❶ 治理地下水污染的技術措施
治理地下水污染的技術措施不外乎四個方面:①去除污染源;②清除污染的土壤、包氣帶及地下水;③改變污染物的遷移路徑;④增強含水層的凈化能力。
1.去除污染源
將污染源從地下水防污能力較弱的地區或水源地防護區內清理出去是徹底治理地下水污染的有效辦法。為此,可在污染企業中建立污水(物)處理系統,或企業間構建三廢資源化系統,將廢棄的有害、有毒物質回收或者再利用。在城市居民區可推廣「中水」利用,以減輕生活污染負荷對環境的壓力。
2.清除土壤、包氣帶及地下水中的污染物
長期過量使用農葯、殺蟲劑和污水灌溉的農田,或發生化學品泄露的倉庫、加油站、垃圾填埋場等附近的土壤和包氣帶已被嚴重污染,在有可能不斷釋放污染物的地段,應考慮「換土」———將富集的污染物連同土壤一起挖出運走另行處理,回填未污染的土壤或填充物。對於距離水源地較近或污染濃度過高難以通過天然凈化作用去除有害有毒組分的地下水,可考慮抽水凈化的辦法。
換土法和抽水凈化法是目前世界各國普遍採用的治理方法。由於其成本較高,實施前必須查明污染區土壤包氣帶、地下水的污染組分濃度和危害程度,並論證這些方法的有效性和必要性。與此同時,還需要對置換的土壤、抽出的地下水作妥善處理,避免二次污染。
在地下水徑流強度較大地區,也可考慮利用淋濾沖洗法和化學處理法清除土壤包氣帶和地下水的污染物。具體實施時,可根據污染組分的物理化學性質,用清水或加入化學試劑對土層灌注淋洗。其作用有兩個:一是促進污染組分快速遷移進入地下水;二是使某些污染物生成難溶物質,使其固定在土壤中阻止進一步遷移。為防止二次污染,使用淋濾沖洗法要設計排水系統,用垂直或水平集水建築物回收進入含水層的淋洗液。如瑞典用此方法對一個農葯廠場地污染進行處理,在實施前,工廠周圍淺部土層設置了密集的滲水管網,含水層中布置了許多集水管道,最終實現了清除污染物和回收淋濾液的效果,抽出的淋濾液用活性炭吸附凈化,整個過程用了五、六年才完成。對於淋洗過程中產生的難溶物質要注意滿足以下要求:①生成物應具有穩定的物理、化學特性,不易再次遷移;②盡量避免對其他無害組分,特別是植物生長所必需的養分造成過度耗損。
3.改變污染物的遷移路徑
與清除污染源相聯系的另一種思路就是改變污染物的遷移路徑。具體地說,可有兩種選擇,一是將現有污染源搬到地下水防污能力較強的地段,或者移至地下水局部流動系統的匯區以減小其擴散能力;二是對現有污染源進行防滲漏處理,切斷對地下水的污染途徑。
4.增強地區環境的凈化能力
增強地區環境的凈化能力包括兩個方面,一是增強含水層的凈化能力,主要是設置反應性滲透牆,做法是在地下開挖槽溝,槽內充填可生物降解的聚合物或具有強吸附、氧化還原能力的固體液體添加劑,當污染水流經牆體時,污染物可被去除或降解;二是利用地表的植物吸納功能和坑塘、濕地的自凈作用,使地表的污染物在經過土壤或地表水體下滲途中被攔截、吸收。
❷ 地下污水管道破裂
根據你描述的這種情況一,問一下地下污水管道破裂怎麼去處理。這個只有把漏水外處挖開。然後堵住漏點即可使用了。
❸ 地下污水集水井維修有哪些危害因素
地下污水集水井維修的危害因素主要是集水井易導致硫化氫氣體聚集;含砷礦渣遇水後產生砷化氫氣體;容器內從事電焊維修導致氮氧化物聚集等。
注意密閉空間所處周圍環境,如果密閉空間所處的周圍環境有產生有害氣體的條件,應考慮有害氣體向密閉空間聚集的可能,特別是比重較大的硫化氫氣體較易向低窪的密閉空間沉集。
❹ 石英砂在水處理方面能起到什麼作用
石英砂濾料是用在水處理過程中對水中的懸浮物和水面漂浮物進行攔截,就像內水經過砂石容滲透到地下一樣,將水中的那些懸浮的物阻攔下來,主要針對那些細微的懸浮物。從而起到凈化過濾的作用,普通石英砂是用在污水處理中,使用壽命可達三到五年,精緻石英砂是專業於純水處理當中,使用壽命可在一到兩年,不如及時更換水質將不及以前處理水質效果好。
