[發明專利]一種低濃度有機污染地下水的原位修復工藝及其應用

有效

• 申請號: 201810073692.0
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108328856B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 袁松虎;劉慧;童曼
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F103/06;C02F101/30
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄;金慧君

本發明公開了一種低濃度有機污染地下水的原位修復工藝，包括在地下水污染區域建設注入井，所述注入井中安裝井管，所述井管的底部穿孔，并與含水層連通，穿孔的長度大于污染區域縱向范圍；通過注入井向含水層中注入氧氣，對含水層進行有氧控制；對含水層進行無氧控制5天或以上后，循環有氧控制和無氧控制至地下水中的有機污染物降解達標。本發明人為調節地下水的溶解氧含量，控制有氧與無氧條件的有序交替，利用含水層中的鐵礦物、有機質和微生物等固有組分，實現有氧條件下二價鐵礦物活化氧氣產生羥自由基對低濃度有機污染物的氧化降解，以及無氧條件下微生物利用有機碳對二價鐵礦物的再生。

技術領域

本發明涉及地下水處理領域，尤其涉及一種低濃度有機污染地下水的原位修復工藝及其應用。

背景技術

地下水是重要的供水水源，全球大部分地區的生活飲用水及農業灌溉水來自于地下水。地下水與江河湖泊等地表水體存在不同程度的水力聯系，地下水水質直接影響地表水環境質量。同時，地下水還是涵養濕地和植被等生態環境的主要水源，對生態環境質量具有十分重要的影響。但是，地下水污染卻非常嚴重。在地下水污染中，以源污染為特征的小面積場地污染地下水，由于污染程度高和危害嚴重受到了高度關注，其中有毒有機物如氯代烴、苯系物、醚類等引起的污染尤為嚴重。因此，對受有毒有機物引起的污染場地地下水進行修復具有重要意義。

目前，關于污染場地地下水修復研究和應用，修復方式由早期的抽出異位處理逐漸轉變為了目前的原位處理。有機污染場地地下水的原位修復方法主要包括原位曝氣、原位化學氧化/還原、原位生物修復等。其中，原位曝氣技術主要通過通入空氣將地下水中的揮發性有機污染物從水相轉移到氣相，然后收集到地面處理，因此主要適應于揮發性較強的有機污染物；原位化學氧化/還原則是向地下環境注入氧化劑(如過氧化氫、過硫酸鹽、高錳酸鹽等)或還原劑(如納米鐵、連二亞硫酸鈉等)，直接或間接的使有機污染物氧化或者還原為無毒無害的產物，因此可以適應不同類型的有機污染物；而原位生物修復則是向地下環境注入電子供體(如糖漿等碳源)或者電子受體(如氧氣、硝酸鹽等)、營養鹽以及特定功能菌(也可利用土著菌)，通過刺激和強化微生物的代謝活動轉化有機污染物，因此主要用于處理易于生物降解的有機污染物。

但是，以上地下水原位修復技術在處理低濃度有機污染物時存在以下問題：(1)無法高效經濟的將低濃度有機污染物處理達標。以上技術通常可以高效經濟的將中高濃度的有機污染物降低至一個很低的水平，但是進一步降低至標準值以下會非常困難，而且成本很高。(2)處理原理較為單一?，F有修復技術去除污染物的原理或者是氧化或者是還原，這對于能夠被氧化或者還原的污染物來說比較有效，而對很多不能被氧化或者還原徹底降解脫毒的有機污染物來說并不奏效，如硝基化合物等。(3)對含水層固有組分的利用不夠。含水層中的二價鐵礦物具有活化氧氣產生羥自由基降解有機污染物的功能，而微生物在氧氣耗盡后可以利用有機質來還原三價鐵使二價鐵得到再生，但是這樣的自然過程至今沒有被有效利用。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種處理效果好、成本低和環境友好的低濃度有機污染地下水的原位修復工藝及其應用。

本發明的實施例提供一種低濃度有機污染地下水的原位修復工藝，包括以下步驟：

S1.在地下水污染區域建設注入井，所述注入井中安裝井管，所述井管的底部穿孔，并與含水層連通，穿孔的長度大于污染區域縱向范圍；

S2.通過注入井向含水層中注入氧氣，對含水層進行有氧控制，氧氣的注入量為含水層中能利用二價鐵摩爾量的0.5-50倍，氧氣的注入速率為先快后慢；

S3.對含水層進行無氧控制5天或以上后，取地下水分析溶解氧含量，若溶解氧含量降低至0.5mg/L以下，則不注入電子供體，若溶解氧含量高于0.5mg/L，則注入碳源消耗溶解氧；

S4.重復步驟S2和S3至地下水中的有機污染物達標。