1技术名称
技术名称：地下水抽出处理，英文名称：Groundwater Pump and Treat
2技术适用性
1) 适用介质：污染地下水。
2) 可处理的污染物类型：用于处理重度污染地下水区域中多种污染物类型。
3) 应用限制条件：治理时间长，难以将污染物彻底去除;抽出井群影响半径有限;不宜用于吸附能力较强的污染物，以及渗透性较差或存在NAPL(非水相液体)的含水层;污染地下水抽出处理后的后续处置问题较难解决。
3 技术介绍
1) 原理：根据地下水污染范围，在污染场地布设一定数量的抽水井，通过水泵和水井将污染地下水抽取上来，然后利用地面设备处理。处理后的地下水，排入地表径流回灌到地下或用于当地供水。
2) 系统构成和主要设备：系统构成包括地下水控制系统、污染物处理系统和地下水监测系统。主要设备包括钻井设备、建井材料、抽水泵、压力表、流量计、地下水水位仪、地下水水质在线监测设备、污水处理设施等。
3) 关键技术参数或指标：关键技术参数包括：渗透系数、含水层厚度、抽水井间距、抽水井数量、井群布局和抽提速率。
a. 渗透系数：渗透系数对污染物运移影响较大，随着渗透系数加大，污染羽扩散速度加大，污染羽范围扩大，从而增加抽水时间和抽水量。
b. 含水层厚度：在承压含水层水头固定的情况下，抽水时间和总抽水量都是随着承压含水层厚度增加呈线性递增的趋势;当含水层厚度呈等幅增加时，抽水时间和总抽水量都是呈等幅增加趋势。
在承压含水层厚度固定的情况下，抽水时间和总抽水量都不随承压含水层水头的增加而变化(除了水头值为15m时)。其主要原因是，测压水位下降时，承压含水层所释放出的水来自含水层体积的膨胀及含水介质的压密，只与含水层厚度有关。
对于潜水含水层，地面与底板之间厚度固定的情况下，抽水时间和总抽水量都是随着潜水含水层水位的增加呈线性递减的趋势。
c. 抽水井位置：抽水井在污染羽上的布设可分为横向与纵向两种方式，每种方式中，抽水井的位置也不同。横向可将井位的布设分为两种：(1)抽水井在污染羽的中轴线上;(2)抽水井在污染羽中心。
d. 抽水井间距：在多井抽水中，应重叠每个井的截获区，以防止污染地下水从井间逃逸。
e. 井群布局：天然地下水使得污染羽的分布出现明显偏移，地下水水流方向被拉长，垂直地下水水流方向变扁。抽水井的最佳位置在污染源与污染羽中心之间(靠近污染源，约位于整个污染羽的三分之一处)，并以该井为圆心，以不同抽水量下的影响半径为半径布设其余的抽水井。
4 技术应用基础和前期准备
在利用抽提出理技术进行修复前，应进行相应的可行性测试，目的在于评估抽提出理技术是否适合于特定场地的修复并为修复工程设计提供基础参数，测试参数包括：
(1)污染源情况：污染源的位置、污染物性质及其持续释放特性;土壤中污染物类型、浓度及分布特征。水文地质条件：含水层地层情况、地下水深度、水力坡度、渗透系数、储水系数、水位变化、地下水的补给与径流;地下水和地表水相互作用。
(2)自净潜力：污染物总量、污染物浓度变化趋势、土壤吸附能力、污染物转化过程和速率、污染物迁移速率、非水相液体成分、影响污染物迁移的其他参数。
5主要实施过程
捕获区分析和优化系统设计：通过数学模型来计算捕获区、分析地下水流场、计算地下水抽出时间。对于相对复杂的污染地下水含水层，通过数学模型可以模拟抽出处理方法、设计地下水监测系统和监测频率。
1) 建立地下水控制系统：①把污染源和地下水污染羽去除相结合，分阶段建立抽出井群系统，通过前期井群建立获取监测数据分析含水层抽出效果，指导后续井群选址;②安装抽水泵;③脉冲式抽取地下水，通过抽取最少量地下水达到最优的污染物去除效率。
2) 处理抽出污染地下水：选择适当的处理设备和处理方法处理受污染地下水。具体处理方法包括生物法、物理/化学法等。
3) 监测效果评估：建立地下水抽出处理监测系统，评价地下水抽出处理效果。
4) 修复成功后关闭抽出处理系统。
6运行维护和监测
总体来说，该技术运行维护相对简单，运行过程中仅需对水泵、抽提井、管道阀门进行相应维护。污水处理系统的运行维护需根据不同污染物进行相应调整。
抽出处理系统投入运行后，就应开展实时监测，以判断系统运转是否满足既定治理目标，确保系统运行长期有效。借助于水位监测和水质检测，对系统运行做出相应调整。