由於石英砂所具有的獨特的物理、化學特性、使得其在航空、航天、電子、機械以及當今飛速發展的產業中佔有舉足輕重的地位,特別是其內在分子鏈結構、晶體形狀和晶格變化規律,使其具有的耐高溫、熱膨脹系數小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應、諧振效應以及獨特的光學特性,在許多高科技產品中發揮著越來越重要的作用。
❺ 污水土地處理由哪幾種主要類型各種污染物是如何得以去除的
污水土地處理有五種主要類型:
1、慢速滲濾系統:慢速滲濾系統的污水投配負荷一般較低,滲流速度慢,故污水凈化效率高,出水水質優良。通過過濾、沉澱、吸附和生物降解作用等過程使污水得到凈化。適用於滲水性良好的土壤及蒸發量小、氣候潤濕的地區。
2、快速滲濾系統:快速滲濾土地處理系統是一種高效、低耗、經濟的污水處理與再生方法。適用於滲透性能良好的土壤,如砂土、礫石性砂土、砂質壚坶等。污水灌至快速濾滲田表面後很快下滲進入地下並最終進入地下水層。灌水與休灌反復循環進行,使濾田表面土壤處於厭氧-好氧交替運行狀態,依靠土壤微生物將被土壤截留的溶解性和懸浮有機物進行分解,使污水得以凈化。
3、地表漫流系統:地表漫流系統適用於滲透性的黏土或亞黏土,地面的最佳坡度為
2%-8%。廢水以噴灌法或漫灌法有控制地在地面上均勻地漫流,流向設在坡腳的集水渠,在流動過程中少量廢水被植物攝取、蒸發和滲入地下。地面上種牧草或其他作物供微生物棲息並防止土壤流失,尾水收集後可回用或排放水體。
4、濕地處理系統:濕地處理系統是一種利用低窪濕地和沼澤地處理污水的方法。污水有控制地投配到種有蘆葦、香蒲等耐水性、沼澤性植物的濕地上,廢水在沿一定方向流動過程中,在耐水性植物和土壤共同作用下得以凈化。
5、地下滲濾處理系統:地下污水處理系統是將污水投配到距地面約0.5m深、有良好滲透性的底層中,藉毛管浸潤和土壤滲透作用,使污水向四周擴散,通過過濾、沉澱、吸附和生物降解作用等過程使污水得到凈化。
❻ 地下水污染水力控制措施怎麼理解
隨著工業生產的高速發展,我國地下水污染的問題日益突出,地下水污染所帶來的對環境和經濟發展的影響也日趨顯露。因此,加強對地下水污染的治理和相應技術的開發就成為一種迫切的需要。客觀上講,我國目前在地下水污染調查及地下水污染物遷移轉化模式方面做了不少基礎性工作,但在具體的地下水污染治理技術方面做的工作卻不多,而國外,尤其是歐美國家自20世紀70年代以來在地下水點源污染治理方面取得了很大的進展,且逐漸發展形成較為系統的地下水污染治理技術。地下水污染治理技術歸納起來主要有:物理處理法、水動力控製法、抽出處理法、原位處理法。
1.1物理法
物理法是用物理的手段對受污染地下水進行治理的一種方法,概括起來又可分為:
①屏蔽法
該法是在地下建立各種物理屏障,將受污染水體圈閉起來,以防止污染物進一步擴散蔓延。常用的灰漿帷幕法是用壓力向地下灌注灰漿,在受污染水體周圍形成一道帷幕,從而將受污染水體圈閉起來。其他的物理屏障法還有泥漿阻水牆、振動樁阻水牆、板樁阻水牆、塊狀置換、膜和合成材料帷幕圈閉法等,原理都與灰漿帷幕法相似。總的來說,物理屏蔽法只有在處理小范圍的劇毒、難降解污染物時才可考慮作為一種永久性的封閉方法,多數情況下,它只是在地下水污染治理的初期,被用作一種臨時性的控制方法。
②被動收集法
該法是在地下水流的下游挖一條足夠深的溝道,在溝內布置收集系統,將水面漂浮的污染物質如油類污染物等收集起來,或將所有受污染地下水收集起來以便處理的一種方法。被動收集法一般在處理輕質污染物(如油類等)時比較有效,它在美國治理地下水油污染時得到過廣泛的應用。
1.2水動力控製法
