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文檔簡介

《城市固體廢物填埋場地下水污染風(fēng)險管控與

原位修復(fù)技術(shù)指南》(征求意見稿)

編制說明

《城市固體廢物填埋場地下水污染風(fēng)險管控與原位修復(fù)技術(shù)指南》編制組

二〇二三年二月

目錄

1項(xiàng)目背景.........................................................................................................................4

1.1任務(wù)來源.............................................................................................................4

1.2工作過程..............................................................................................................4

1.2.1成立編制組,制定工作計(jì)劃..................................................................4

1.2.2提交立項(xiàng)申請...........................................................................................4

1.2.3標(biāo)準(zhǔn)初稿起草...........................................................................................4

1.2.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范初審會.......................................................................................4

1.2.5征求意見稿咨詢會...................................................................................5

2國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范指南....................................................................................................6

2.1主要國家、地區(qū)相關(guān)規(guī)范指南..........................................................................6

2.2國內(nèi)相關(guān)規(guī)范指南..............................................................................................7

3標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性........................................................................................................8

4標(biāo)準(zhǔn)制定的原則與技術(shù)路線........................................................................................9

4.1標(biāo)準(zhǔn)制定的原則..................................................................................................9

4.2標(biāo)準(zhǔn)制定的技術(shù)路線..........................................................................................9

5標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容條文說明..............................................................................................10

5.1適用范圍............................................................................................................10

5.2規(guī)范性引用文件................................................................................................10

5.3術(shù)語和定義........................................................................................................10

5.3.1地下水污染風(fēng)險管控.............................................................................10

5.3.2地下水原位修復(fù).....................................................................................10

5.3.3原位曝氣.................................................................................................10

5.3.4微納米氣泡液曝氣.................................................................................10

5.3.5井群.........................................................................................................11

5.3.6脈沖注射.................................................................................................11

5.3.7垂直阻隔.................................................................................................11

5.3.8可滲透反應(yīng)墻.........................................................................................11

5.3.9活性填料.................................................................................................11

5.3.10反應(yīng)容量...............................................................................................12

5.4總體要求............................................................................................................12

5.5場地信息收集與分析........................................................................................12

5.6技術(shù)篩選及組合設(shè)計(jì)........................................................................................13

5.6.1技術(shù)初步篩選.........................................................................................13

5.6.2技術(shù)可行性分析.....................................................................................13

5.6.3技術(shù)組合設(shè)計(jì).........................................................................................13

5.7技術(shù)方案設(shè)計(jì)....................................................................................................13

5.7.1原位曝氣技術(shù).........................................................................................13

5.7.2可滲透反應(yīng)墻技術(shù).................................................................................15

5.7.3垂直阻隔技術(shù).........................................................................................16

5.8施工建設(shè)............................................................................................................16

5.8.1原位曝氣技術(shù).........................................................................................16

I

5.8.2可滲透反應(yīng)墻技術(shù).................................................................................16

5.8.3垂直阻隔技術(shù).........................................................................................17

5.9運(yùn)行處置............................................................................................................17

5.9.1原位曝氣技術(shù).........................................................................................17

5.9.2可滲透反應(yīng)墻技術(shù).................................................................................17

5.9.3垂直阻隔技術(shù).........................................................................................17

5.10效果評估..........................................................................................................18

5.10.1原位曝氣技術(shù).......................................................................................18

5.10.2可滲透反應(yīng)墻技術(shù)...............................................................................18

5.10.3垂直阻隔技術(shù).......................................................................................18

5.11后期監(jiān)管..........................................................................................................18

5.11.1原位曝氣技術(shù).......................................................................................18

5.11.2可滲透反應(yīng)墻技術(shù)...............................................................................18

5.11.3垂直阻隔技術(shù).......................................................................................18

5.12安全管理和二次污染防控措施......................................................................19

5.13附錄..................................................................................................................19

6標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施建議..............................................................................................................19

7其它需要說明的事項(xiàng)..................................................................................................19

I

1項(xiàng)目背景

1.1任務(wù)來源

本文件來源于國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃場地土壤污染成因與治理技術(shù)重大專項(xiàng)“固體廢物填埋場地土

