一、技术原理与核心路径
地下水修复通过阻断污染扩散、转化污染物形态、恢复水体自净能力三重机制实现:
l 污染源控制:采用物理屏障(如水泥灌浆墙)或化学固化(如硅酸钠注入)阻断污染迁移
l 污染物转化:通过氧化还原(如零价铁还原Cr⁶⁺)、吸附(活性炭)或生物降解(土著菌强化)改变污染物存在形态
l 水力调控:通过抽注水系统重建地下水流向,加速污染稀释扩散
l 典型反应式:
l CrO₄²⁻ + 3Fe⁰ + 8H⁺ → Cr³⁺ + 3Fe²⁺ + 4H₂O (ΔG°'=-582kJ/mol)
二、主流技术产品与组成
1. 抽出-处理系统(P&T)
设备组成:
l 多级潜水泵(流量50-500m³/h)
l 玻璃钢处理罐体(内衬HDPE防渗层)
l 高级氧化模块(UV/O₃联用)
l 技术优势:可同步降低污染羽体积30-50%,对苯系物去除率>95%
2. 渗透反应格栅(PRB)
设备组成:
l 钛合金框架(耐腐蚀)
l 反应介质(零价铁粉、GAC)
l 长期监测井(VOC传感器)
l 技术优势:设计寿命>20年,对氯代溶剂降解效率达90%
3. 电动修复装置
设备组成:
l 石墨电极阵列(间距1-3m)
l 直流电源(电压梯度1V/cm)
l 离子交换树脂柱
l 技术优势:对重金属(Pb、Cd)去除率>85%,能耗0.5-2kWh/m³
4. 生物修复系统
设备组成:
l 缓释碳源注射井(乳糖/甲壳素)
l 土著菌富集装置(生物反应器)
l 在线溶解氧监测
l 技术优势:成本低(50-100元/m³),无二次污染
三、技术优势对比
技术类型 | 适用污染物 | 处理周期 | 运行成本(元/m³) | 二次污染风险 |
---|---|---|---|---|
抽出-处理 | VOCs、燃料油 | 1-3年 | 80-150 | 低 |
PRB | 氯代溶剂、重金属 | 长期 | 200-400 | 极低 |
电动修复 | 重金属、极性有机物 | 6-18个月 | 120-250 | 中 |
生物修复 | 石油烃、硝酸盐 | 2-5年 | 50-100 | 无 |
四、典型应用场景
1. 工业遗留场地
l 案例:某化工厂氯苯污染修复(浓度0.5-2mg/L)
l 方案:PRB(零价铁)+ 生物强化(投加假单胞菌)
l 成效:2年实现污染物浓度<0.05mg/L,成本较焚烧法降低60%
2. 农业区修复
l 案例:华北某农田硝酸盐污染(浓度50-80mg/L)
l 方案:电动修复(电压梯度0.8V/cm)+ 生物反应器
l 成效:6个月降低硝酸盐浓度至10mg/L,同步提升土壤肥力
3. 城市区域
l 案例:某加油站泄漏修复(BTEX浓度1200μg/L)
l 方案:多相抽提(MPE)+ 紫外氧化
l 成效:3个月达标,处理成本较土壤气抽提法降低45%