水動力控製法是利用井群系統,通過抽水或向含水層注水,人為地改變地下水的水力梯度,從而將受污染水體與清潔水體分隔開來。根據井群系統布置方式的不同,水力控製法又可分為上游分水嶺法和下游分水嶺法。上游分水嶺法是在受污染水體的上游布置一排注水井,通過注水井向含水層注入清水,使得在該注水井處形成一地下分水嶺,從而阻止上游清潔水體向下補給已被污染水體;同時,在下游布置一排抽水井將受污染水體抽出處理。而下游分水嶺法則是在受污染水體下游布置一排注水井注水,在下游形成一分水嶺以阻止污染羽流向下游擴散,同時在上游布置一排抽水井,抽出清潔水並送到下游注入。同樣,水動力控製法一般也用作一種臨時性的控制方法,在地下水污染治理的初期用於防止污染物的擴散蔓延。
1.3抽出處理法
抽出處理法是當前應用很普遍的一種方法,可根據污染物類型和處理費用來選用,大致可分為三類:
①物理法。包括:吸附法、重力分離法、過濾法、反滲透法、氣吹法和焚燒法等。
②化學法。包括:混凝沉澱法、氧化還原法、離子交換法和中和法等。
③生物法。包括:活性污泥法、生物膜法、厭氧消化法和土壤處置法等。受污染地下水抽出後的處理方法與地表水的處理相同,需要指出的是,在受污染地下水的抽出處理中,井群系統的建立是關鍵,井群系統要能控制整個受污染水體的流動。處理後地下水的去向有兩個,一是直接使用,另一個則是用於回灌。用於回灌多一些的原因是回灌一方面可稀釋受污染水體,沖洗含水層;另一方面還可加速地下水的循環流動,從而縮短地下水的修復時間。
1.4原位處理法
原位處理法是地下水污染治理技術研究的熱點,不但處理費用相對節省,而且還可減少地表處理設施,最大程度地減少污染物的暴露,減少對環境的擾動,是一種很有前景的地下水污染治理技術。原位處理技術又包括物理化學處理法及生物處理法。
1.4.1物理化學處理法
①加葯法。通過井群系統向受污染水體灌注化學葯劑,如灌注中和劑以中和酸性或鹼性滲濾液,添加氧化劑降解有機物或使無機化合物形成沉澱等。
②滲透性處理床。滲透性處理床主要適用於較薄、較淺含水層,一般用於填埋滲濾液的無害化處理。具體做法是在污染羽流的下游挖一條溝,該溝挖至含水層底部基岩層或不透水粘土層,然後在溝內填充能與污染物反應的透水性介質,受污染地下水流入溝內後與該介質發生反應,生成無害化產物或沉澱物而被去除。常用的填充介質有:a.灰岩,用以中和酸性地下水或去除重金屬;b.活性炭,用以去除非極性污染物和CCl4、苯等;c.沸石和合成離子交換樹脂,用以去除溶解態重金屬等。
③土壤改性法。利用土壤中的粘土層,通過注射井在原位注入表面活性劑及有機改性物質,使土壤中的粘土轉變為有機粘土。經改性後形成的有機粘土能有效地吸附地下水中的有機污染物。
1.4.2生物處理法
原位生物修復的原理實際上是自然生物降解過程的人工強化。它是通過採取人為措施,包括添加氧和營養物等,刺激原位微生物的生長,從而強化污染物的自然生物降解過程。通常原位生物修復的過程為:先通過試驗研究,確定原位微生物降解污染物的能力,然後確定能最大程度促進微生物生長的氧需要量和營養配比,最後再將研究結果應用於實際。現在所使用的各種原位生物修復技術都是圍繞各種強化措施來進行的,例如強化供氧技術大致有以下幾種:
①生物氣沖技術。該技術與原位物化法中的氣沖技術相似,都是將空氣注入受污染區域底部,所不同的是生物氣沖的供氣量要小一些,只要能達到刺激微生物生長的供氣量即可。
②溶氣水供氧技術。這是由維吉尼亞多種工藝研究所(VirginiaPolytechnicInstitute)的研究人員開發的技術,它能製成一種由2/3氣和1/3水組成的溶氣水,氣泡直徑可小到55μm。把這種氣水混合物注入受污染區域,可大大提高氧的傳遞效率。