壤污染風(fēng)險管控與凈化技術(shù)”項(xiàng)目中的“平原型填埋場土壤與地下水污染高效協(xié)同修復(fù)技術(shù)”課題

(課題編號:2018YFC1802305)和《山谷型填埋場減壓集流-高滲透反應(yīng)墻協(xié)同凈化受污染地下

水技術(shù)》課題(課題編號:2018YFC1802306)任務(wù)要求。

細(xì)粒土層中微納米氣泡曝氣強(qiáng)化溶解氧傳質(zhì)及降解有機(jī)污染物。填埋場地污染物多賦存于

厭氧環(huán)境,通過向地下注氧,激發(fā)好氧微生物活性,實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物降解去除是此類場地最經(jīng)

濟(jì)有效的修復(fù)方式。傳統(tǒng)直接采用空氣注入地下水原位曝氣技術(shù),所產(chǎn)生的氣泡尺寸大、在地

下駐留時間短,修復(fù)效率比較低。近幾年微納米氣泡曝氣方法因其在地下水中駐留時間長,且

傳質(zhì)效率高而受到高度的關(guān)注,該技術(shù)特別有利于細(xì)粒土層中有機(jī)污染物的氧化和生物降解。

如何在細(xì)粒土層中實(shí)現(xiàn)微納米氣泡強(qiáng)化溶解氧傳質(zhì)是填埋場污染地下水修復(fù)需解決的重點(diǎn)問題

山谷型填埋場水力梯度大、地下水流速快、易向周邊擴(kuò)散、反應(yīng)墻過水?dāng)嗝娲螅瑢?dǎo)致高成

本低效率。通過減壓集流的方法研究和設(shè)計(jì),利用水力控制條件改變地下水流向,形成集水匯

流區(qū),通過布水設(shè)施將水流導(dǎo)向反應(yīng)墻;在垂直水流的斷面布置高滲透反應(yīng)墻,使上游匯水流

經(jīng)墻體,并匹配水力及理化反應(yīng)過程,通過多層填料高效去除地下水中的復(fù)合污染物,削減其

向下游的遷移量,形成高效率、長壽命的反應(yīng)墻風(fēng)險管控與原位修復(fù)技術(shù)。

1.2工作過程

標(biāo)準(zhǔn)編制組主要開展了以下調(diào)查和研究工作:

1.2.1成立編制組,制定工作計(jì)劃

2022年2月,課題承擔(dān)單位中節(jié)能大地(杭州)環(huán)境修復(fù)有限公司和浙江大學(xué)在課題形成相

關(guān)成果的同時組成標(biāo)準(zhǔn)編制組和工作團(tuán)隊(duì),由中節(jié)能大地(杭州)環(huán)境修復(fù)有限公司和浙江大學(xué)

為主編單位,東南大學(xué)、清華大學(xué)為參編單位。其中,中節(jié)能大地(杭州)環(huán)境修復(fù)有限公司和

浙江大學(xué)主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)文本編制、總體思路把握,東南大學(xué)和清華大學(xué)提供補(bǔ)充性的研究數(shù)據(jù)與

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1.2.2提交立項(xiàng)申請

2022年5月,中節(jié)能大地(杭州)環(huán)境修復(fù)有限公司向中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會申請《生活垃圾填

埋場污染地下水風(fēng)險管控與原位修復(fù)技術(shù)指南》(以下簡稱“指南”)立項(xiàng),并填寫了《中國

環(huán)境科學(xué)學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)制修訂立項(xiàng)申請書》和申報說明。

1.2.3標(biāo)準(zhǔn)初稿起草

在前期調(diào)研和研討的基礎(chǔ)上,2022年7月,標(biāo)準(zhǔn)編制組起草完成了指南初稿,并提交中國環(huán)

境科學(xué)學(xué)會,獲得了初步認(rèn)可。

1.2.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范初審會

4

2022年7月21日,中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會組織召開指南團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)評審會。會議由中國環(huán)境科

學(xué)學(xué)會主持,“固體廢物填埋場地土壤污染風(fēng)險管控與凈化技術(shù)”相關(guān)項(xiàng)目和課題負(fù)責(zé)人、相關(guān)標(biāo)

準(zhǔn)規(guī)范的研究骨干出席了會議。與會專家充分肯定了指南出臺的必要性,指南順利通過專家組

審查,成功在環(huán)境科學(xué)學(xué)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)中立項(xiàng)。

會后,根據(jù)專家意見,編制組對指南初稿進(jìn)行了逐條修改和完善,形成指南征求意見稿。

1.2.5征求意見稿咨詢會

2023年1月13日,中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會組織召開指南團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)專家會。會議由中國環(huán)境科學(xué)學(xué)

