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文档简介

附件2

污染地下水抽出一处理技术指南

(试行)

(征求意见稿)

2022年1月

目次

第一章总则

1.1编制目的....................................................1

1.2适用范围....................................................1

1.3编制依据....................................................2

1.4术语与定义..................................................2

1.5指导原则....................................................3

1.6组织编制单位................................................4

第二章工作内容和流程..........................................5

2.1工作内容....................................................5

2.2工作流程....................................................7

第三章适宜性评估..............................................9

3.1抽出技术适宜性评估..........................................9

3.2处理技术适宜性评估.........................................13

第四章地块概念模型更新........................................15

4.1水文地质特征刻画...........................................16

4.2污染源特征刻画.............................................16

4.3污染物分布特征刻画.........................................17

4.4敏感受体识别...............................................17

第五章工程设计................................................17

5.1抽出系统设计...............................................18

5.2处理系统设计...............................................26

第六章工程施工...............................................28

6.1抽出系统工程施工...........................................28

6.2处理系统工程施工...........................................31

第七章工程运行及监测.........................................34

7.1工程运行与维护.............................................34

7.2工程运行监测...............................................35

7.3工程运行状况分析...........................................38

第八章工程效果评估...........................................39

8.1风险管控效果评估...........................................39

8.2修复效果评估...............................................42

第九章工程关闭...............................................45

附录A(资料性附录)常用水处理技术适用性.....................46

附录B(资料性附录)概念模型更新资料来源.....................48

附录C(资料性附录)捕获区分析与计算方法.....................49

附录D(资料性附录)抽出效率评估方法.........................52

I

污染地下水抽出一处理技术指南(试行)

(征求意见稿)

