土壤原位多相抽提技术

土壤原位多相抽提技术1技术适用性1.1适用的介质：污染土壤和地下水。1.2可处理的污染物类型：适用于易挥发的污染气体和易流动的非水相污染液体（NAPL，如汽油、柴油、有机溶剂等)。密度小于水的称为LNAPL（Light NAPL），也称为轻质油，通常为石油产品，如柴油、苯、二甲苯等；密度大于水的称为DNAPL（Density LNAPL），也成为重油，通常为含卤素的有机溶剂（如PCE，PCB）和农药（DDT），还有焦化产物，如煤焦油。1.3应用限制条件：不宜用于渗透性差或者地下水水位变动较大的场地。2技术介绍2.1原理：通过真空提取手段，抽取地下污染区域的土壤气体、地下水和浮油层到地面进行相分离及处理，以控制和修复土壤与地下水中的有机污染物。2.2系统构成和主要设备：该系统主要由中央控制系统、多相抽提系统、多相分离系统、污染物处理系统四个主要部分构成。系统主要设备包括PLC控制设备、真空泵、气液分离器、油水分离器、气体处理设备、污水处理设备等。多相抽提是指同时抽取污染区域的气体和液体（包括土壤气体、地下水和NAPL），把气态、水溶态以及非水溶性液态污染物从地下抽吸到地面上的处理系统中。多相分离是指对抽出物进行的气液及油水分离过程。油水分离可利用重力沉降原理除去浮油层，分离出含油量低的水。污染物处理是指经过多相分离后，含有污染物的流体被分为气相、液相和有机相等形态，结合常规的环境工程处理方法进行相应的处理处置。气相中污染物的处理方法目前主要有热氧化法、催化氧化法、吸附法、浓缩法、生物过滤及膜法过滤等。液相污染物处理目前主要采用膜法（反渗透和超滤）、生化法（活性污泥）和物化法等技术，并根据相应的排放标准选择配套的水处理设备。2.3关键技术参数或指标2.3.1技术适用性的关键技术参数，主要分为水文地质条件和污染物条件两个方面：2.3.2工艺运行一般关键技术参数：（1）抽提井采用UPVC材质，井径25mm，井深3.5m，影响半径约6.0m，其中筛管位于地下1m 至地下3m 的位置。（2）多相抽提中试系统的运行以单个抽提井逐一轮流抽提方式进行，总共运行25天。（3）单个抽提井每天的抽提时间在0.5小时内，25天的累积抽提时间共约8小时。（4）抽提时系统真空度控制在-0.065 MPa，抽提井井头真空度控制在-0.03MPa，平均气体抽提流量为80100 升/分钟（L/min）。3技术应用基础和前期准备 在技术应用前，需开展可行性测试，以对其适用性和效果进行评价和提供设计参数。参数包括：土壤性质（渗透性、孔隙率、有机质等）、土壤气压、地下水水位、污染物在土、水、气相中的浓度、生物降解参数（微生物种类、氮磷浓度、O2、CO2、CH4 等）、地下水水文地球化学参数（氧化还原电位、pH、电导率、溶解氧、无机离子浓度等）、NAPL厚度和污染面积、气/液抽提流量、井头真空度、NAPL回收量、污染物回收量、真空影响半径等。4主要实施过程（1） 建立地下水抽提井，井与井间距应在水力影响半径范围内。抽提井中的NAPL和受污染的地下水首先会通过泵被抽出地面；在抽提井附近区域的NAPL会随着地下水对井的补给一起进入抽提井内而被抽出。对于有DNAPL存在的场地，抽提井的深度应达到隔水层顶部。（2） 整个抽提管路应保持良好的密闭性，包括井口、管路、接口等。抽提开始后，根据观测流量，调节真空度及抽提管位置，使系统稳定运行。（3） 被水气两用泵抽出的土壤气体、地下水以及NAPL会在气水分离器内进行气水分离。分离出的气相部分通过真空泵排入气体处置装置；分离出的液相部分则进入油水分离器内。（4） 液相在油水分离器内通过重力分离，得到的上层LNAPL和下层DNAPL污染物作为危险废物处置；受污染的地下水则通过污水泵送至现场污水处理站处理后达标排放。（5） 工艺流程图。5运行维护和监测 运行维护包括NAPL收集、抽提井真空度调节、泵流量调节、沉积物清理、仪表和电路及管路检修和校正等。同时，为有效地评估土壤原位多相抽提系统对地下环境的影响，需在运行过程中持续监测系统的物理及机械参数（抽提井和监测井内的真空度、抽提井内的地下水降深、抽提地下水体积、单井流量、风机进口流量、抽提井附近地下水位变化等）、化学指标（气相污染物浓度、气/水排放口污染物浓度、抽提地下水污染物浓度、NAPL组成变化等），以及生物相关指标（溶解性气体、氮和磷浓度、BOD、pH值、氧化还原电位、微生物数量等）。此外，为避免二次污染，应对废水和尾气处理设施的效果进行定期监测，以便及时采取应对措施。6修复周期及参考成本 土壤原位多相抽提技术的处理周期与场地水文地质条件和污染物性质密切相关，一般需通过场地中试确定。通常应用该技术清理污染源区的速度相对较快，一般需要1-24个月的时间。其处理成本与污染物浓度和工程规模等因素相关，具体成本包括建设施工投资、设备投资、运行管理费用等支出。根据国内中试