會主持,“固體廢物填埋場地土壤污染風(fēng)險管控與凈化技術(shù)”相關(guān)項(xiàng)目和課題負(fù)責(zé)人、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

范的研究骨干出席了會議。會上專家組及中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會老師對指南征求意見稿提出了很多寶

貴的建議和意見。

會后,根據(jù)各位專家和老師的建議和意見,編制組對指南征求意見稿及編制說明進(jìn)行了細(xì)致

的修改和完善。

5

2國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范指南

2.1主要國家、地區(qū)相關(guān)規(guī)范指南

美國在1974年的安全飲用水法案中規(guī)定了飲用水中污染物的最大濃度水平(MCLs)以及最

大濃度水平目標(biāo)(MCLGs),該標(biāo)準(zhǔn)是美國地表水和地下水保護(hù)的基礎(chǔ)。1998年,美國環(huán)保署

發(fā)布了《GuidanceonremedialactionsforcontaminatedGroundWatersuperfundwaterat

superfundsites》,介紹了地下水修復(fù)的法律和政策框架,確定地下水修復(fù)范圍以及清理水平

、修復(fù)技術(shù)、修復(fù)評價等原則。但美國聯(lián)邦并沒有專門針對地下水制定統(tǒng)一的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

。而是在超級基金場地中,制定了一系列規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。其中,風(fēng)險評價導(dǎo)則中給出了基于風(fēng)

險的計(jì)算修復(fù)目標(biāo)值的方法,這也成為后來很多國家基于風(fēng)險計(jì)算篩選值或目標(biāo)值的基礎(chǔ)。

比如,2005年,美國北卡羅來納州環(huán)保局發(fā)布了《Guidelinesforestablishingremediationgoals

atRCRAhazardouswastesites》,其作為地下水修復(fù)目標(biāo)確定、評價及監(jiān)測的指南,介紹了

RCRA廢棄物場址修復(fù)目標(biāo)建立的方法。美國EPA2014最新地下水修復(fù)技術(shù)指南指出為了有效

開展地下水修復(fù)項(xiàng)目,控制修復(fù)年限,地下水修復(fù)的實(shí)施策略的制定是關(guān)鍵。整個策略的制

定及項(xiàng)目實(shí)施過程包括初期決策備忘、修復(fù)策略選擇、場地施工與評估、成果驗(yàn)收及項(xiàng)目竣

工五個主要步驟。初期決策決定了整個修復(fù)工程的趨勢,因?yàn)樵摀?jù)測基于待修復(fù)污染物種類

、潛在污染區(qū)域以及修復(fù)目標(biāo),決定了后續(xù)的項(xiàng)目實(shí)施步驟。而后續(xù)的施工評估與驗(yàn)收階段

又反過來指導(dǎo)和修正初期的決策,使整個工程能達(dá)到修復(fù)目標(biāo)。

歐盟環(huán)境委員會統(tǒng)一制定水環(huán)境相關(guān)的法律、標(biāo)準(zhǔn)。歐洲的環(huán)境法律中有場地修復(fù)的內(nèi)

容,但并沒有給出有約束力的標(biāo)準(zhǔn)。《歐盟水框架指令》要求所有歐盟成員國以及準(zhǔn)備加入

歐盟的國家都必須采用統(tǒng)一的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。Directive2006/118/EC的附件中包括了一些歐洲的環(huán)

境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),包括地下水中硝酸鹽和農(nóng)藥中活性物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。由于地下水的化學(xué)成分因地區(qū)

不同而有差異,為達(dá)到良好水質(zhì)的要求,歐洲委員會要求各成員國確立污染物的閾值。地下

水指令中給出了成員國在確定閾值時需要考慮的一些污染物和指標(biāo)的列表,包括砷、鉻、鉛

、汞、氨、氯化物、硫酸鹽、三氯乙烯、四氯乙烯,以及閾值確定的指南。比如,2004年,

荷蘭發(fā)布了《SoilandGroundwaterRemediationcriteria》,具體規(guī)定了土壤和地下水的修復(fù)標(biāo)

準(zhǔn)。

澳大利亞和新西蘭1992年共同制定了改善水質(zhì)的國家水質(zhì)管理策略(NWQMS)。澳大利亞

的《GuidelinesfortheAssessmentandRemediationofGWContamination》中規(guī)定,要采取修復(fù)