第一章总则

1.1编制目的

为贯彻落实《水污染防治行动计划》《地下水污染防治实施方

案》,推进我国地下水污染防治,指导和规范污染地下水抽出

—处理工作,根据《地下水管理条例》及相关法律、法规文件,

编制《污染地下水抽出一处理技术指南(试行》(以下简称指

南b

1.2适用范围

本指南规定了针对受污染地下水开展抽出一处理工作的指导

原则、工作流程、工作内容、技术要求等。

本指南适用于采用抽出一处理技术或与其他技术组合联用开

展地下水污染风险管控和修复的工程。

1.3编制依据

本指南引用了下列文件或其中的条款。凡是未注明日期的引

用文件,其最新版本适用于本指南。

GB8978污水综合排放标准

GB/T31962污水排入城镇下水道水质标准

DZ/T0148水文水井地质钻探规程

HJ25.1建设用地土壤污染状况调查技术导则

HJ25.2建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则

HJ25.6污染地块地下水修复和风险管控技术导则

HJ164地下水环境监测技术规范

HJ2015水污染治理工程技术导则

1.4术语与定义

下列术语与定义适用于本指南。

地下水污染羽:进入含水层的污染物从污染源向周边迁移、

扩散所形成的污染区域。

2

抽出一处理技术:是指根据地下水污染范围,在特定位置布

设抽水井,通过抽水设施将污染的地下水从含水层中抽取到地面

加以处理的技术。

污染源削减策略:是指利用抽出一处理技术快速、大幅削减

饱和含水层中污染物含量,最大限度减少和降低高浓度污染物的

工作思路。

污染羽控制策略:是指利用抽出一处理技术控制地下水流

场,

阻止污染羽迁移扩散,将污染尽可能限定在最小范围的工作思

路。

污染羽修复策略:是指采用抽出一处理技术降低饱和含水层

中污染物浓度至地下水修复目标的工作思路。

目标捕获区:根据策略需求,依据特征污染物某浓度等值线

确定的水力控制边界圈定的地下水流场范围。

1.5指导原则

(1)规范性原则:采用程序化、系统化方式规范污染地下

水抽出一处理技术的工作内容和流程,确保抽出一处理工作的规

范开展。

3

(2)适宜性原则:根据污染地块水文地质特征、污染物空

间分布特征、施工条件以及地下水污染风险管控或修复模式选择

等,确定适宜的抽出一处理策略。

(3)科学性原则:综合考虑时间成本、经济成本以及工作

目标等约束条件,科学确定设计方案,实现效益最大化。

(4)渐进性原则:考虑到污染地块水文地质条件、污染物

空间分布刻画等的不确定性,在方案设计初始阶段应尽可能保守

设计,并在获取工程运行监测等数据的基础上,对设计方案进行

动态优化调整。

L6组织编制单位

本指南由生态环境部土壤生态环境司组织,生态环境部环

境规划院、生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心、

中国地质大学(北京入南方科技大学、上海交通大学等单位起

草编制。

4

第二章工作内容和流程

2.1工作内容

2.1.1适宜性评估

基于确定的风险管控或修复模式,根据工作目标,结合地块

水文地质条件和污染物性质,进行抽出一处理技术应用分析,开

展技术适宜性评估,确定地块采用抽出一处理技术的适宜性。

2.1.2地块概念模型更新

在风险管控或修复的全过程中,通过资料收集、背景信息分

析以及工程运行监测等,动态更新地块概念模型,逐步精细刻画

水文地质条件、污染源特征、污染羽分布、敏感受体特征。

2.1.3工程设计

主要内容包括抽出系统设计、处理系统设计。其中,抽出系

统设计包括抽出策略选择、目标捕获区确定、抽水井及监测井建

设要求及特殊情景改进措施等。处理系统设计包括处理工艺设

计、处理规模设计、辅助设施设计及排水去向设计等。

5

2.1.4工程施工

工程施工应满足抽出一处理方案设计要求,包括抽出系统工

程施工和处理系统工程施工。

2.1.5工程运行及监测

抽出一处理工程运行及监测应包括工程运行与维护、运行效

果监测、趋势预测及工程运行状况分析。通过评估抽出一处理工

程的运行状况,优化工程措施,保障风险管控目标或修复目标可

达。若判断风险管控目标或修复目标不可达时,应根据实际情况

选择关闭工程或调整工程设计方案。

2.1.6工程效果评估

在风险管控工程施工完工1年内或修复工程经初步判断达到

修复目标后,根据风险管控目标或修复目标,开展风险管控或修

复效果评估,确定抽出一处理工程效果。

6

2.1.7工程关闭

当确定目标污染物的浓度已经达到既定的修复目标或无需抽

出一处理工程实施并连续2年均满足风险管控目标时,可选择关

闭抽出一处理工程。

2.2工作流程

工作流程包括技术适宜性评估、概念模型更新、工程设计、

工程施工、工程运行与监测及工程效果评估等内容。

7

概念模型更新

工程设计

抽出系统设计处理系统设计

±IT

计0

«志

«

!