③過氧化氫供氧技術。該技術是把過氧化氫作為氧源注入到受污染地下水中,過氧化氫分解以後產生氧以供給微生物生長。過氧化氫常常要與催化劑一起注入,催化劑用以控制過氧化氫的分解速度,使之與微生物的耗氧速度相一致。
❼ 埋在地下的污水管不刷膠水要緊嗎
埋在地下的污水管是需要用膠水上緊的,要不然的話有可能在冬季的時候會上凍呢。
❽ 最早出現的地下水修復技術是
針對土壤和地下水污染的現狀,許多國家已採取或正在採取相應的防護措施,使得地下水修復技術成為現在國際環境領域研究的一個熱點問題之一。
(一)滲透反應牆(PRBs)修復技術
滲透反應牆是一個填充有活性反應介質材料的被動反應區,當受污染的地下水通過時,其中的污染物質與反應介質發生物理、化學和生物等作用而被降解、吸附、沉澱或去除,從而使污水得以凈化。PRBs使用的反應材料一般根據污染物的組分及修復目的不同而各異,最常見的是零價鐵(FeO)。其機理是根據化學熱力學和化學反應動力學理論,FeO易被氧化,失去的電子傳遞給具有氧化性的有毒重金屬離子和有機氯代烴等有機物,使其被還原,從而達到地下水修復的目的。
(二)原位曝氣技術
原位曝氣技術是與土壤氣相抽提互補的一種技術,將空氣注入污染區域以下,將揮發有機物從地下水中解析到空氣流並引至地面上處理的原位修復技術。該技術被認為是去除地下水揮發性有機物的最有效方法。將原位曝氣法和土壤蒸氣抽提法相結合,去除砂質地下含水層中的石油烴,結果表明與單獨使用土壤蒸氣抽提法比較,將原位曝氣技術與土壤蒸氣抽提法聯用,28天後石油烴去除量提高19倍,同時原位曝氣還為地下水中殘留的NAPL的去除創造了更有利條件。曝入的空氣能為地下水中的好氧微生物提供足夠氧氣,促進土著微生物的降解作用。該技術在可接受的成本范圍內,能夠處理較多的受污染地下水,系統容易安裝和轉移,容易與其它技術組合使用。但是對既不容易揮發又不易生物降解的污染物處理效果不佳,並且對土壤和地質結構的要求比較高。
❾ 地下水污染的控制與恢復
由於地下水一旦被污染,很難在短期內得到恢復,所以應積極採取預防措施,控制地下水污染的發生。對遭受污染的地下水,要及時採取有效的治理措施,使水質得到盡快恢復。該項工作不僅涉及社會各方面和政府各部門,還要充分注意到技術上的可行性和經濟上的合理性。為此,必須利用系統工程的觀點和方法,將科學管理與先進技術緊密結合起來,主要做好下述幾個方面的工作。
5.5.1 控制地下水污染的行政措施
(1)首先要通過宣傳教育,提高廣大群眾的「環境意識」和「珍惜地下水資源的意識」,讓全社會都關注地下水保護工作。
(2)必須從中央到地方建立起一整套賦有行政和法律權利、又有專業職能的行政及專業機構,對包括地下水資源在內的水資源進行統一、科學和嚴格的管理與保護。水資源的管理和保護機構可以按行政區劃或按水文地質單元來設立,以便形成一元化的有權威的管理機構。其職能應該是:指揮和協調有關部門對水資源的開發與保護;監督和檢查排廢單位的排放情況是否合乎規定;管理管轄范圍內的水文地質資料;組織管轄區內防止地下水污染方面的科學研究,為制定與修改有關地下水資源保護的法令、法律條款提供技術論證;管理建井工作;落實並監督有關地下水資源保護的規劃、法律和法令的實施情況等等。
(3)實行以法管水。我國已先後制定了環境保護法、水污染防治法、徵收排放費暫行法和基本建設項目環境保護法等一系列法令、法規。尤其《中華人民共和國水污染防治法》第五章第三十二至第三十六條,為防止地下水污染提供了法律保證。各主管部門依據國家的有關法規,應結合本地的具體情況進行落實和實施監督。
(4)在執行水資源保護法時,必須貫徹獎勵與懲罰相結合的方針。對於實行綜合利用、化害為利的單位,應給予減稅、免稅和價格政策的優惠。但對於置國家法律而不顧、隨便排放「三廢」,肆意污染地下水資源的企事業單位應給予經濟制裁,按造成的危害程度判決不同數額得罰款,情節嚴重的,對當事者要追究刑事責任,對受害單位和個人給予賠償。