措施,降低對人體健康的影響和環(huán)境風(fēng)險。如果地下水污染在現(xiàn)在和可預(yù)見的將來對人體健

康和環(huán)境沒有風(fēng)險,那地下水的修復(fù)措施將不同于居民區(qū)和會影響人類健康的地下水污染情

況。

日本地下水污染防治相關(guān)法律法規(guī)較多,主要有《水質(zhì)污濁防止法》、《土壤污染對策

法》、《土壤污染對策法施行令》、《土壤污染對策法施行規(guī)則》等?!端|(zhì)污濁防止法》

是1970年(昭和四十五年)公布施行,其制訂目的是為管制工廠及事業(yè)排放水,從而防止公

共水域及地下水污染。該法主要在防止污染物滲入地下水方面制定相關(guān)規(guī)定、防治措施及罰

6

則;《土壤污染對策法》于2002年5月29日公布,2003年2月15日起正式施行。該法以保護(hù)國

民健康為目的,涵蓋了土壤污染狀況的評估制度、防止土壤污染及地下水污染對人體健康造

成損害的措施和土壤(涵蓋地下水)污染防治措施的整體規(guī)劃等內(nèi)容;《土壤污染對策法施

行令》和《土壤污染對策法施行規(guī)則》都是對《土壤污染對策法》的補(bǔ)充。近年來,很多地

方自治體,也獨(dú)立制定地下水污染防治相關(guān)條例或綱要,要求事業(yè)者等進(jìn)行地下水污染調(diào)查

。日本同時配套出臺了土壤與地下水污染防治相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、指南等規(guī)范性文件,如《地下水調(diào)

查作業(yè)規(guī)程》、《土壤環(huán)境基準(zhǔn)》、《地下水環(huán)境基準(zhǔn)》等。《地下水調(diào)查作業(yè)規(guī)程》明確

了地下水水位調(diào)查相關(guān)工作程序和方法;《土壤環(huán)境基準(zhǔn)》指出了25種特定有毒有害物質(zhì);

《地下水環(huán)境基準(zhǔn)》規(guī)定了28項(xiàng)指標(biāo)參考值和測量方法。

2.2國內(nèi)相關(guān)規(guī)范指南

我國地下水污染形勢日益嚴(yán)峻,地下水原位修復(fù)是環(huán)境巖土工程領(lǐng)域的重要研究課題。

目前,我國地下水污染修復(fù)可參考的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《地下水污染(防控

)修復(fù)指南》,但前者制定時間久遠(yuǎn),污染物類別較少,不能滿足目前地下水污染物種類繁

多的現(xiàn)狀,難以支撐修復(fù)目標(biāo)確定。如目前地下水中大量檢出的多環(huán)芳烴、總石油烴、MTBE

等有機(jī)組分,都沒有規(guī)定濃度限值,難以制定修復(fù)目標(biāo)。后者為部門指導(dǎo)性規(guī)范,約束力較

弱。

2022年5月,生態(tài)環(huán)境部頒布了《地下水污染可滲透反應(yīng)格柵技術(shù)指南(試行)》。該指

南主要針對工業(yè)退役場地的地下水治理。填埋場地下水污染特征與工業(yè)退役場地相差較大,

因而該指南對填埋場地下水污染風(fēng)險管控與原位修復(fù)的適用性不足。

7

3標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性

生活垃圾填埋場垃圾成分復(fù)雜、有機(jī)質(zhì)含量高,在其自身分解、發(fā)酵以及雨水淋濾等作用

下產(chǎn)生的滲濾液具有復(fù)合污染特點(diǎn),特征污染物包含化學(xué)需氧量(COD)、氨氮和部分重金屬

。滲濾液流動緩慢、滲漏持續(xù)時間長,會成為周邊土壤和地下水的集中污染源,對包氣帶和飽

水帶均會造成污染。地下水一旦受其污染就很難恢復(fù),威脅周邊城市安全供水,甚至?xí)斐刹?/p>

堪設(shè)想的后果。國內(nèi)外有關(guān)垃圾滲濾液污染地下水的事故屢有發(fā)生,例如,我國蘭州東盆地雁

灘水源地因垃圾滲濾液的污染而無法再利用,澳門與珠海交界處的茂盛圍因澳門垃圾滲濾液污

染,導(dǎo)致當(dāng)?shù)睾恿黥~蝦絕跡、農(nóng)田失收等嚴(yán)重后果。

依托國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“場地土壤污染成因與治理技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)2018年度項(xiàng)目《固體廢物

