步驟302，清堵裝置的所有第一伸縮機構驅動所有第一弧形支桿向靠近第一環形支架圓心方向移動，直至螺旋形刀片抵接網柱的頂端外周；第一旋轉機構驅動第一環形支架帶動第一弧形支桿轉動，同時，清堵裝置沿網柱自上向下移動，螺旋形刀片接觸網柱表面，將網柱表面的堵塞物刮除，網柱表面的堵塞物落在下方板體單元的集污兜中；當清堵裝置移動到網柱底端時，所有第一伸縮機構驅動所有第一弧形支桿向遠離第一環形支架圓心方向移動；

30、步驟303，清堵裝置沿網柱自下向上移動，直至清堵裝置移動到網柱頂端；所有第三伸縮機構驅動所有第一弧形支板向靠近第一環形支板圓心方向移動，直至第一弧形支板抵接網柱的頂端外周；所有振動件驅動第一環形支板帶動第一弧形支板振動，繼而網柱振動，同時，清堵裝置沿網柱自上向下移動；在振動作用下，網柱表面的堵塞物脫落，最終落入下方板體單元的集污兜中；當清堵裝置移動到網柱底端時，關閉振動件；所有第三伸縮機構驅動所有第一弧形支板向遠離第一環形支板圓心方向移動；清堵裝置移動到遠離網柱的位置；

31、步驟304，將更換裝置移動到網柱附近，下伸縮架伸出，使得回收袋位于網柱的正下方，利用機械手將網柱底端的底板打開，網柱內的活性材料掉落到回收袋內；再利用機械手將網柱底端的底板蓋合；上伸縮架伸出，使得出料筒位于網柱的正上方，收縮出料筒底端的伸縮板，出料筒內新的活性材料落入網柱內，直至網柱內填滿活性材料，伸出出料筒底端的伸縮板；將更換裝置移動到遠離網柱的位置；

32、步驟305，將清堵裝置移動到網柱的底端，所有第四伸縮機構驅動所有第二弧形支管向靠近第三環形支架圓心方向移動，直至所有第二噴射頭抵接網柱的底端外周；第三旋轉機構驅動第三環形支架帶動第二弧形支管轉動，同時，清堵裝置沿網柱自下向上移動，第二弧形支管上的第二噴射頭向網柱內部噴射菌液，菌液滲入活性材料中；當清堵裝置移動到網柱頂端時，所有第四伸縮機構驅動所有第二弧形支管向遠離第三環形支架圓心方向移動；清堵裝置繼續向上移動，直至位于網柱的上方；

33、步驟306，打開位于滲透單元上方的板體單元，利用插拔裝置將滲透組件放入柱筒中，再將板體單元蓋合。

34、與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下有益效果：

35、本發明提供的具有清堵功能的可滲透反應墻系統及其運行方法，通過在箱體內設置若干滲透反應組，每個滲透反應組設置若干依次連通的滲透單元，每個滲透單元中的滲透組件可與柱筒分離；當滲透單元的凈化性能無法達到要求時，可通過插拔裝置只取出滲透組件，通過清堵裝置將滲透組件的網柱表面以及活性材料之間的堵塞物進行清除，然后再利用插拔裝置將滲透組件放入柱筒內；無需進行大開挖重新安裝反應墻系統，施工操作簡便，無二次污染，可高效保障可滲透反應墻系統的凈化性能，有效延長可滲透反應墻的使用壽命，實現持久高效去除地下水中污染物。