污染环境生物修复工程

(二)空气注入的深度

对于注入井的深度，原则上应该是比污染 物所处最深处再深30~60cm,但是其实际的深 度受土壤结构等影响，一般不超过地下水 水位以下9~16m的深度。注入井的深度影响 空气注入所需要的压力和流量。
(三)空气注入所需要的压力和流量


注入空气的压力必须克服注入点地下 水的静态压力和土壤毛细管的压力，才能 够形成气流通道。毛细管压力与表面张力 和毛细管直径相关，即： Pc=2s/r 式中，Pc是毛细管压力；s是空气和水 的表面张力；r是平均水力半径。

空气压缩机或者鼓风机可根据中试对压力 的需要选择设备，一般当压力小于12~15Pa 时，可以选样鼓风机，而压力比较高时应 该选择空气压缩机。此外，还需选择真空 抽气机、管道及连接件、空气过滤器、压 力测量和控制仪表、流量计、空气干燥设 备等。
(八)空气吹脱技术的效率

总的效率变化如图所示。空气吹脱比传统 的抽取地下水进行地上处理的技术效率更 高，经过改进如结合生物处理过程，能够 进一步提高技术的效率。
二、空气吹脱设计
(一)空气注入井布置

空气注入井的位置应该包围整个污染物区 域，或者在其扩散流动方向进行阻截。每 一个注入井的半径范用需要通过现场实验 确定。如图所示，可以设立实验井，在其 周围辐射方向设立观察井。
测量参数

①地下水位变化。②溶解氧和氧化还 原电位变化。③地层中空气压力。④ 地下顶主压力，即在地下观测位置形 成顶空，其平衡压力代表周围静态压 力，这是一个最简单和可靠的参数方 法。⑤有时可以采用示踪气体例如氦 气或者六氟化硫，其中六氯化硫与氧 气的溶解度类似，能够更好地指示氧 气的迁移扩散情况。⑥地层电阻的变 化，可以产生三维变化图像。⑦监测 实验区域污染彻浓度变化情况。
(六)污染物类型和分布的影响

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污染物的分布受污染物挥发特性、溶解度 和生物可降解性等因素的影响。也受地下 水流动，空气气流强化传质等因素强烈的 影响。需要视具体情况和工程要求进行优 化。但是，有机物吹脱与生物降解对过程 的操作参数要求是不同的，要同时优化两 个不同类型的过程几乎是不可能的。
(七)吹脱技术设备选择


在实际上作过程中，空气注入到土壤 地下水中后，根据不同的地层结构，或者 以气泡或者以气流的形式扩散。 相应地，地下水从垂直方向和水平方 向向周围迁移。在垂直方向上，地下水水 位开始上升，上升的程度从忽略不计到数 米，取决于压力和位置结构等各种因素。

空气通道在地下水中的分布，大体上 呈现伞状形态。气流通道的密度和空气与 土壤接触的表面积都与空气流量有关。空 气流量大，气流通道的密度增加，相应地 接触表面积增加，增加的幅度与流量的关 系为(Q始/Q终)0.5。

空气也可以循环使用，以最大限度利用氧 气和最大限度地降解挥发性的污染物质。 利用吹脱方法可以很快地去除土壤中挥发 性比较强的有机污染物，而生物降解过程 比较缓慢，但是其去除的主要是挥发性比 较差的有机污染物。
第三节 原位工程生物修复
工艺类型

原位工程生物修复设计 典型原位生物修复系统

(四)注入方式

空气在连续注入方式下，运行比较稳 定；而在间歇注入方式下，地下水位升降 比较明显，可以强化传质效果、从而提高 空气吹脱的效果。但是，间歇脉冲式的操 作方式也可能导致井周围的土壤筛选分层 现象产牛。使比较细的土壤沉积在下层， 导致阻塞现象。
(五)注入井的构造

注入井的构造与深度有关。与浅层吹脱井 相比，深层吹脱井的构造更加复杂一些， 空气注入井也可以采用聚氯乙烯管材，进 行加工而成。注入井的直径一般为0.3~1.2m。 实际上，吹脱效果与井的直径关系不 大．因此井的直径以0.3~0.6m比较经济。但 是，在深度比较大时，小口径的井所需要 的压力可能比较高。
一、工艺类型
1、对于不同类型的受污
染土壤和地下水，应该采 用不同类型的生物修复技 术形式。对于包气带，一 般采用生物曝气 。
2、对于受污染的地下水，可以
向地下水层钻井注入空气，提 供氧气，同时利用回收井，抽 取地下水，进行循环；通过渗 透，提供微生物需要的各种营 养。从水井抽取地下水。还可 以控制污染带的迁移。
101.325102 Pa m3 / mol(1105 atm m3 / mol)


原则上，选择吹脱技术时应该考虑亨 利系数，亨利系数大于 101.325×102Pa· m3/mol(1×105atm· m3/mol) 化合物的蒸气压大于 66.661~133.322Pa(0.5~1.0mmHg)时，比较容 易挥发或者吹脱。 关于地质条件，影响最大的是地层土 壤均一性。比较密实的土层会阻断空气通 道，导致空气积累；高度松散的土壤也会 导致空气短流、吹脱不能均匀进行。

空气注入地下。能够强化地下水的混合， 从而克服分散传质的局限性，大大加快传 质过程。地下水的混合机理包括：①机械 置换，在空气注入开始阶段和非稳态情况 下尤其显著；②空气与水在通道相互作用； ③空气流动的摩擦作用；④蒸发引起的地 下水流动，⑤对流；⑥颗粒流动等。
一、空气吹脱现场中试

中试实验主要的检测内容包括：①注入空气的流 量；②溶解氧水平：③井水水位的变化；④空气 注入压力和土壤中气体压力的变化，井壁附近压 力的变化；⑤土壤气体中污染物的浓度和吹脱效 率，尤其应注意避免可能达到爆炸或者燃烧水平 的高浓度；⑥实验流量和压力对吹脱气体影响半 径的影响，也可以检测示踪气体的变化。这些参 数能够揭示吹脱技术的可行性和效果。同时，需 要详细地调查现场条件，表9-2列出了理想的技术 适用条件和影响因素。
第九章 污染地下 水的生物修复
第二节 空气吹脱修复

空气吹脱(blow-off)是在一定的压力条件下， 将压缩空气注入受污染区域，将溶解在地 下水中的挥发性化合物、吸附在土壤颗粒 表面上的化合物以及阻塞在土壤空隙中的 化合物驱赶出来。

空气吹脱包括现场、挥发性有机物的挥发、 有机物的好氧生物降解等三个过程。相比 较而言，吹脱和挥发作用进行得比较快， 而生物降解过程进行的比较缓慢。在比较 长的时间内才显现出来。