地下水抽除處理技術應用重點及土壤修復技術重要觀念有哪些?

2021-01-19 北極星環保網

北極星環境修復網訊:一 地下水抽除處理技術(P&T)的原理及應用

1 技術原理

P&T修復技術是一種相當成熟且廣泛應用的的地下水修復技術,P&T是利用物理性的抽水,針對含水層中的溶解相汙染物及NAPL進行抽除,並於地表進行處理的修復技術。P&T修復技術常產生拖尾及反彈(tailing and rebound)現象。

2 技術應用

P&T修復技術在汙染場地地下水修復中仍佔有重要的角色,主要體現在修復和攔截(阻隔)兩個方面。

(1)修復

–移除NAPL,殘留的NAPL不建議由P&T抽除。

–搭配其它修復技術

–移除汙染源區域的汙染物

–地下水循環系統

(2)攔截或阻隔

–汙染羽阻隔,P&T井在汙染羽下遊

–汙染羽控制,P&T井設置在汙染羽內部

二 地下水抽除處理技術(P&T)的適用性

A.最好含水層有較好的通透性K>10-5cm/sec

B.汙染物主要以溶解相為主

C.地質較均勻

D.汙染場地短時間內沒有其它用途

三 如何克服P&T拖尾及反彈現象?

(1)改為垂直循環

(2)搭配其它修復技術

(3)更精準的抽水井布置

(4)表活劑、藥劑加入

四 P&T井設計主要的注意事項

(1)LNAPL存在的情況下需注意:花管需涵蓋NAPL區域

(2)地下水水位/面變化區需要注意的事項:花管需涵蓋地下水水位/面變化區域

(3)DNPL 抽除時需要注意:花管視DNPL的厚度,不宜太長,一般是50cm-100cm。

(4)在產產業需要注意的事情:可考慮使用廠內的WWTP可能會受限於廠內空間需改採循環方式可能需考慮地下或高架管線需考慮地下水的牽引是否會造成不利影響當汙染範圍較大時,需考慮電力需求,需考慮操作維護的人力需求防爆需求

(5)中大型汙染場地需要注意的事情考慮抽注循環考慮結合MNA的可能性

(6)汙染管控汙染場地需要注意的事項考慮不同型式水力阻隔(包括攔截渠(溝)等)

五 P&T 修復技術的設計難點

P&T 修復技術的設計較困難處不在於地表處理系統或抽水設備,而在於抽水井井網的布置。以下為美國EPA之研究成果:


需注意,在高水力坡度,例水位洩降(d)下,並不適用採用P&T修復技術。

六 規劃或設置P&T 系統常發生的問題

1 抽水井井深及花管深度設置錯誤

-汙染場地汙染概念模型的重要

-需確認汙染羽的形狀

2 抽水井或注水井洗井不完全-這是常發生的事,會造成抽/注水的阻礙

3 含水層堵塞現象-需注意各井抽/注水量變化情形

4 未採含水層試驗(pumping test)進行P&T系統設計T =kb

A.不同深度的地層其K值可能皆不相同,進行P&T系統設計時,需注意「K值陷井 」

B.抽水井試驗主要可分為三種主要試驗-階段降水試驗(Step – Drawdown Test)-定速抽水試驗(Constant Disge Test)-回複試驗(Residual Recovery Test)

C.抽水試驗可取得:井的影響範圍,捕捉錐(Capture Cone)範圍抽水水量,其它影響抽水的因素(如延時排水、隔水層的滲漏情形、抽水井井況(如洗井不完全)、地底阻隔物等)

七 從事土壤及地下水修復工作幾個重要的觀念

1 整體規劃角度

A. 新的技術比較好?不見得,新的技術不成熟,容易存在新的問題。

B. 時間、空間的固定不變思維

C. 要會活用間接場調技術

D. 要會活用分期、分區、分深度場調及修復概念

E. 先求廣度,再求深度。如何增加廣度?需要深度的技術如何決定?

F. 要會用修複列車的規劃方式

G. 針對中國的汙染場地特色,相對場調及修復技術的需求為何?

H. 好的規劃,需要好的執行團隊,好的執行團隊,需要好的項目管理技巧

2 場調方面的重要觀念

A. 不一定及馬馬虎虎的思維(環工困境)(0 線不是一條線,是一個不同大小的區域)

B. 上層滯水的誤判

C. K值的錯誤引用

D. 汙染場地的汙染概念模型的重要性

E. 往往場調是比修復更為困難(執行人員的經驗最重要!)

F. 人為的判斷或計算機軟體的判斷各有優缺點,需適當使用

3 修復層面的角度

A.最大的影響因子是現場執行情況

B.從規劃角度來說需要廣度及深度的人

C.修復執行角度來說需要有深度和經驗的人

D.綜合考慮土壤地下水修復領域未來技術的使用趨勢

E.注意提在產產業項目中各修復技術的限制

F.在土壤及地下水場調及修復的項目,單靠個人力量不太容易,需要靠一個團隊執行。

八  討論:

✧抽水管為什麼不用軟管?是否為了安裝閥門,都會安裝止逆閥麼?主要是為了防止停泵回流麼?

答:軟管會有一個問題在抽水過程可能會變形;抽水管需要一個閥門,流量計之前可以加閥門以控制抽水量。流量計之後會用軟管排水。試驗的過程,會裝一個止逆閥,防止已經抽出的水回流到地下水中。如果是為了抽出處理系統,止逆閥是必要的。

✧P&T系統中用的是什麼樣的流量計?我們一般只用水錶或浮子式?

答:流量計最好是定量流量計,根據經驗建議用水錶或流量計等,最好能測算總量。現場需要測算不用階段的流量,多少時間內有多少的流量。浮子式可能會在某個時間點有差別,沒辦法掌握總體流量,最好有一個總量。需要計算不同階段的流量,水錶也是一個不錯的選擇。

✧對於連續抽水和間歇式抽水在施工時候有沒有一些設置的技巧或參考?

答:藉由附近的監測井、或PID/FID等工具,或觀察抽水的狀況、味道、顏色等,看看間歇式抽水情況下是否可以提高汙染移除量。根據不同的操作模式運行一段時間,比如,連續式的抽水運行一周,或者間歇式抽水運行6小時,停6小時的方式運行一周,根據不同的操作模式下地下水的汙染因子、pH、導電度等因子的變化,再結合設定的目標,綜合評估哪個操作參數下會達到目的。

✧低滲透性含水層抽水試驗容易抽乾,怎麼設計?

答:低滲透性含水層抽水試驗要比較小心,Pump容易燒掉,要做不用階段的抽水或抽水量設計,首先要知道地層出多少水;滲透性很差,k值很低的情況下,沒有辦法用沉水式連續性抽水,要考慮是否以微水試驗代替抽水試驗,抽水試驗沒有辦法連續操作,要考慮不同的角度。

✧P&T技術,K有無上限?還是K越大、滲透性越強越好?

答:地層的透水性很好,採用P&T技術是可以的,但可能也會有一些問題,需要注意,雖然汙染很容易被抽出,但也可能只會抽出大量的地下水;上述情形可以考慮採用以P&T為主,並加入其他技術的輔助;有時k值太好,影響範圍或捕捉範圍會比較小,抽水井就會設置很多,成本就會增加,需要綜合考慮,是否需要搭配其他技術,考慮費用上最經濟有效的作法。

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