填埋場地土壤污染風(fēng)險管控與凈化技術(shù)》下設(shè)課題5《平原型填埋場土壤與地下水污染高效協(xié)

同修復(fù)技術(shù)》和課題6《山谷型填埋場減壓集流-高滲透反應(yīng)墻協(xié)同凈化受污染地下水技術(shù)》,

開展了相關(guān)典型填埋場周邊污染土壤與地下水風(fēng)險管控與原位修復(fù)技術(shù)的研究。為保護(hù)生態(tài)環(huán)

境,保障人體健康,實(shí)現(xiàn)填埋場周邊地下水的風(fēng)險管控和有效修復(fù),根據(jù)《中華人民共和國環(huán)

境保護(hù)法》、《中華人民共和國水污染防治法》和《中華人民共和國土壤污染防治法》,中節(jié)

能大地(杭州)環(huán)境修復(fù)有限公司、浙江大學(xué)、東南大學(xué)和清華大學(xué)聯(lián)合起草編制本技術(shù)指南

。

目前,國內(nèi)工業(yè)污染場地環(huán)境風(fēng)險管控與修復(fù)領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范指南已基本形成體系,

但垃圾填埋場污染地下水風(fēng)險管控和修復(fù)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍較為匱乏。填埋場周邊地下水主要

受垃圾滲濾液的污染,其污染特點(diǎn)與工業(yè)污染場地有所差異,復(fù)合污染物COD、氨氮等的濃度

依填埋場使用年限而有所不同,簡單粗暴地參照工業(yè)污染場地治理技術(shù),修復(fù)成本較高、適用

性較差。垃圾填埋場在城鄉(xiāng)建設(shè)早期發(fā)揮著一定的作用,但隨著社會的發(fā)展和城市的不斷擴(kuò)張

,其環(huán)境問題越來越突出。同時,隨著我國環(huán)境管理要求的逐步提升,環(huán)保督察工作的持續(xù)展

開,填埋場滲漏造成周邊地下水污染的問題被越來越多的暴露。國家在十三五、十四五期間出

臺相關(guān)政策,要求對填埋場污染開展整治。在這個背景下,隨著各地對垃圾填埋場管理工作的

日漸重視和逐步深入,亟需出臺相關(guān)的填埋場污染地下水風(fēng)險管控和修復(fù)技術(shù)指南。

本指南成果可為國內(nèi)生活垃圾衛(wèi)生填埋場和簡易填埋場周邊地下水污染治理工程提供技術(shù)

支撐,顯著改善填埋場周邊地下水環(huán)境質(zhì)量,促進(jìn)城市和諧健康發(fā)展,社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益

顯著。

8

4標(biāo)準(zhǔn)制定的原則與技術(shù)路線

4.1標(biāo)準(zhǔn)制定的原則

(1)規(guī)范性原則

采取程序化、系統(tǒng)化的工作流程和技術(shù)要求,規(guī)范生活垃圾填埋場污染地下水原位風(fēng)險管

控與修復(fù)技術(shù)的篩選,原位曝氣技術(shù)與、可滲透反應(yīng)墻技術(shù)和垂直阻隔技術(shù)的方案設(shè)計(jì)、工程

施工與建設(shè)、運(yùn)行狀況監(jiān)測、效果評估、工程關(guān)閉等。

(2)可行性原則

基于生活垃圾填埋場污染地塊水文地質(zhì)條件、環(huán)境敏感性、地下水使用功能、污染物特征

、程度及范圍,合理選擇原位風(fēng)險管控與修復(fù)技術(shù),確保原位曝氣技術(shù)與PRB技術(shù)可行,設(shè)計(jì)

經(jīng)濟(jì)、合理的工程及施工方案。

(3)安全性原則

原位風(fēng)險管控與修復(fù)技術(shù)的方案制定、工程設(shè)計(jì)與施工過程要確保安全,防止對施工人員

、周邊人群健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害及二次污染。

4.2標(biāo)準(zhǔn)制定的技術(shù)路線

本標(biāo)準(zhǔn)首先對目標(biāo)填埋場及周邊地下水需要調(diào)查收集的信息及要求進(jìn)行說明,包括填埋場

建設(shè)的環(huán)評報告、污染調(diào)查報告、風(fēng)險評估報告等資料,從中獲得填埋場范圍、場地工程地質(zhì)

