环境 催化 地下水处理

第14卷第3期

2003年5月 水科学进展ADVANCESINWATERSCIENCEVol114,No13

May,2003

地下水有机污染处理的渗透性反应墙技术

崔俊芳,郑西来,林国庆

(中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛 266003)

摘要:系统介绍了一种新的地下水污染原位治理方法(渗透性反应墙),具体包括渗透性反应墙的布置形式、介质选

取、反应机理、应用现状以及存在问题等。在工程实践中,根据现场的水文地质条件和地下水中有机污染物的特

点,可以通过改变反应墙的布置形式来有效地截获羽状体。与传统的抽出-处理系统相比,渗透性反应墙具有处理

费用低、使用寿命长等特点,特别对高密度非水溶相液体(DNAPLs)形成的污染羽状体有较好的处理效果。

关 键 词:渗透性反应墙;地下水污染;非水溶相液体

中图分类号:X523 文献标识码:A 文章编号:100126791(2003)032363205

石油开采过程中原油的泄漏、工业有机废水的超标排放、农药与化肥的过量使用、垃圾渗滤液的淋滤、城镇居民生活污水的入渗等都可以造成地下水的有机污染。常见污染地下水的有机物有25种,其中10种是氯代有机物,而TCE(三氯乙烯)、DCE(二氯乙烷)是最常见的[1,2]。当水中氯代有机物溶剂的含量比较高时,可以形成高密度的、粘稠的非水溶相液体(DNAPLs)。非水溶相液体比水密度大,可通过包气带和含水层向下渗透,形成残余非水溶相液体。而存在于在包气带和饱和带中的这种残留液体将成为地下水的长期污染源,并在地下水中形成大面积的污染羽状体。另外,氯代有机物的溶解度较低、很难被生物降解、且迁移距离大,所以在含水层中能存在几年到几百年[3]。因此,必须寻找一种合适的方法来有效地处理这类地下水的污染。

这种高密度非水溶相液体的污染源很难找到,即使找到也很难处理,因此切实可行的方法是控制和处理其羽状体。传统的方法是利用抽出-处理系统来捕捉处理羽状体,然而它在现场处理污染地下水的应用结果和最近的研究表明,只要污染源和羽状体存在,抽出-处理系统就要运行几年甚至几十年,费用很大,同时对重非水溶相液体的去除效果甚微。此外,污染物在地下水中的复杂行为也会常常影响此法的有效性。近年来出现的渗透性反应墙(permeablereactivebarrier,PRB)是可替代传统的抽出-处理系统的一种有效方法[7],其主要优点是不需泵抽和地面处理系统,且反应介质消耗很慢,有几年甚至几十年处理潜力。除了需长期监测外,几乎不需运行费用[8,9]。此外,溶解的金属(如铬)、石油烃的污染也可用渗透性反应墙法进行控制和处理[10~12]。1 反应墙的结构

渗透性反应墙由反应单元和隔水漏斗两部分组成,其中反应单元用来放置反应介质(如铁屑)[13~16]。当污染的地下水流经反应单元时,有机氯化物与反应介质接触,被降解为无毒的去卤化有机化合物和无机氯化物。渗透性反应墙可安装成连续性反应单元(continuousreactivebarrier)(图1(a))、隔水漏斗-导水门(funnel2and2gate)系统(图1(b))。在隔水漏斗-导水门中,反应单元为反应墙的一部分,隔水漏斗是嵌入隔水层中,以防止污染的地下水通过渗流进入下游未污染区。隔水漏斗是由封闭的片桩或泥浆墙组成,用来引导或汇集地下水,使其流向渗透性反应单元,这种结构有时能更好地截获羽状体。例如,当污染物分布不规则时,隔水漏斗-导水门

收稿日期:2002203211;修订日期:2002205230

基金项目:国家自然科学基金资助项目(40272108)

作者简介:崔俊芳(1975-),女,河北邯郸人,中国海洋大学硕士研究生,主要从事地下水污染治理研究。