CN104478027A - 用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺：将污染的地下水抽出至地表后，在地表通过曝气去除其中的污染物后再将处理后的地下水重新回灌至地下水中。本发明采用合理优化的抽提井和注射井布设和流量，可以防止污染物范围的进一步扩散，抽提和注射加大了地下水流场的水力坡度，增加了地下水的流动速度，能够快速的将地下水中的污染物去除，污染范围内的地下水经过抽提处理后注入到地下水中，减少了整个修复工程中的地下水抽提量。本发明实施后，可以有效降低地下水中的挥发性有机污染物，经过单次抽提-曝气-注入后有机污染物去除率一般大于30％；多次抽提-曝气-注入后有机污染物去除率大于80％。

Description

用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺
技术领域
本发明涉及环保修复领域，尤其涉及用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺。
背景技术
总体而言，地下水资源在我国的经济发展和国民生活中占据有重要地位，但目前我国地下水的污染形势不容乐观，部分行业威胁地下水环境安全。2009年全国2亿多吨工业固体废物未得到有效综合利用或处置，铬渣和锰渣堆放场渗漏污染地下水事件时有发生；石油化工行业勘探、开采及生产活动显著影响到地下水水质，加油站渗漏污染地下水问题日益凸现。
随着我国城市化进程和产业转移步伐的加快，大量的化工企业搬迁或关停，从而涌现大量的各类型的污染场地亟待修复。发达国家在20世纪80年代就开始了地下水污染场地的修复研究，取得了重要进展。
我国污染场地修复还处于起步阶段，目前场地修复方面的法律、法规还不健全，自主的修复技术较少，大部分均引进国外的技术。
地下水埋藏于地下含水层介质中，由于其具有隐蔽性，被污染后很难被发现，传统的地下水治理采用抽出-处理技术，即通过井等构筑物将地下水抽出至地表，在地表进行治理后，达标排放或用于城市供水。采用抽出-处理技术需要抽出大量的地下水，会影响周围的地下水流场，而且由于地下含水介质为固液两相，液相中的污染物极易被抽出后处理，而固相中的污染物释放较为缓慢，造成抽出-处理技术应用过程中前期污染物浓度的下降速度较快，而后期浓度下降较为缓慢的拖尾现象。采用抽出-处理技术抽出处理的地下水一般为污染地下水体积的几倍甚至几十倍，后期抽提出的地下水实际为污染区域周围清洁的地下水，在流经污染区域后，洗涤被污染的含水层介质。
发明内容
本发明的目的是提供用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺。
为了实现此目的，本发明采用了以下的技术方案：
将污染的地下水抽出至地表后，在地表通过曝气去除其中的污染物后再将处理后的地下水重新回灌至地下水中。
该工艺由以下步骤组成：
(1)利用抽提井以一定的流速将挥发有机污染物污染的地下水抽出，注入地表曝气池中；
(2)利用鼓风机或吹脱塔对曝气池中的污染水曝气一段时间；
(3)将曝气后的污染水经由注射井以一定的流速重新注入到地下；
(4)重复上述步骤(1)-(3)，直至水中的挥发性有机物满足标准。
其中，所述的抽提井设置在地下水污染羽最严重处；注射井在地下水污染羽上游和下游分别设置；
所述的步骤(1)和(3)中的流速应根据抽提井和注入井的布设合理确定其注射流量，尽可能的减少对地下水流场的影响。
所述的步骤(2)中曝气要求为：每立方米水曝气速率为0.5-2m3/h；
所述的步骤(2)中曝气时间为60-240min。
抽提井和注入井的设计应根据场地的水文地质条件和地下水污染情况确定，该工艺的抽提井和注入井应布设在地下水污染较为严重的区域，能够快速的将地下水中的污染物去除。同时，在含水层渗透性为均质(渗透性处处相同)的条件下，注射井的布设应采用等边三角形布置原则，抽提井位于等边三角形中心位置，注射井之间的距离根据含水层的渗透性能确定，渗透性较好的含水层注射井之间的距离较大。在整个区域的修复过程中，应考虑修复边界处的地下水流动情况，在边界处可多布置注入井，防止区域外的地下水流入修复区域内，影响修复效果。在抽提井、注入井的垂向布置上，一般情况下抽提井和注入井的深度一致，在成本有限的条件下，注入井的的深度可适当减小。
在含水层非均质的条件下，可采用地下水数值模拟和遗传算法、退火算法等优化方法确定抽提井和注入井的布设。
本发明采用合理优化的抽提井和注射井布设和流量，可以防止污染物范围的进一步扩散，抽提和注射加大了地下水流场的水力坡度，增加了地下水的流动速度，能够快速的将地下水中的污染物去除，污染范围内的地下水经过抽提处理后注入到地下水中，减少了整个修复工程中的地下水抽提量。
本发明实施后，可以有效降低地下水中的挥发性有机污染物，经过单次抽提-曝气-注入后有机污染物去除率一般大于30％；多次抽提-曝气-注入后有机污染物去除率大于80％。
本发明所述工艺能够很好的去除地下水中的有机污染物，其成本低，处理速度快，具有较好的修复效果。
本发明适用条件主要包括：
1)地下水中的污染物主要为挥发性污染物，在地表能够通过曝气技术将其处理达到治理标准。若治理标准较低，该技术可作为前期修复技术，在去除大部分污染物后利用其它辅助修复技术进行修复。
2)前期需要充分了解场地的水文地质条件以及污染物的分布情况，并且通过地下水模型以及优化算法合理布置抽提井和注射井，并给出每口井的抽提和注射流量。
3)地下水修复目标合理，与传统的抽出-处理技术类似，该技术也会有一定的拖尾效应，后期可考虑采用在曝气后的水中添加化学氧化剂或微生物(或其所需的营养物质)等，强化去除地下水中少量污染物。
具体实施方式
下面列举一部分具体实施例对本发明进行说明，有必要在此指出的是以下具体实施例只用于对本发明作进一步的说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺：
(1)利用抽提井以一定的流速将挥发有机污染物污染的地下水抽出，注入地表曝气池中；
(2)利用鼓风机或吹脱塔对曝气池中的污染水曝气；
(3)将曝气后的污染水经由注射井以一定的流速重新注入到地下；
其中，所述的抽提井设置在地下水污染羽最严重处；注射井在地下水污染羽上游和下游分别设置；
所述的步骤(1)和(3)中的流速应根据抽提井和注入井的布设合理确定其注射流量，尽可能的减少对地下水流场的影响。
所述的步骤(2)中曝气要求为：每立方米水曝气速率为0.5m3/h；
所述的步骤(2)中曝气时间为60min。
实施例2
用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺：
(1)利用抽提井以一定的流速将挥发有机污染物污染的地下水抽出，注入地表曝气池中；
(2)利用鼓风机或吹脱塔对曝气池中的污染水曝气一段时间；
(3)将曝气后的污染水经由注射井以一定的流速重新注入到地下；
其中，所述的抽提井设置在地下水污染羽最严重处；注射井在地下水污染羽上游和下游分别设置；
所述的步骤(1)和(3)中的流速应根据抽提井和注入井的布设合理确定其注射流量，尽可能的减少对地下水流场的影响。
所述的步骤(2)中曝气要求为：每立方米水曝气速率为2m3/h；
所述的步骤(2)中曝气时间为240min。
实施例3
用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺：
(1)利用抽提井以一定的流速将挥发有机污染物污染的地下水抽出，注入地表曝气池中；
(2)利用鼓风机或吹脱塔对曝气池中的污染水曝气一段时间；
(3)将曝气后的污染水经由注射井以一定的流速重新注入到地下；
其中，所述的抽提井设置在地下水污染羽最严重处；注射井在地下水污染羽上游和下游分别设置；
所述的步骤(1)和(3)中的流速应根据抽提井和注入井的布设合理确定其注射流量，尽可能的减少对地下水流场的影响。
所述的步骤(2)中曝气要求为：每立方米水曝气速率为1m3/h；
所述的步骤(2)中曝气时间为150min。
实施例4
用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺：
(1)利用抽提井以一定的流速将挥发有机污染物污染的地下水抽出，注入地表曝气池中；
(2)利用鼓风机或吹脱塔对曝气池中的污染水曝气一段时间；
(3)将曝气后的污染水经由注射井以一定的流速重新注入到地下；
(4)重复上述步骤(1)-(3)，直至水中的挥发性有机物满足标准。
其中，所述的抽提井设置在地下水污染羽最严重处；注射井在地下水污染羽上游和下游分别设置；
所述的步骤(1)和(3)中的流速应根据抽提井和注入井的布设合理确定其注射流量，尽可能的减少对地下水流场的影响。
所述的步骤(2)中曝气要求为：每立方米水曝气速率为2m3/h；
所述的步骤(2)中曝气时间为240min。
修复前后水质情况及污染物去除率 单位：μg/L