工程施工

抽出施工处理系统施工

1工11

工程设计与施广

图1抽出一处理技术工作流程图

8

第三章适宜性评估

根据地下水污染风险管控或修复治理时间、预期经费投入、

土地利用规划,参照HJ25.6制定的风险管控目标或修复目标,确

定地下水污染风险管控或修复模式。根据工作目标,结合地块水

文地质条件、污染物性质、污染物空间分布特征(如高浓度区),

进行抽出一处理技术应用分析,开展抽出一处理技术适宜性评

估。

3.1抽出技术适宜性评估

3.1.1应用情景分析

在确定的风险管控或修复模式下,可选择单一抽出技术或与

其他技术组合的方式开展地下水污染风险管控或修复。抽出技术

可用于污染源削减、污染羽控制、污染羽修复等抽出策略。风险

管控模式下,抽出技术可应用于高浓度区地下水中污染物的削

减、污染羽的水力截获等;修复模式下,抽出技术可应用于修复

前期

9

地下水中污染物的削减、地下水污染整体修复治理等,详见表

lo

表1风险管控模式和修复模式下抽出技术应用

治理模式技术应用抽出策略选择工作目的

采用抽出技术开展水力截获,对污染

污染羽控制羽进行捕获,阻止污染羽的进一步扩

抽出技术

采用抽出技术实现高浓度污染物的大

风险管控幅削减,减小污染源对下游的影响,

污染源削减+污染羽控制

模式同时结合水力截获实现对污染羽的阻

采用抽出技术实现高浓度污染物的大

抽出技术+

污染源削减幅削减,结合原位注入、可渗透反应

其他技术

格栅等其他技术实现对污染羽的阻控

治理模式技术应用抽出策略选择工作目的

抽出技术污染羽修复采用抽出技术达到修复目标

采用抽出技术开展水力截获,阻止污

染羽的进一步扩散,结合原位注入、

污染羽控制

可渗透反应格栅等其他技术达到修复

修复模式

抽出技术+目标

其他技术

采用抽出技术实现污染物的大幅削

污染源削减减,结合原位注入、可渗透反应格栅

等其他技术达到修复目标

(1)污染源削减策略

通过在高浓度区布井抽水,改变高浓度区水力梯度,减少高

浓度区的受污染地下水向下游迁移,大幅削减含水层中污染物含

量,减少污染物扩散通量。风险管控模式下,可采用污染源削减

策略,结合水力截获以及其他技术,高效消减含水层中的污染

物。修复模式下,可在修复前期利用污染源削减策略降低高浓度

10

区污染物含量,在修复后期结合原位注入、可渗透反应格栅等技

术达到修复目标。

(2)污染羽控制策略

通过在污染羽下游区域布井抽水,形成捕获区,阻止污染羽

扩散或降低其扩散速度,保护下游敏感受体。风险管控模式下,

可采用污染羽控制策略,通过单井或群井抽水,在抽水井下游形

成驻点,有效阻止污染羽向下游迁移,也可结合污染源削减策

略,实现对高浓度区的定向消减。修复模式下,可采用污染羽控

制策略结合其他治理技术实现既定的修复目标。

(3)污染羽修复策略

修复模式下,可采用单一抽出技术进行污染羽修复,通过针

对污染羽布井抽水,形成捕获区,逐步减小污染羽的体积,

降低污染物浓度,使其达到修复目标。

3.1.2适用性分析

11

抽出技术适用于氯代烧、苯系物、重金属等污染物,一般适

用于含水层渗透系数(等效)不小于5x10-4cm/s的粉砂至卵砾石

的孔隙介质、基岩裂隙介质等。

污染源削减策略以大幅削减污染物含量为主要目的,一般应

用于风险管控或修复的前期,除溶解态污染物外,对非水溶性有

机物同样具有一定的去除效果。为达到风险管控或修复目标,通

常需结合其他如原位注入、可渗透反应格栅等技术开展。

污染羽控制策略一般应用于污染羽下游,在渗透性、富水性

较好的地区,容易形成稳定的降落漏斗截获污染羽,控制溶解态

污染物的迁移扩散,对于有机物、重金属等大多数污染物具有较

好的适用性。

污染羽修复策略适用性主要取决于水文地质条件和污染物性

质,通常对均质含水层中迁移性较强的污染物适用性较好,其适

用性见表2。当存在非水溶性有机物时,可根据地块条件采用污

染源削减策略、污染羽控制策略,结合其他技术开展地下水污染

修复。

12

表2污染羽修复策略适用性评估表

亏染物性质溶解性污染物非水溶性有机物

迁移性强迁移性吸附性强

吸附性强轻质重质

水文地质条(可降解/挥发)强(可降解/挥发)

均质含水层A(1)A(1-2)B⑵B(2-3)B(2-3)B(3)

非均质含水层B⑵B⑵B⑶B⑶B(3)C(4)

裂隙介质B(3)B(3)B(3)B(3)C(4)C(4)