、水文地質(zhì)、土壤與地下水污染情況、周邊環(huán)境敏感點(diǎn)、治理需求等信息,分析垃圾填埋場周

邊污染地下水的現(xiàn)狀環(huán)境風(fēng)險、潛在社會影響、場地開發(fā)經(jīng)濟(jì)價值等,確定是否需要進(jìn)行治理

。

接著,從技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等角度對填埋場地下水的風(fēng)險管控與原位修復(fù)進(jìn)行

分析,確定采用風(fēng)險管控還是修復(fù)模式,并進(jìn)行技術(shù)組合設(shè)計(jì)、試驗(yàn)確定工藝參數(shù),從而完成

治理技術(shù)的篩選。

然后,針對填埋場地下水的污染特點(diǎn),選取了適用的原位曝氣、可滲透反應(yīng)墻和垂直阻隔

技術(shù),對技術(shù)的方案設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、運(yùn)行處置、效果監(jiān)測與評估、后期監(jiān)管、工程關(guān)閉等各

階段工作的要求及注意事項(xiàng)進(jìn)行了較為詳細(xì)地介紹,為相關(guān)主管部門、業(yè)主及施工單位等提供

依據(jù)和參考。

最后,針對填埋場地下水治理領(lǐng)域的特點(diǎn),對工程實(shí)施過程中的的安全管理與二次污染防

治進(jìn)行了說明,以提高項(xiàng)目實(shí)施的安全與環(huán)保目標(biāo)。

9

5標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容條文說明

5.1適用范圍

本指南對生活垃圾填埋場污染地下水風(fēng)險管控與原位修復(fù)技術(shù)的工作原則、工作內(nèi)容和工

作流程進(jìn)行了論述,并重點(diǎn)對課題研究成果相關(guān)的原位曝氣技術(shù)、可滲透反應(yīng)墻技術(shù)和垂直阻

隔技術(shù)的應(yīng)用作了較為詳細(xì)的說明,適用于應(yīng)對生活垃圾填埋場污染地下水的原位風(fēng)險管控與

修復(fù)技術(shù)篩選、方案設(shè)計(jì)、工程建設(shè)與運(yùn)行管理,可作為選用原位曝氣技術(shù)、可滲透反應(yīng)墻技

術(shù)和垂直阻隔技術(shù)的參考依據(jù),并為其具體方案設(shè)計(jì)、工程施工與建設(shè)、運(yùn)行狀況監(jiān)測、效果

評估、后期監(jiān)管和工程關(guān)閉提供參考。對于該指南未涉及的治理地下水的技術(shù),可參考《污染

地塊地下水修復(fù)和風(fēng)險管控技術(shù)導(dǎo)則》(HJ25.6-2019)及其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和指南。

5.2規(guī)范性引用文件

給出了本文件引用的有關(guān)文件,凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本文件。引

用文件主要包括排污許可管理相關(guān)文件或標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測相關(guān)文件等。

5.3術(shù)語和定義

就地下水污染風(fēng)險管控、地下水原位修復(fù)、原位曝氣、微納米氣泡液曝氣、井群、脈沖注

射、垂直阻隔、可滲透反應(yīng)墻、活性填料、反應(yīng)容量等術(shù)語進(jìn)行了定義。

5.3.1地下水污染風(fēng)險管控

我國兩萬余座城市固體廢物填埋場普遍存在滲濾液滲漏污染土壤和地下水的風(fēng)險,嚴(yán)重威

脅城市環(huán)境安全,主要包含滲濾液污染源強(qiáng)高、滲漏點(diǎn)埋藏深面積大、復(fù)合污染特征、填埋場

地差異大等主要風(fēng)險因素。應(yīng)基于滲濾液在不同水文地質(zhì)環(huán)境中擴(kuò)散-演化模式及場地復(fù)合污

染特征,研究滲濾液擊穿多層屏障行為及長效阻控機(jī)制用于切斷污染源,然后通過土壤與地下

水污染物傳質(zhì)強(qiáng)化、轉(zhuǎn)化及滲流調(diào)控方法,原位解決地下水污染問題,最終實(shí)現(xiàn)風(fēng)險管控。

5.3.2地下水原位修復(fù)

污染地下水的原位修復(fù)技術(shù)主要包括注氣技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)、原位化學(xué)修復(fù)技術(shù)、電動