5.5.2 控制地下水污染的技術措施
5.5.2.1 嚴格控制污染源的排放
如前所述,降水對固體廢棄物堆的淋濾,大氣中的各種污染物隨雨水、降雪落到地面,均可隨水滲入地下,液體廢棄物更會直接攜帶污染物入滲,污染土壤和地下水。由於對固體廢棄物和大氣污染的防治另有章節討論,故不再贅述。這里僅針對液體廢棄物而論。
5.5.2.1.1 改進生產技術,發展無污染的新工藝。如在電鍍工藝方面,實行無氰電鍍或微氰電鍍,消除或減輕了氰的污染。
5.5.2.1.2 發展封閉系統、重復利用廢水,減少污水排放量。如加拿大在1976年就建造了世界上第一座不排廢水的紙漿廠,廢水和化學品在封閉系統中循環使用。
5.5.2.1.3 加強企業的技術改造,實行廢水資源化。如造紙廠用水量極大,所排廢水中含有大量有機物和某些化學葯品,將紙漿廢液中的鹼和木質素回收,已經產生了很大的經濟效益和環境效益。
5.5.2.1.4 堅持嚴格的廢水排放標准,不僅要控制其污染物的濃度,而且還要控制其排放總量。
(1)已經產生的液體廢棄物(廢水)向地面水水域和城市排水管網排放,必須嚴格執行「國家污水綜合排放標准」(GB8978-88)。對於低於標准中限值的廢水,方可向環境中排放。該標准將排放的污染物按其性質分為兩類:①第一類污染物,指能在環境或動植物體內蓄積,對人體健康產生長遠不良影響者,含有此類有害物質的污水,不分行業和污水排放方式,也不分受納水體的功能類別,一律在車間或車間處理設施排出口取樣,其最高允許排放濃度必須符合表5.3所列規定;②第二類污染物,指其長遠有害影響小於第一類污染物質,
表5.3 第一類污染物的最高允許排放濃度(mg/L)
在排放單位排出口取樣,其最高允許排放濃度和部分行業最高允許排水定額必須符合表5.4所列規定。按地面水域使用功能要求和污水排放去向,對向地面水水域和城市排水管網排放的污水分別執行一、二、三級標准:①特殊保護水域,指國家GB3838-88《地面水環境質量標准》Ⅰ、Ⅱ類水域,例如城鎮集中式生活飲用水水源地一級保護區、國家劃定的重點風景名勝區水體,不得新建排污口,現有的排污單位由地方環保部門從嚴控制,以保證受納水體水質符合規定用途的水質標准;②重點保護水域,指國家GB3838-88Ⅲ類水域和《海水水質標准》Ⅱ類水域,例如城鎮集中式生活飲用水水源地二級保護區、一般經濟漁業水域、重要風景游覽區等,對排入這些水域的污水執行一級標准;③一般保護水域,指國家GB3838-88Ⅳ、Ⅴ類水域和《海水水質標准》Ⅲ類水域,例如一般工業用水區、景觀用水區、農業用水區、港口和海洋開發作業區等,排入這些水域的污水執行二級標准;④對排入城鎮排水管網並進入二級污水處理廠進行生物處理的污水應執行三級標准。對排入未設置二級污水處理廠的城鎮排水管網的污水,必須根據排水管網出水口受納水體的功能要求按上述②、③條規定,分別執行一級或二級標准。
表5.4 第二類污染物最高允許排放濃度(mg/L)
(2)應按流域或區域實行污染物排放總量控制。根據流域或區域水的環境容量確定允許該水體的污染物容量,稱為「容量總量控制」;根據一個既定的環境目標或污染物消減目標確定排污單位的污染物排放總量,稱為「目標總量控制」。在確定了允許排入水體的污染物總量後,也應按總體規劃分配至各污染源,確定其最大允許排污總量。根據允許的污染物排放總量,各地環保部門可要求排污單位限期治理,發放排污許可證,並通過對污染物排放量的監測確保水體的環境質量。
5.5.2.2 加強對液體廢棄物的處理
對不能達到排放標準的廢水進行有效的處理,使其所含的污染物分離出來,或將其轉化為無害的物質,從而使污水得到凈化。
現代的污水處理技術,針對不同污染物的特性,發展了各種不同的污水處理方法,按其作用原理劃分為四大類;即物理法、化學法、生物法(生物化學法)和物理化學法(見表5.5)。