Claims (6)

1.用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺，其特征在于，其工艺包括：将污染的地下水抽出至地表后，在地表通过曝气去除其中的污染物后再将处理后的地下水重新回灌至地下水中。
2.根据权利要求1所述的用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺，其特征在于，由以下步骤组成：
(1)利用抽提井以一定的流速将挥发有机污染物污染的地下水抽出，注入地表曝气池中；
(2)利用鼓风机或吹脱塔对曝气池中的污染水曝气一段时间；
(3)将曝气后的污染水经由注射井以一定的流速重新注入到地下；
(4)重复上述步骤(1)-(3)，直至水中的挥发性有机物满足标准。
3.根据权利要求2所述的用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺，其特征在于，所述的抽提井设置在地下水污染羽最严重处；注射井在地下水污染羽上游和下游分别设置。
4.根据权利要求2所述的用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺，其特征在于，所述的步骤(1)和(3)中的流速应根据抽提井和注入井的布设合理确定其注射流量，尽可能的减少对地下水流场的影响。
5.根据权利要求2所述的用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺，其特征在于，所述的步骤(2)中曝气要求为：每立方米水曝气速率为0.5-2m3/h。
6.根据权利要求2所述的用于地下水中挥发性有机污染物修复的工艺，其特征在于，所述的步骤(2)中曝气时间为60-240min。
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