地下水修复课件

污染的地下水
处理过的 地下水
地下水修复
典型PRB示意图
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非连续型反应墙又称漏斗－通道式反应墙
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为了确保系统的有效性,反应材料(活性反应介质)必须满足三
个基本条件： (1)当污染地下水流经反应墙时,污染组分与反应材料之间应有 一定的物理、化学或生物反应性,从而确保其流经系统时,污 染组分能全部被清除; (2)处理区的反应材料应能大量获得,以确保处理系统能长期 有效地发挥功用;
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结合土壤气相提取与空气注入技术的系统示意图
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• 适宜条件 AS技术能否取得预期的修复效果, 取决于系统能否 有效的将空气传到欲处理区域以及地下物质传递空 气的能力。 (1)大粒度的同质覆盖层渗透性好,有利于修复； (2)相对较厚的饱和层以及超过5英尺的地下水埋藏 深度也利于AS技术的实施（饱和厚度及注入空气 处距水位的深度是确定能够对注射井产生作用区域 的两个因素)。 一般地,当组成成分挥发性高、溶解性低并且土壤 渗透性强, 那么AS的效果就越好
截留，不能扩散到不饱和带。
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AS系统设计时应考虑的因素 场地的地质以及水文地质条件
污染物的类型及分布 空气流动速率和注射压力 注射方式（水平或垂直） 影响微生物生存能力以及它们对污染物生物降解 能力的参数 注射空气所带来的潜在的健康和安全隐患(如气体 释放到地表，地下水位涨高等)
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• 不适用条件
存在自由基。空气注射能够产生地下水丘，有可
能导致自由基迁移以及污染的扩散。 附近有地下室、地下管道或其他地下建筑。除非 有气体提取系统来控制气体的迁移，否则在这些 地方实施AS，很可能会导致潜在的浓度聚集危险。
受污染的地下水位于封闭的含水层里。AS不能用
于处理封闭含水层，是因为注入的空气会被该层
③如果不封闭污染源 ,当停止抽水时 ,拖尾和反弹现象严重;
④需要持续的能量供给 ,以确保地下水的抽出和水处理系统 的运行 ,同时还要求对系统进行定期的维护与监测。
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目前P&T 技术的治理对象主要有12种污染物。其典型治 理目标为三氯乙烯(TCE), 此外还有一些卤化挥发性有机 物,如：四氯乙烯(PCE)、氯乙烯(VC)等。对于非卤化挥 发性有机物BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)以及铬、铅、 砷等也可采用P&T 技术进行治理。不同污染物在P&T 技 术应用中所占比例见图。 据美国污染治理年度报告, 自美国开展地下水污染修 复以来, P&T技术的使用比 例一直位居榜首。在1982 ~ 2002 年, P&T技术历年 累积使用比例高达68% , 远远超过其他修复技术。
地下水修复
《环境修复技术与工程》课件
污染场地地下水修复技术与工程
——常用修复技术工程设计与案例(二)
吴春发
中国科学院南京土壤研究所
2011年4月20日
地下水修复
提
纲
抽出处理(P&T)技术 空气注入(AS)技术
渗透性反应墙(PRB)技术
地下水修复
抽出处理(P&T)技术
概念:只要在地下水污染治理过程中对地下水实施了抽取或 注入的,都归类为 P&T技术。
(3)反应材料不应产生二次污染。
地下水修复 表 反应墙处理技术种类
PRB技术则主要用于金属、非金属、卤化挥发性有机物、 BTEX、杀虫剂、除草剂以及多环芳烃的治理。
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PRB设计流程图
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实例
注：cDCE为顺式二氯乙烯
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优点： 成本花费较P&T法低 设置和处理污染物速度上较其它技术快速 安装设置简单，但需对水文地质进行详细调查 操作和维护成本低 现地处理，没有废水排放问题 局限性： 工程设施投资大,设备不可循环再用 反应材料受反应容量限制，可能需定期更换 受技术限制，反应墙深度和宽度受限 随着有毒金属、盐和生物活性物质在PRB中不断地沉积和积累 PRB会逐渐失去其活性 如果反应介质的浓度过高,可能会使地下水产生二次污染 通常仅适用于地下水中溶解性有机污染物 back
P&T技术的修复过程一般可分为两大部分：地下水动力控
制过程和地上污染物处理过程。 该技术根据地下水污染范围, 在污染场地布设一定数量的抽 水井，通过水泵和水井将污染了的地下水抽取上来, 然后利 用地面净化设备进行地下水污染治理。在抽取过程中,水井
水位下降, 在水井周围形成地下水降落漏斗, 使周围地下水
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空气注入(AS)技术
• As 是一种新兴的原位修复技术, 它是将加压后的气 体(通常采用空气或氧气)注入到地下水的饱和带中, 以降低吸附在土壤以及溶解在地下水中的可挥发性 物质的浓度。同时,空气注入还可以增加地下水中 的氧, 从而促进生物降解。 • 空气注入可分为两种不同技术：井通气(In well aeration)以及原位空气注射(In situ air sparging, IAS) 技术。前者是通过向井里注入空气形成循环，以使 得地下水中可挥发的污染物脱离的过程。IAS则是 直接向饱水带注入空气，通过挥发作用以及曝气生 物降解去除污染物。 • 治理对象主要以卤化挥发性有机物、非卤化挥发性 有机物、非卤化半挥发性有机物及BTEX 为主。
缺点：
对于非挥发性的污染物不适用; 受地质条件限制 ,不适合在低渗透率或高黏土含量的地区 使用; 不能应用于承压含水层及土壤分层情况下的污染物治理。
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渗透性反应墙(PRB)技术
PRB是一个填充有活性反应介质的被动反应区，当污染地下 水通过时污染物能被降解或吸附。污染物靠自然水力传输通 过预先设计好的介质时，溶解的有机物、金属、核素等污染 物被降解、吸附、沉淀或去除。
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小 结
地下水污染处理方法选择的影响因素 场地特点和污染物的性质
系统的设计与运作
源头控制 当地的水文地质环境 污染程度、污染数量与污染区域wk.baidu.com大小等 现场要求治理的目的
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地下水污染处理方法选择中应注意的问题
在具体的地下水污染处理中, 往往要多种技术结 合使用。 由于污染区域的水文地质条件和地球化学特性 都会影响到地下水污染的治理, 因此地下水污染 的治理通常要以水文地质工作为前提。 受污染地下水的修复往往还要包括土壤的修复。 地下水和土壤是相互作用的, 如果只治理水, 仍 然没有完全解决实际问题, 所以必须对当地的污 染土壤进行治理。
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常见4种空气注入/土壤气抽提井配置示意图
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实例
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优点：
设备简单,安装方便,易操作; 修复效率高,治理时间短 ,一般情况下修复期为 1～4 a 更适于消除地下水中难移动处理的污染物(如 Dense Non-aqueous Phase Liquid ,简称DNAPL,密度大于1的非水 相溶液) ; 现场原位修复 ,对修复点干扰小。
不断流向水井, 减少了污染扩散。最后根据污染场地的实际 情况，对处理过的地下水进行排放, 可以排入地表径流、回 灌到地下或用于当地供水等。
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P&T技术概念模型
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P&T技术适用范围:范围广,对于污染范围大、污染晕埋藏深 的污染场地也适用。
局限性:
①当非水相溶液出现时 ,由于毛细张力而滞留的非水相溶液 几乎不太可能通过泵抽的办法清除; ②该技术开挖处理工程费用昂贵 ,而且涉及地下水的抽提或 回灌 ,对修复区干扰大;