表5.5 污水處理方法分類表
污水中的污染物質是多種多樣的,不能預期只用一種方法就能夠把所有的污染物去除殆盡,一種污水往往需要通過由幾種方法組成的處理系統,才能達到處理要求的程度。按處理程度劃分,污水處理可分為一級、二級和三級處理。
一級處理的內容是去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物,物理處理法通常只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水仍不宜排放,一般還必須進行二級處理。因此,針對二級處理來說,一級處理又屬預處理。
二級處理的主要任務,是對經一級處理後的污水,再用生物法除去污水中呈膠體狀態的有機污染物(BOD)。一般地說,經二級處理後,污水已達到排放標准了。長期以來,把生物法處理作為污水二級處理的主體工藝。近年來,有些國家正在研究和採用化學或物理化學法作為二級處理的主體工藝。
污水三級處理,又稱污水深度處理。污水經二級處理後,仍含有磷、氮、病原微生物和難以生物降解的有機物等,需進行三級處理,以便進一步去除上述污染物或回收有用物質,並能使污水經三級處理後再次復用。三級處理主要是採用物理化學法或土地處理系統。
5.5.2.3 充分利用環境自凈能力
充分利用含水層防污性能,以更有效地防止地下水污染的研究是非常重要的。所謂含水層防污性能,是指在一定地質和水文地質條件下含水層防止地下水污染的能力,其取決於含水系統的結構,包括覆蓋層岩性、厚度、地面破壞程度、地下水類型、埋深、含水層與隔水層的岩性組合、它們的厚度及其在分布上的連續性等。
德國維爾赫夫(H.Verhuff,1981)在考慮含水層防污性能時,主要依據水文地質結構、包氣帶的地質條件及土壤條件、地下水埋深或含水層厚度,把含水層防污性能劃分為五級(圖5.8)。
圖5.8 防止來自地表污染的含水層防污性能分類圖
關於包氣帶即覆蓋層的防污能力,也有採用覆蓋層阻水系數來表示其凈化能力的:
環境地質與工程
式中:B——阻力系數,即液體廢棄物從地表通過包氣帶到達含水層的時間;
m1,m2…mn及k1,k2…kn為覆蓋層各土層的厚度和相應的垂向滲透系數。
這一表示方法的主要問題是未考慮覆蓋層對污染物的化學凈化能力。
在研究含水層防污染性能時還應注意到由於地下水的開發引起水文地質條件的改變所可能導致的地下水污染。如過量開采地下水引起鹹水入侵等。為避免類似現象發生,應該合理地開發地下水。
5.5.3 受污染地下水的恢復
如前所述,由於種種原因,近年來在我國地下水污染呈逐年加劇之勢,如何挽救被污染的地下水使其恢復,是目前水資源保護的一項迫切而艱巨的任務,它已引起國內外環境水文地質工作者的極大興趣。然而,鑒於治理受污染水層是對受污介質和運動著的地下水同時進行處理,技術難度很大,許多方法尚處於探索階段。這里僅簡單介紹目前普遍採用的一些方法。
5.5.3.1 受污染地下水的自然恢復
地下的土層和含水層是具有自然凈化能力的。在污染物進入地下水以及污染物隨地下水在含水層的遷移過程中,發生了一系列的稀釋、機械過濾、中和與沉澱、吸附和離子交換以及生物降解等物理、化學和生物化學反應,可使污染的地下水得到凈化。
由於地質環境的特殊性,地下水在多孔介質中運動極其緩慢,因此,自然凈化所需要的時間也是相當長的,即使是在污染源消除之後,也需要數十年甚至上百年才能使地下水在自凈過程中恢復。
5.5.3.2 人工凈化處理措施
為了加速凈化過程,縮短地下水的恢復時間,可以用人工凈化處理措施來加強地下水的凈化能力,目前常用的有化學處理法和生物處理法。
5.5.3.2.1 化學處理法
