地下水中揮發性有機污染物去除新技術——循環井工藝

何允玉王鐸郭都

（江蘇大地益源環境修復有限公司江蘇南京210002）

1 技術由來

在場地地下水修復實踐中，采用了很多技術。基于揮發性有機污染物物理去除原理，曝氣技術、氣提技術、吹脫技術被普遍采用。遺憾的是：這些技術的應用都有明顯的局限性。一種新型的地下水揮發性有機污染物處理技術---循環井工藝應運而生，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 技術介紹

圖1循環井工藝系統示意圖

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

井內曝氣增加地下水中溶解氧含量及井內氣流強度，同時抬升井內水位，促使井內地下水溢流進入井周圍含水層滲流區域。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，井內曝氣和氣體抽提增加氣液傳質界面，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，推動地下水循環。井的頂部安裝真空密封裝置，氣提裝置將井內和井周圍非飽和帶中的氣體抽出，產生的負壓進一步抬高了井內水位，擴大了水循環的影響半徑。綜合上述過程，循環井工藝系統實際上擔當著地下吹脫塔的角色。

經過曝氣、抽提、吹脫后富含溶解氧的水回到井內，水位抬升后溢流進入地下含水層滲流區域，水力作用加大了水循環的影響半徑，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

循環井工藝系統初始的投入費用和安裝成本與單獨的曝氣系統相當，因為單獨的曝氣系統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，由于循環井工藝大大縮短了項目工期，與曝氣技術相比，循環井工藝系統節省75%的費用。實際的成本節省因場地而異，計算應該用縮短的工期乘以每年的設備運行和維護費用。

4 技術優勢

循環井工藝顯然是對現有工藝的巨大改進。從該技術幾個場地的實際應用看，循環井工藝能實現現有技術無法達到的效果，循環井工藝具體的優勢包括：

單井，多種技術組合

營造地下水力循環

無注射、排放費用

適用于地下水、飽和區和非飽和區修復

證明對揮發性有機物（烴類、芳烴類、氯代有機物類）有效

無地表排放和處理

啟動修復用其他技術無法達到修復目標的場地

使用普通4英寸井構造

增強烴類和甲基叔丁基醚的生物降解

以通過現有的氣提井/抽提井改造而成

有復雜的部件

對低的安裝和運行維護成本

風險

5 案例研究

5.1 某一工業干洗店場地，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細砂、壤土為主。經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。用常規的修復技術修復了幾年后發現：修復基本已經停止，PCE濃度在一個范圍內波動，無法達到修復目標。為了盡快完成修復，改用循環井工藝。循環井被安裝在污染源區，在距循環井5—6m處，設立了監測井。在循環井投用前，監測井中的PCE濃度和溶解氧分別為2700ug/l和1.23mg/l，循環井投入運行半個月后，監測井中PCE濃度降低了90%至240ug/l，溶解氧的濃度增加到9.57mg/l。循環井運行70天后，PCE濃度降到79ug/l，相當于該地區地下水中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，揮發性有機物（VOCs）在地下水源頭區域超過了80000ug/l。經對現有抽提井和管道改造后，循環井工藝投入運行，二個月后，周圍監測井內，揮發性有機物的濃度減低了30—85%，根據溶解氧和揮發性有機物濃度改變得知：循環井工藝影響半徑超過了15m。

5 結論

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

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