地下水修復(fù)技術(shù)之地下水抽出處理技術(shù)

　　1. 技術(shù)原理

　　根據(jù)地下水污染范圍，在污染場地布設(shè)一定數(shù)量的抽水井，通過水泵和水井將污染地下水抽取上來，然后利用地面設(shè)備處理。處理后的地下水，排入地表徑流回灌到地下或用于當(dāng)?shù)毓┧?o:p>

　　2. 適用條件

　　適用于污染地下水，可處理多種污染物。不宜用于吸附能力較強(qiáng)的污染物，以及滲透性較差或存在NAPL(非水相液體)的含水層。

　　3. 技術(shù)路線

　　3.1系統(tǒng)構(gòu)成和主要設(shè)備：

　　系統(tǒng)構(gòu)成包括地下水控制系統(tǒng)、污染物處理系統(tǒng)和地下水監(jiān)測系統(tǒng)。

　　主要設(shè)備包括鉆井設(shè)備、建井材料、抽水泵、壓力表、流量計(jì)、地下水水位儀、地下水水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備、污水處理設(shè)施等。

　　3.2關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)或指標(biāo)：

　　關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)包括：滲透系數(shù)、含水層厚度、抽水井間距、抽水井?dāng)?shù)量、井群布局和抽提速率。

　　(1)滲透系數(shù)：滲透系數(shù)對(duì)污染物運(yùn)移影響較大，隨著滲透系數(shù)加大，污染羽擴(kuò)散速度加大，污染羽范圍擴(kuò)大，從而增加抽水時(shí)間和抽水量。

　　(2)含水層厚度：在承壓含水層水頭固定的情況下，抽水時(shí)間和總抽水量都是隨著承壓含水層厚度增加呈線性遞增的趨勢;當(dāng)含水層厚度呈等幅增加時(shí)，抽水時(shí)間和總抽水量都是呈等幅增加趨勢。

　　在承壓含水層厚度固定的情況下，抽水時(shí)間和總抽水量都不隨承壓含水層水頭的增加而變化(除了水頭值為15m時(shí))。其主要原因是，測壓水位下降時(shí)，承壓含水層所釋放出的水來自含水層體積的膨脹及含水介質(zhì)的壓密，只與含水層厚度有關(guān)。

　　對(duì)于潛水含水層，地面與底板之間厚度固定的情況下，抽水時(shí)間和總抽水量都是隨著潛水含水層水位的增加呈線性遞減的趨勢。

　　(3)抽水井位置：抽水井在污染羽上的布設(shè)可分為橫向與縱向兩種方式，每種方式中，抽水井的位置也不同。橫向可將井位的布設(shè)分為兩種：(a)抽水井在污染羽的中軸線上;(b)抽水井在污染羽中心。

　　(4)抽水井間距：在多井抽水中，應(yīng)重疊每個(gè)井的截獲區(qū)，以防止污染地下水從井間逃逸。

　　(5)井群布局：天然地下水使得污染羽的分布出現(xiàn)明顯偏移，地下水水流方向被拉長，垂直地下水水流方向變扁。抽水井的最佳位置在污染源與污染羽中心之間(靠近污染源，約位于整個(gè)污染羽的三分之一處)，并以該井為圓心，以不同抽水量下的影響半徑為半徑布設(shè)其余的抽水井。

　　3.3技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)和前期準(zhǔn)備

　　在利用抽提出理技術(shù)進(jìn)行修復(fù)前，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的可行性測試，目的在于評(píng)估抽提出理技術(shù)是否適合于特定場地的修復(fù)并為修復(fù)工程設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)參數(shù)，測試參數(shù)包括：

　　(1)污染源情況：污染源的位置、污染物性質(zhì)及其持續(xù)釋放特性;土壤中污染物類型、濃度及分布特征。

　　(2)水文地質(zhì)條件：含水層地層情況、地下水深度、水力坡度、滲透系數(shù)、儲(chǔ)水系數(shù)、水位變化、地下水的補(bǔ)給與徑流;地下水和地表水相互作用。

　　(3)自凈潛力：污染物總量、污染物濃度變化趨勢、土壤吸附能力、污染物轉(zhuǎn)化過程和速率、污染物遷移速率、非水相液體成分、影響污染物遷移的其他參數(shù)。

　　3.4主要實(shí)施過程

　　(1)捕獲區(qū)分析和優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)：通過數(shù)學(xué)模型來計(jì)算捕獲區(qū)、分析地下水流場、計(jì)算地下水抽出時(shí)間。對(duì)于相對(duì)復(fù)雜的污染地下水含水層，通過數(shù)學(xué)模型可以模擬抽出處理方法、設(shè)計(jì)地下水監(jiān)測系統(tǒng)和監(jiān)測頻率。

　　(2)建立地下水控制系統(tǒng)：①把污染源和地下水污染羽去除相結(jié)合，分階段建立抽出井群系統(tǒng)，通過前期井群建立獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)分析含水層抽出效果，指導(dǎo)后續(xù)井群選址;②安裝抽水泵;③脈沖式抽取地下水，通過抽取最少量地下水達(dá)到最優(yōu)的污染物去除效率。

　　(3)處理抽出污染地下水：選擇適當(dāng)?shù)奶幚碓O(shè)備和處理方法處理受污染地下水。具體處理方法包括生物法、物理/化學(xué)法等。

　　(4)監(jiān)測效果評(píng)估：建立地下水抽出處理監(jiān)測系統(tǒng)，評(píng)價(jià)地下水抽出處理效果。

　　(5)修復(fù)成功后關(guān)閉抽出處理系統(tǒng)。

　　4. 技術(shù)成本

　　其處理成本與工程規(guī)模等因素相關(guān)，美國處理成本約為15-215 美元/m3。

　　5. 優(yōu)缺點(diǎn)

　　優(yōu)點(diǎn)：簡單易行、應(yīng)用廣泛、應(yīng)用較早、成熟度高。

　　缺點(diǎn)：①不能現(xiàn)場就地修復(fù)，對(duì)非水溶性的液體幾乎不能抽出;②污染源不封閉，停止泵抽后會(huì)反彈，持續(xù)時(shí)間長;③抽出積水處理系統(tǒng)運(yùn)行需持續(xù)的能量供給，定期監(jiān)測、維護(hù)、耗資高;④抽提和回灌對(duì)修復(fù)區(qū)地下水干擾大。

　　6. 修復(fù)效果

　　受水文地質(zhì)條件限制，含水層介質(zhì)與污染物之間相互作用，隨著抽水工程的進(jìn)行，抽出污染物濃度變低，出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象;系統(tǒng)暫停后地下水中污染物濃度升高，存在回彈現(xiàn)象。當(dāng)污染物泄漏量較大時(shí)，抽出處理初期，修復(fù)效果較好，能夠極大程度地減輕污染，去除污染物。但在地下水污染修復(fù)后期，修復(fù)效果越來越差。因此，該技術(shù)可以用于短時(shí)期的應(yīng)急控制，不宜作為場地污染治理的長期手段。