注:A类代表利用现行技术可达修复目标。B类代表利用现行技术是否可达修复目标需要具体评估。C类代

表利用现行技术无法达到修复目标。括号内数字代表修复难度,1代表最容易,4代表最难。

3.2处理技术适宜性评估

3.2.1应用情景分析

处理技术应根据污染物类型、浓度水平和抽水量进行选择,

可借鉴工业废水的处理方法,主要分为两大类,即物理/化学法和

生物法,见表3o

表3常用不同类型水处理方法

类别适用条件工艺类型

13

令吹脱

令颗粒活性炭吸附

利用物理方法、化学方法、物理-化令离子交换

物理/

学联用方法对污染物进行去除。适用令反渗透

化学

的污染物类型多,浓度范围大令化学沉淀

令化学氧化

令过滤

利用微生物对有机物进行降解去除。令活性污泥系统

生物适用于浓度较低且生物过程不受抑制令序批处理反应器

的污染物处理

令好氧流化床生物反应器

3.2.2适用性分析

处理技术适用性分析一般包括技术初筛和技术可行性分析。

(1)技术初筛

根据抽出地下水中污染物类型、污染物浓度水平、抽水量,

结合地块条件,确定处理规模、进水浓度要求,对比不同水处理

技术的优缺点,初步筛选一种或多种适宜的处理技术,不同技术

的适用性和优缺点参见附录Ao

(2)技术可行性分析

通过实验室小试、现场中试,针对初步筛选的一种或多种适

宜的处理技术,开展可行性分析。实验室小试根据受污染地下水

的污染物类型、浓度水平开展实验,分析技术可行性,确定工艺

参数,如污染物处理浓度上限、预处理要求、成本、周期等。现

14

场中试应结合地块条件、污染物类型、浓度水平等选择适宜的中

试单元开展,识别潜在问题,确定经济、有效的处理技术,优化

工程设计和施工所需要的参数。

经小试或中试验证,处理技术无法有效降低污染物浓度、缺

乏施工条件、建设或运行成本超出可接受范围时,需考虑选择其

他技术开展地下水污染风险管控或修复工作。

第四章地块概念模型更新

地块环境调查和风险评估阶段构建的地块概念模型,应在风

险管控或修复的全过程中,根据资料收集、背景信息分析以及工

程运行监测等获取的数据进行动态更新,逐步完善水文地质条

件、污染源特征、污染羽分布、敏感受体特征等刻画。概念模型

更新资料来源参见附录B。

15

4.1水文地质特征刻画

抽出一处理工程设计中所需的水文地质参数包括地下水位埋

深、地下水流速、渗透系数、给水度、有效孔隙度、水力梯度

等,见表4O

表4抽出一处理技术所需水文地质参数

水文地质参数参数用途数据获取方法

渗透系数用于计算地下水抽出速率、地下水抽水量抽水试验、微水试验

有效孔隙度用于计算地下水实际流速

弹性释水系数用于计算承压含水层地下水抽水量抽水试验

给水度用于计算潜水含水层地下水抽水量

水力梯度用于确定地下水流及污染物迁移方向和速度水位统测

地下水流速用于确定污染物迁移的方向和速度水位统测'抽水试验

地下水位埋深(丰、

用于确定抽水井的筛管位置水位统测

平、枯)

介质粒径分布用于确定填料粒径及井筛滤网的筛孔尺寸岩心采样、土工试验

用于确定重质非水溶性有机物的迁移方向和可能

含水层底板特征钻探、物探

的富集区域

4.2污染源特征刻画

应明确污染源类型,地面、地下装置/设施渗(泄)漏情况,

污染源释放特征,以及特征污染物是否以非水溶相形式存在等。

16

4.3污染物分布特征刻画

污染物分布特征可通过资料收集、地块调查、抽出一处理工

程运行监测数据进行刻画。具体包括:(1)污染物类型、性质、

污染程度及范围;(2)污染物分布随时间、空间的变化特征。

4.4敏感受体识别

敏感受体识别可通过资料收集、地块调查,结合调查阶段健

康风险评估结果,对污染源周边受到潜在影响的水源、地表水体

和居民区等进行分析确认。具体包括:(1)敏感受体的分布;

(2)地下水与地表水体的水力联系;(3)人群健康风险。

布设抽水井应能保证形成的目标捕获区足够大,可有效阻止

污染向下游敏感受体进一步扩散。实施抽出一处理工程过程中,

应对敏感受体开展周期性采样和评估。

第五章工程设计

抽出一处理工程设计工作的主要内容应包括抽出系统设计、

17

处理系统设计等。抽出系统设计包括目标捕获区确定、抽水井布

设、抽水井及监测井设计等。处理系统设计包括处理工艺设计、

处理规模设计、辅助设施设计及排水去向设计等。

5.1抽出系统设计

在不同抽出策略下,根据地块特征资料,确定目标捕获区范

围(捕获区分析与计算方法见附录C),评估抽水井的抽出效率

(抽出效率评估方法见附录D),设计抽水井布置方案。必要时,

可利用模拟-优化软件确定最优布井方案。

5.1.1抽出策略选择

在确定的修复或风险管控模式下,综合考虑污染物削减、污

染羽阻控或达到修复目标等目的,可采用不同的抽出策略,基于

约束条件,合理布设抽出井、注水井等。当采用抽出技术或与其

他技术联用实现高浓度污染物的大幅削减,减小污染源对下游的

影响时,可选择污染源削减策略;当采用抽出技术开展水力截获

或与其他技术联用,实现对污染羽的阻控时,可选择污染羽控制

策略;当采用抽出技术实现修复目标时,可选择污染羽修复策

略。

18

(1)污染源削减策略

根据污染源削减策略的工作目的,捕获区范围、污染物抽出

效率、污染物削减率是评估污染源削减策

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