7修复周期及参考成本
该技术的处理周期与场地的水文地质条件、井群分布和井群数量密切相关。受水文地质条件限制，含水层介质与污染物之间相互作用，随着抽水工程的进行，抽出污染物浓度变低，出现拖尾现象;系统暂停后地下水中污染物浓度升高，存在回弹现象。因此，该技术可以用于短时期的应急控制，不宜作为场地污染治理的长期手段。
其处理成本与工程规模等因素相关，美国处理成本约为15-215美元/m3。
8国外应用情况
该技术在国外已经形成了较完善的技术体系，应用广泛。据美国环保署统计，1982-2008年期间，在美国超级基金计划完成的地下水修复工程中，涉及抽出处理和其他技术组合的项目798个。应用案例见下表1。
表1 抽出处理修复地下水技术应用案例
9国内应用分析
9.1国内应用情况
抽出处理技术适用范围广，是地下水污染治理主要技术之一。该技术在国内已有工程应用。
9.2国内案例介绍
工程背景：某电子企业在场地环境调查期间，发现厂区内土壤和地下水受到了总石油烃类化合物(TPH)的污染，该类污染物质主要来源于化学品泄漏和含有污水的排水系统。
该修复工程的工期为半年，通过异位修复技术，清除场地内污染源，使场地内的污染土壤和地下水得到有效地治理。修复目标值参考荷兰标准干预值(Dutch Intervention Value)，即土壤样品检出的总石油烃不超过5000mg/kg，地下水样品检出的总石油烃不超过0.6 mg/L。
经可行性分析，该场地的污染土壤采用挖出-外运处置的方法进行治理，而污染地下水采用抽出-处理和原位化学氧化的方法进行联合治理。
1) 工程规模：土壤：168 m3;地下水：130 m3，其中包括LNAPL(轻质非水相液体)污染物0.2 m3。
2) 主要污染物及污染程度：土壤和地下水中的污染物为总石油烃烷基苯类组分(Ci5-C28)，污染范围调查期间，在监测井中发现有8 mm厚的LNAPL污染物和石油类气味，涉及区域面积约150 m2。
3) 水文地质特征：根据现场地面以下5m内的钻孔试验结果确定场地浅层地质基本情况：0〜2.0 m深度为回填土，以夹杂砾石和砂的粘土为主;2.0〜5.0 m深度以粘土为主，夹杂砂或砾石。地下水稳定水位在地下1.2〜1.9 m，流向为由西北向东南，水力梯度约为0.02，地下水流速为0.08〜0.18 m/a。地下水pH为6.44〜7.12，溶解氧浓度为1.30〜2.73 mg/L，氧化还原电位为-66.9~-47 mV，电导率为0.55~1.39 mS/cm。
4) 技术选择：
污染场地污染物为总石油烃烷基苯类组分(Ci5-C28)，在地下水中浓度最高达到1.09X105^g/L，且在监测井中观察到LNAPL污染物和石油类气味;污染物特征符合抽出处理技术适用的污染物类型，因此，污染场地选用抽出处理技术治理。
5) 工艺流程：抽出处理系统由气动隔膜泵和空压机组成的抽出装置，隔油池与活性炭吸附单元组成的处理装置及相应的管路和仪表系统共同构成，工艺流程见图1。
图1 工艺流程
6) 具体的流程为：抽提井中的LNAPL污染物和污染地下水首先会通过气动隔膜泵和空压机组成的装置被抽出地面;抽出后的LNAPL污染物和地下水会在隔油池内进行分离，分离出的LNAPL污染物作为危险废物外运处置，分离出的地下水通过活性炭吸附处理后外运至有资质的废水处理厂处理。
7) 关键设备及工艺参数：抽提井采用UPVC材质，井径100 mm，井深5.0 m，其中筛管位于地下1 m至地下4 m的位置。共设置10口抽提井，总共运行30天。单个抽提井每天的抽提时间8小时。
8) 成本分析：去除1m3含LNAPL的污染地下水的费用约为900元。
9) 修复效果：在180d的运行时间内，抽出-处理系统从10口井中总共抽出约130 m3流体(LNAPL和受污染的地下水)，其中去除LNAPL污染物0.2m3，修复完成后，监测井中没有观察到LNAPL污染物。由结果可知，抽出-处理技术对场地LNAPL污染物的去除有较好的效果。后续原位化学氧化处理实施后，地下水最终达到修复目标。
原标题：【场地修复第11弹】D11-地下水抽出处理技术