力學(xué)修復(fù)技術(shù)等。分別利用空氣吹脫、微生物作用、外投化學(xué)試劑、外加電場等方法,在不抽

提地下水的情況下進(jìn)行污染修復(fù),通常具有成本較低、操作簡單、主要針對低濃度地下水污染

等特點(diǎn)。

5.3.3原位曝氣

地下水原位曝氣技術(shù)最早于1985年在德國開始應(yīng)用。一般指在一定壓力條件下,將一定體

積的壓縮空氣注入含水層中,通過污染物的揮發(fā)或生物降解等作用將污染物去除。本文件拓展

了定義,將注射的壓縮空氣擴(kuò)大為含氧的氣體或液體。在一定的壓力作用下,將含氧的氣體或

液體注入地下飽和層,以促進(jìn)地下水中污染物的揮發(fā)或者生物降解。

5.3.4微納米氣泡液曝氣

液體中存在的微小氣泡,當(dāng)氣泡直徑在50μm以下稱作微米氣泡,直徑為100nm以下的氣

泡稱為納米氣泡。微納米氣泡是指氣泡發(fā)生時直徑在數(shù)十微米到數(shù)百納米之間的氣泡,這種氣

10

泡是介于微米氣泡和納米氣泡之間,具有常規(guī)氣泡所不具備的物理與化學(xué)特性。微納米氣泡發(fā)

生技術(shù)是20世紀(jì)90年代后期產(chǎn)生的,21世紀(jì)初在日本得到了蓬勃的發(fā)展。目前,微納米氣泡液

在工廠化漁業(yè)養(yǎng)殖、無土栽培、有機(jī)廢水處理、惡臭河道治理等領(lǐng)域有一定應(yīng)用,但在地下水

原位修復(fù)方面基本處于空白。本文件將其定義為富含直徑在數(shù)百納米到數(shù)十微米之間氣泡的液

體。

5.3.5井群

地下水原位治理過程中主要涉及監(jiān)測井、曝氣井和抽提井三類。其中,根據(jù)篩管開孔位置

可將監(jiān)測井分為淺層監(jiān)測井和深層監(jiān)測井;根據(jù)注射介質(zhì)可將曝氣井分為注液井和注氣井;根

據(jù)抽提介質(zhì)可將抽提井分為抽水井、抽氣井、雙相抽提井等。根據(jù)填埋場地質(zhì)、水文地質(zhì)、地

下水污染狀況等條件,將不同類型的井按一定的間距和空間布置進(jìn)行排列組合,以滿足原位曝

氣修復(fù)要求。本文件將其定義為按特定順序排列以實(shí)現(xiàn)污染場地修復(fù)與監(jiān)測的多種功能井的組

合。

5.3.6脈沖注射

對于滲透性較差的污染地層,持續(xù)地進(jìn)行曝氣,可能會引起地層開裂,導(dǎo)致注入介質(zhì)通過

裂縫直接從地表冒出或者沿注射井從地表冒出,不僅破壞注射井,而且影響修復(fù)效果。采用一

定規(guī)律的間歇性注射,即脈沖注射,可將修復(fù)介質(zhì)有序注入地下,促進(jìn)其擴(kuò)散、反應(yīng),實(shí)現(xiàn)較

好的修復(fù)效率。本文件將其定義為一種可避免產(chǎn)生地層裂縫并對地下水具有攪拌作用以提高原

位曝氣效果的非連續(xù)性注射。

5.3.7垂直阻隔

《土壤環(huán)境詞匯》(HJ1231-2022)提到“阻隔”的定義為阻止氣體、液或固污染物質(zhì)從其

產(chǎn)生地點(diǎn)向周圍遷移擴(kuò)散的一系列控制措施,如添加覆蓋物,修建垂直或水平屏障;提到“垂

直屏障”的定義為用于阻隔污染物的地下垂直結(jié)構(gòu)。

5.3.8可滲透反應(yīng)墻

可滲透反應(yīng)墻技術(shù)的修復(fù)原理是,在污染物場地下游垂直于地下水流方向設(shè)置滲透性反應(yīng)

墻,使含有污染物的地下水流經(jīng)墻內(nèi)的反應(yīng)區(qū),通過墻內(nèi)填料與污染物發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),以

