何允玉王铎郭都

（江苏大地益源环境修复有限公司江苏南京210002）

1 技术由来

在场地地下水修复实践中，采用了很多技术。基于挥发性有机污染物物理去除原理，曝气技术、气提技术、吹脱技术被普遍采用。遗憾的是：这些技术的应用都有明显的局限性。一种新型的地下水挥发性有机污染物处理技术---循环井工艺应运而生，它将曝气、气提、吹脱集成于一体，克服了地下水抽出处理周期长、水处理费昂贵，曝气处理影响半径有限、去除速率低的缺点。

2 技术介绍

图1循环井工艺系统示意图

图1 为循环井工艺系统示意图。循环井工艺系统集成在一个大于4英寸的井内，由三部分组成：曝气、抽提、吹脱。

井内曝气增加地下水中溶解氧含量及井内气流强度，同时抬升井内水位，促使井内地下水溢流进入井周围含水层渗流区域。潜水泵安装在井的底部，将地下水提升至井顶部后通过喷头向下喷淋，井内曝气和气体抽提增加气液传质界面，增强气体吹脱效果，同时，潜水泵的抽取促使井周围地下水由井底部进入井内，推动地下水循环。井的顶部安装真空密封装置，气提装置将井内和井周围非饱和带中的气体抽出，产生的负压进一步抬高了井内水位，扩大了水循环的影响半径。综合上述过程，循环井工艺系统实际上担当着地下吹脱塔的角色。

经过曝气、抽提、吹脱后富含溶解氧的水回到井内，水位抬升后溢流进入地下含水层渗流区域，水力作用加大了水循环的影响半径，也强化了地下水中微生物对有机物的好氧降解。循环井工艺曝气过程中还可以加入紫外线处理和臭氧处理，以提高不同污染物的处理效果。

3 成本比较

循环井工艺系统初始的投入费用和安装成本与单独的曝气系统相当，因为单独的曝气系统需要建立许多独立的气提井，与之相连的有挖掘和井位安装费用，循环井增加的泵和管道费用正好与之相抵消。就整个项目的费用而言，由于循环井工艺大大缩短了项目工期，与曝气技术相比，循环井工艺系统节省75%的费用。实际的成本节省因场地而异，计算应该用缩短的工期乘以每年的设备运行和维护费用。

4 技术优势

循环井工艺显然是对现有工艺的巨大改进。从该技术几个场地的实际应用看，循环井工艺能实现现有技术无法达到的效果，循环井工艺具体的优势包括：

单井，多种技术组合

营造地下水力循环

无注射、排放费用

适用于地下水、饱和区和非饱和区修复

证明对挥发性有机物（烃类、芳烃类、氯代有机物类）有效

无地表排放和处理

启动修复用其他技术无法达到修复目标的场地

使用普通4英寸井构造

增强烃类和甲基叔丁基醚的生物降解

以通过现有的气提井/抽提井改造而成

有复杂的部件

对低的安装和运行维护成本

风险

5 案例研究

5.1 某一工业干洗店场地，场地地势相对平整，场地以东300m处有一河流。该场地土壤以淤泥质细砂、壤土为主。经土壤钻孔和地下水检测井检测，场地好几处非常深的地方检测到四氯乙烯（PCE），土壤中PCE最高浓度达到47000ug/kg，地下水中达到了20000ug/l。用常规的修复技术修复了几年后发现：修复基本已经停止，PCE浓度在一个范围内波动，无法达到修复目标。为了尽快完成修复，改用循环井工艺。循环井被安装在污染源区，在距循环井5—6m处，设立了监测井。在循环井投用前，监测井中的PCE浓度和溶解氧分别为2700ug/l和1.23mg/l，循环井投入运行半个月后，监测井中PCE浓度降低了90%至240ug/l，溶解氧的浓度增加到9.57mg/l。循环井运行70天后，PCE浓度降到79ug/l，相当于该地区地下水中PCE的本底值。

5.2 某化工场地，场地地势较高，土壤由淤泥质粘土和粘土组成，地下水埋深地下10m左右，水力梯度较大，挥发性有机物（VOCs）在地下水源头区域超过了80000ug/l。经对现有抽提井和管道改造后，循环井工艺投入运行，二个月后，周围监测井内，挥发性有机物的浓度减低了30—85%，根据溶解氧和挥发性有机物浓度改变得知：循环井工艺影响半径超过了15m。

5 结论

案例研究显示：循环井工艺是去除地下水中挥发性有机污染物的有效技术，它能在较短的时间内加速场地修复进程和显著减少VOCs浓度。循环井工艺在几周内达到的污染物去除效果是其他技术在几年内达到的效果。循环井工艺从曝气、抽提、吹脱、强化生物降解中获得的综合效果使得该技术成为卓有成效、高效经济的修复技术。

[1]污染土壤修复原理与方法[M].北京:科学出版社,2004.

[2]井柳新,程丽.地下水污染原位修复技术研究进展[J].水处理技术,2010,36(7):6-9.

[3]冉德发,王建增.石油类污染地下水的原位修复技术方法论述[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2005增刊:206-208.

[4]沈铁孟,黄国强,李凌等.石油污染土壤的原位修复技术[J].2002,(3):13-15.