一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法
【專利摘要】一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法，涉及地下水處理。提供可解決地下水曝氣過程中空氣孔道分布不均勻，污染物難以從土壤脫離等問題，可提高系統(tǒng)的修復效率的一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法。1）在地下水污染區(qū)域打至少1口曝氣井；2）在地下水不飽和區(qū)域打至少1口抽提井；3）將表面活性劑由注入泵通過曝氣井注入地下水中；4）開啟抽提泵，使不飽和區(qū)形成負壓；5）開啟曝氣泵，向地下水中曝入空氣。利用混合的生物表面活性劑水溶液通過注入泵打入地下水曝氣裝置的每個曝氣井中，以實現污染地下水修復中的物理脫除和微生物降解雙重強化和耦合的效果。不需單獨設置表面活性劑注入井，直接利用現有的曝氣井即可實現，操作簡便。
【專利說明】一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及地下水處理，特別是涉及一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法。
【背景技術】
[0002]地下水是人類賴以生存的基礎資源，隨著全球工業(yè)的發(fā)展，人類在生產和生活中產生的三廢物質，經常直接或者間接地通過大氣、水體或者生物傳播的方式進入地下水，地下水一旦受到污染，對環(huán)境的影響是持續(xù)且不可逆轉的，尤其是地下水有機污染，現已構成危害全球環(huán)境的一大要素。
[0003]地下水修復歷來是世界性難題。早期對地下水有機污染的治理主要是采用異位泵處理法，將地下水抽至地面上進行塔式氣提、活性炭吸附或生物處理等。該方法因處理水量和動力消耗太大致使成本很高，且對于在土壤介質中吸附性強、水溶性低的石油烴來說，難以用泵處理技術完全清除。
[0004]地下水曝氣(air sparging, AS)技術是一種有效的地下水污染原位修復技術，在20世紀90年代后得到廣泛應用。但是它對現場條件具有敏感性，根據現有的實驗和現場觀測，在地下水曝氣過程中空氣不是以氣液充分接觸型的分散、破碎氣泡流上升，而是通過固定氣體孔道方式穿越飽和土壤層，因而AS過程的生物降解方面氧氣的實際利用率很低，絕大部分氧隨主體氣流通過孔道排出，而其他區(qū)域的污染物需要通過擴散才能去除。[文獻 IWaduge, W A P; Soga, K; Kawabata J.Effect of NAPL entrapmentconditions on air sparging remediation efficiency.[J].Journal of hazardousmaterials, 2004, 110(1-3):173-183.]另外，有些透鏡體的有機污染揮發(fā)性較差，和土壤介質緊密結合在一起很難脫除[文獻2McCray, John E and Falta, Ronald ff.Numericalsimulation of air sparging for remediation of NAPL contamination[J].GroundWater, 1997，35(1):99-110.]。由此可見，常規(guī)的地下水曝氣方法不能解決復雜的地下水污染問題。中國專利CN10179224報道一種原位強化曝氣修復受污染地下水的方法，該專利采用普通的表面活性劑，容易對環(huán)境造成二次污染，而且需要單獨設立表面活性劑注入井，操作較為復雜，成本較高。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現有技術的上述不足，提供可解決地下水曝氣過程中空氣孔道分布不均勻，污染物難以從土壤脫離等問題，可提高系統(tǒng)的修復效率的一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法。
[0006]本發(fā)明包括以下步驟:
[0007]I)在地下水污染區(qū)域打至少I 口曝氣井；
[0008]2)在地下水不飽和區(qū)域打至少I 口抽提井；
[0009]3)將表面活性劑由注入泵通過曝氣井注入地下水中；[0010]4)開啟抽提泵，使不飽和區(qū)形成負壓；
[0011]5)開啟曝氣泵，向地下水中曝入空氣。
[0012]在步驟1)中，所述曝氣井的低端可穿過污染區(qū)域下1.6m ;所述曝氣井設至少2 口，曝氣井的間距可為1.5~10m。
[0013]在步驟2)中，所述抽提井的低端可高于地下水面0.3m ;所述抽提井設至少2 口，抽提井的間距可為1.5~10m。
[0014]在步驟3)中，所述表面活性劑可選自鼠李糖酯、多糖脂肪酸混合物等環(huán)境友好的生物表面活性劑中的至少一種，所述鼠李糖酯、多糖脂肪酸混合物等環(huán)境友好的生物表面活性劑可采用市售產品；所述表面活性劑可采用一次性加入或分批次加入的方法；所述表面活性劑注入量可為150~200mL/m2地下水；
[0015]所述注入泵是與曝氣井相聯(lián)通，直接通過注入泵向曝氣井中注入表面活性劑。
[0016]在步驟5)中，所述曝入空氣的曝氣流量可為0.125~0.5m3/min。
