何允玉王鐸郭都

（江蘇大地益源環(huán)境修復(fù)有限公司江蘇南京210002）

1 技術(shù)由來

在場地地下水修復(fù)實踐中，采用了很多技術(shù)?；趽]發(fā)性有機污染物物理去除原理，曝氣技術(shù)、氣提技術(shù)、吹脫技術(shù)被普遍采用。遺憾的是：這些技術(shù)的應(yīng)用都有明顯的局限性。一種新型的地下水揮發(fā)性有機污染物處理技術(shù)---循環(huán)井工藝應(yīng)運而生，它將曝氣、氣提、吹脫集成于一體，克服了地下水抽出處理周期長、水處理費昂貴，曝氣處理影響半徑有限、去除速率低的缺點。

2 技術(shù)介紹

圖1循環(huán)井工藝系統(tǒng)示意圖

圖1 為循環(huán)井工藝系統(tǒng)示意圖。循環(huán)井工藝系統(tǒng)集成在一個大于4英寸的井內(nèi)，由三部分組成：曝氣、抽提、吹脫。

井內(nèi)曝氣增加地下水中溶解氧含量及井內(nèi)氣流強度，同時抬升井內(nèi)水位，促使井內(nèi)地下水溢流進入井周圍含水層滲流區(qū)域。潛水泵安裝在井的底部，將地下水提升至井頂部后通過噴頭向下噴淋，井內(nèi)曝氣和氣體抽提增加氣液傳質(zhì)界面，增強氣體吹脫效果，同時，潛水泵的抽取促使井周圍地下水由井底部進入井內(nèi)，推動地下水循環(huán)。井的頂部安裝真空密封裝置，氣提裝置將井內(nèi)和井周圍非飽和帶中的氣體抽出，產(chǎn)生的負壓進一步抬高了井內(nèi)水位，擴大了水循環(huán)的影響半徑。綜合上述過程，循環(huán)井工藝系統(tǒng)實際上擔(dān)當(dāng)著地下吹脫塔的角色。

經(jīng)過曝氣、抽提、吹脫后富含溶解氧的水回到井內(nèi)，水位抬升后溢流進入地下含水層滲流區(qū)域，水力作用加大了水循環(huán)的影響半徑，也強化了地下水中微生物對有機物的好氧降解。循環(huán)井工藝曝氣過程中還可以加入紫外線處理和臭氧處理，以提高不同污染物的處理效果。

3 成本比較

循環(huán)井工藝系統(tǒng)初始的投入費用和安裝成本與單獨的曝氣系統(tǒng)相當(dāng)，因為單獨的曝氣系統(tǒng)需要建立許多獨立的氣提井，與之相連的有挖掘和井位安裝費用，循環(huán)井增加的泵和管道費用正好與之相抵消。就整個項目的費用而言，由于循環(huán)井工藝大大縮短了項目工期，與曝氣技術(shù)相比，循環(huán)井工藝系統(tǒng)節(jié)省75%的費用。實際的成本節(jié)省因場地而異，計算應(yīng)該用縮短的工期乘以每年的設(shè)備運行和維護費用。

4 技術(shù)優(yōu)勢

循環(huán)井工藝顯然是對現(xiàn)有工藝的巨大改進。從該技術(shù)幾個場地的實際應(yīng)用看，循環(huán)井工藝能實現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)無法達到的效果，循環(huán)井工藝具體的優(yōu)勢包括：

單井，多種技術(shù)組合

營造地下水力循環(huán)

無注射、排放費用

適用于地下水、飽和區(qū)和非飽和區(qū)修復(fù)

證明對揮發(fā)性有機物（烴類、芳烴類、氯代有機物類）有效

無地表排放和處理

啟動修復(fù)用其他技術(shù)無法達到修復(fù)目標(biāo)的場地

使用普通4英寸井構(gòu)造

增強烴類和甲基叔丁基醚的生物降解

以通過現(xiàn)有的氣提井/抽提井改造而成

有復(fù)雜的部件

對低的安裝和運行維護成本

風(fēng)險

5 案例研究

5.1 某一工業(yè)干洗店場地，場地地勢相對平整，場地以東300m處有一河流。該場地土壤以淤泥質(zhì)細砂、壤土為主。經(jīng)土壤鉆孔和地下水檢測井檢測，場地好幾處非常深的地方檢測到四氯乙烯（PCE），土壤中PCE最高濃度達到47000ug/kg，地下水中達到了20000ug/l。用常規(guī)的修復(fù)技術(shù)修復(fù)了幾年后發(fā)現(xiàn)：修復(fù)基本已經(jīng)停止，PCE濃度在一個范圍內(nèi)波動，無法達到修復(fù)目標(biāo)。為了盡快完成修復(fù)，改用循環(huán)井工藝。循環(huán)井被安裝在污染源區(qū)，在距循環(huán)井5—6m處，設(shè)立了監(jiān)測井。在循環(huán)井投用前，監(jiān)測井中的PCE濃度和溶解氧分別為2700ug/l和1.23mg/l，循環(huán)井投入運行半個月后，監(jiān)測井中PCE濃度降低了90%至240ug/l，溶解氧的濃度增加到9.57mg/l。循環(huán)井運行70天后，PCE濃度降到79ug/l，相當(dāng)于該地區(qū)地下水中PCE的本底值。

5.2 某化工場地，場地地勢較高，土壤由淤泥質(zhì)粘土和粘土組成，地下水埋深地下10m左右，水力梯度較大，揮發(fā)性有機物（VOCs）在地下水源頭區(qū)域超過了80000ug/l。經(jīng)對現(xiàn)有抽提井和管道改造后，循環(huán)井工藝投入運行，二個月后，周圍監(jiān)測井內(nèi)，揮發(fā)性有機物的濃度減低了30—85%，根據(jù)溶解氧和揮發(fā)性有機物濃度改變得知：循環(huán)井工藝影響半徑超過了15m。

5 結(jié)論

案例研究顯示：循環(huán)井工藝是去除地下水中揮發(fā)性有機污染物的有效技術(shù)，它能在較短的時間內(nèi)加速場地修復(fù)進程和顯著減少VOCs濃度。循環(huán)井工藝在幾周內(nèi)達到的污染物去除效果是其他技術(shù)在幾年內(nèi)達到的效果。循環(huán)井工藝從曝氣、抽提、吹脫、強化生物降解中獲得的綜合效果使得該技術(shù)成為卓有成效、高效經(jīng)濟的修復(fù)技術(shù)。

[1]污染土壤修復(fù)原理與方法[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

[2]井柳新,程麗.地下水污染原位修復(fù)技術(shù)研究進展[J].水處理技術(shù),2010,36(7):6-9.

[3]冉德發(fā),王建增.石油類污染地下水的原位修復(fù)技術(shù)方法論述[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2005增刊:206-208.

[4]沈鐵孟,黃國強,李凌等.石油污染土壤的原位修復(fù)技術(shù)[J].2002,(3):13-15.