化學處理法需要投加化學試劑,該試劑必須針對要清除的污染物,試劑本身及化學反應生成物不應該有任何毒性。生產中已成功採用的化學處理法有如下幾種。
(1)用高錳酸鉀清除砷:As5+與Ca2+和一些離子形式的化合物溶解性很差,因而在氧化條件下所產生的大量的化合物就會從地下水中沉澱出來。
(2)利用臭氧清除石油和氰:向含水層輸入臭氧可以形成分解石油的微生物生長環境,減少溶解有機酸的含量,同時又可促使氰分解。德國曾用此法凈化被石油污染的含水層,其過程是用四口深井抽水時,在井底安裝臭氧混合裝置,使抽到地表的水已與臭氧均勻混合,然後再把抽出的水灌入污染帶周圍的注水井形成一道高地下水位的水牆,阻止了污染地下水的擴散,從而成功地清除了含水層中的石油和氰。
(3)氧化還原條件下去除鐵錳(Vyredox法):Vyredox法是利用向抽水井周圍的含水層注入氧氣來形成高氧化還原電位和高的pH值,使Fe、Mn離子在該條件下被氧化而沉澱出來。
如圖5.9所示,向井中注入不含Fe、Mn離子且富含氧的水,因而Fe2+在距抽水井較遠處即可被較低的氧化還原電位氧化為Fe3+而沉澱下來。在抽水和注入循環過程中,地下水中的微生物也會繁殖起來,相應地,微生物死亡量也會增大,死亡微生物遺體提供了大量的有機碳,又可促使一種能氧化分解Mn的微生物生長,故沉澱去除Mn的作用一般發生在抽水井附近的高Eh 值區域。顯然該方法形成的物理、化學及生物條件是除去污染含水層中的Fe離子,然後再去除Mn離子。
圖5.9 氧化還原電位條件下去除Fe、Mn的原理示意圖
圖5.10 地下水污染的就地包氣法處理
從地下抽出的污染地下水不能直接用於回灌,而是經過專門處理之後才能輸給注水井。凈化含水層時一般都設有多個注水井,而每個抽水井的四周又被多個注水井包圍起來,抽水井和注水井的總數量應由水文地質條件和污染物的濃度來確定。所有抽水井和注水井都用管道系統連在一起,並與曝氣裝置和氧氣輸入裝置相連。抽出的地下水先在地表進行凈化,將所含污染物去除並收集起來,然後再曝氣並輸入氧氣,經過上述過程後才輸向注水井並進行回灌。
用Vyredox法凈化含水層運轉周期短,見效快,1976年在芬蘭研究成功後已逐漸在歐洲一些國家推廣,但適用性受水文地質條件和地球化學條件限制。
5.5.3.2.2 生物處理法
生物處理法可分為就地處理法和抽出處理法兩種。
(1)地下水污染的就地生物處理的形式如圖5.10及圖5.11所示。圖5.10表示了投加營養物、充氧和接種純菌種等一系列人工強化處理的措施。圖5.11則顯示了利用地下滲濾床來就地恢復的例子。滲濾床如同一個生物濾池,污染物流通過滲濾處理床時得到凈化。針對地下污染區營養物質缺乏,復氧困難與土壤顆粒結合緊密,微生物活力很低的特點,人工處理的強化措施有四條:①添加營養物,營養物以氮和磷為主,並加入各種微量元素,溶解在水中注入受污染的含水層;②復氧,地下復氧是極端緩慢的,強化處理採用的是在回灌水中曝氣後注入的充氧方式,在地下污染相當嚴重的地方,還可採用純氧和過氧化氫法復氧;③提高生物代謝能力,提高微生物代謝能力可通過就地激活地下微生物或引入新的適於降解污染物的菌種的辦法來實現;④減小界面張力,用投加化學劑來減小污染物和地下水之間的界面張力,使污染物容易從吸附土壤上脫離,以提高其生物降解性,化學劑包括分散劑、表面活性劑、萃取劑和乳化劑。
圖5.11 地下水污染的就地滲濾床法處理示意圖
就地人工強化生物處理可使污染物濃度降低到小於或等於1mg/L,對地下水的恢復時間可比自然恢復時間提前5~10倍甚至更快。
(2)抽出處理是將被污染的地下水抽出後,在地表進行生物處理,其處理形式如圖5.12(a)和5.12(b)所示。地下水的人工強化生物恢復技術目前已在發達國家中應用了,但是工程的規模都屬於試驗性工程,還有待於進一步的完善。
圖5.12 污染的地下水抽出處理