[0017]本發(fā)明采用表面活性劑地下水修復技術，是在利用混合的生物表面活性劑水溶液通過注入泵打入地下水曝氣裝置的每個曝氣井中，以實現污染地下水修復中的物理脫除和微生物降解雙重強化和耦合的效果。
[0018]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0019](I)本發(fā)明不需要單獨設置表面活性劑注入井，直接利用現有的曝氣井即可實現，操作簡便。
[0020](2)表面活性劑可吸附在土壤介質表面，容易降解那些吸附于土壤表面、難于采用氣提脫除的膜狀有機污染物。
[0021](3)加入的表面活性劑可大大分散有機相，減小游離有機液滴的半徑，并使之穩(wěn)定在附近的土壤介質中，從而可有效防止污染物的橫向和縱向遷移，增加地下水曝氣修復的效率。【具體實施方式】
[0022]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0023]在地下水污染區(qū)域打至少2 口曝氣井，曝氣井低端穿過污染區(qū)域下1.6m，曝氣井間距1.5~10m。在不飽和區(qū)域打至少2 口抽提井，抽提井低端高于地下水面0.3m，抽提井間距1.5~10m。將生物表面活性劑由注入泵通過曝氣井注入地下水中，表面活性劑注入量為:150~200mL/m2地下水，使表面活性劑均勻分布在地下水中。開啟抽提泵，使不飽和區(qū)形成負壓。然后開啟曝氣泵，向地下水中曝入空氣，曝氣流量0.125~0.5m3/min。
[0024]實施例1:
[0025]本實施例中待處理的地下水為化工產附近地下水，地下水埋深2.0m,含水層厚度15.0m0地下水的污染物含量(苯)為1.5 (mg/L)。在此地下水污染區(qū)域打至少2 口曝氣井，曝氣井低端穿過污染區(qū)域下1.6m，曝氣井間距3m。在不飽和區(qū)域打至少2以上抽提井，抽提井低端高于地下水面0.3m，抽提井間距3m。將0.1~IL的鼠李糖酯由注入泵通過曝氣井注入地下水中。開啟抽提泵，使不飽和區(qū)形成負壓。然后開啟曝氣泵，向地下水中曝入空氣，曝氣流量0.2m3/min。
[0026]下面對本發(fā)明的表面活性劑強化地下水修復技術實施例1作效果說明，為了體現本發(fā)明的實施效果，在相同地址和污染條件下，與未加入表明活性劑的地下水曝氣過程進行比較。[0027]經過3個月的地下水曝氣修復效果間表1所示。
[0028]表1實施例1修復系統(tǒng)參數
[0029]
【權利要求】
1.一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法，其特征在于包括以下步驟: 1)在地下水污染區(qū)域打至少I口曝氣井； 2)在地下水不飽和區(qū)域打至少I口抽提井； 3)將表面活性劑由注入泵通過曝氣井注入地下水中； 4)開啟抽提泵，使不飽和區(qū)形成負壓； 5)開啟曝氣泵，向地下水中曝入空氣。
2.如權利要求1所述一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法，其特征在于在步驟O中，所述曝氣井的低端穿過污染區(qū)域下1.6m。
3.如權利要求1所述一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法，其特征在于在步驟O中，所述曝氣井設至少2 口，曝氣井的間距可為1.5~10m。
4.如權利要求1所述一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法，其特征在于在步驟2)中，所述抽提井的低端高于地下水面0.3m。
5.如權利要求1所述一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法，其特征在于在步驟2)中，所述抽提井設至少2口，抽提井的間距可為1.5~10m。
6.如權利要求1所述一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法，其特征在于在步驟3)中，所述表面活性劑選自鼠李糖酯、多糖脂肪酸混合物中的至少一種。
7.如權利要求1所述一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法，其特征在于在步驟3)中，所述表面活性劑采用一次性加入或分批次加入的方法。
8.如權利要求1所述一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法，其特征在于在步驟3)中，所述表面活性劑注入量為150~200mL/m2地下水。
9.如權利要求1所述一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法，其特征在于在步驟3)中，所述注入泵是與曝氣井相聯(lián)通，直接通過注入泵向曝氣井中注入表面活性劑。
10.如權利要 求1所述一種利用表面活性劑強化的地下水修復方法，其特征在于在步驟5)中，所述曝入空氣的曝氣流量為0.125~0.5m3/min。
【文檔編號】C02F3/02GK103896391SQ201410154753
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權日:2014年4月17日
【發(fā)明者】鄭艷梅, 李清彪, 何寧, 孫道華, 王遠鵬, 黃加樂, 王海濤 申請人:廈門大學