使污染物達(dá)到修復(fù)濃度目標(biāo)的目的。

5.3.9活性填料

滲透性反應(yīng)墻內(nèi),具有污染物去除效果的填充材料稱為活性填料。滲透性反應(yīng)墻技術(shù)的修

復(fù)原理是由污染物和活性填料之間反應(yīng)機(jī)制決定的。針對地下水不同的污染物,所有選用的修

復(fù)填料不盡相同,其反應(yīng)機(jī)理也不同。填料主要去除污染物的機(jī)理包括吸附、沉淀、氧化還原

和生物降解等。填料的選用,應(yīng)從其反應(yīng)能力、穩(wěn)定性、有效性、成本以及環(huán)境友好性等因素

考慮。這些填料的理想特征有:對污染物修復(fù)能力強(qiáng);活性保持時間長;取材容易且價格便宜

;顆粒粒徑不能太小,要均勻,不會造成孔隙堵塞(顆粒粒徑最好是單峰型的);不會對環(huán)境

造成二次污染;施工方便(USEPA,1998)。實(shí)驗(yàn)室研究中最常用的填料有零價鐵(ZVI)、

11

活性炭和沸石等,其他活性材料有鋼渣、陶粒、廢橡膠、石灰石和麥飯石等;工程中最常用的

是零價鐵和沸石。

5.3.10反應(yīng)容量

反應(yīng)容量是指吸附量是指單位面積的表層中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量與同量容積在溶液本體中

所含溶質(zhì)物質(zhì)的量的差值。在滲透性反應(yīng)墻中,污染地下水流經(jīng)活性填料的時候會逐漸消耗填

料的活性點(diǎn)位實(shí)現(xiàn)污染物的去除。除填料活性再生手段外,一般活性點(diǎn)位的消耗是不可逆的,

單位質(zhì)量的活性填料對特定污染物的吸附量有上限?;钚蕴盍系姆磻?yīng)容量越大,能吸附的污染

物總量越多,活性填料的設(shè)計(jì)厚度就應(yīng)相應(yīng)減小,反之活性填料的反應(yīng)容量越小,能吸附的污

染物總量越少,活性填料的設(shè)計(jì)厚度就應(yīng)相應(yīng)增加。

5.4總體要求

指南編制應(yīng)滿足規(guī)范性、可行性、安全性要求。

指南建議的工作流程應(yīng)包含場地信息收集與分析、技術(shù)篩選與組合設(shè)計(jì)、技術(shù)方案設(shè)計(jì)、

施工建設(shè)、運(yùn)行處置、效果評估、后期監(jiān)管等七方面內(nèi)容。

5.5場地信息收集與分析

城市固體廢物填埋場地下水具有典型復(fù)合污染特征。一般污染場地中,土壤污染輕,達(dá)到

建設(shè)用地二類用地篩選值要求;而地下水污染較為嚴(yán)重,且隨時間增加污染范圍有擴(kuò)大趨勢。

場地地下水中特征污染物主要包括有機(jī)物、無機(jī)鹽、重金屬、細(xì)菌類、異性生物有機(jī)化合物、

新興污染物等,其中填埋場齡期及所填垃圾成分對地下水中COD和氨氮的濃度影響顯著;且隨

著距離污染源距離增大,地下水中的主要污染物成分顯著變化。

我國填埋場地滲濾液與地下水復(fù)合污染分布特征

Ⅴ類地下

主要污調(diào)研場地滲濾調(diào)研場地高濃調(diào)研場地低

類別特征水質(zhì)量標(biāo)

染物液濃度區(qū)間度區(qū)間濃度區(qū)間

準(zhǔn)值

化學(xué)需

氧量水溶性

COD:COD:COD:

COD、好,可降COD:

有機(jī)物193~1000040.2~172010~40.2

高錳酸解,可轉(zhuǎn)10mg/L

mg/Lmg/Lmg/L

鹽指數(shù)化

氨氮、

氯化對水泥基

物、硝阻隔材料氨氮:氨氮:氨氮:氨氮:

無機(jī)鹽

酸鹽、具有腐蝕203~6391mg/L6.1~933mg/L1.5~6.1mg/L1.5mg/L

硫酸鹽作用

鐵、鐵:2.0

鐵:10.1~22.8鐵:≤10.1

錳、mg/L

與工業(yè)固mg/L錳:mg/L錳:≤

鋅、鐵:≤36.6錳:1.5

重金屬廢混填場1.1~38mg/L1.1mg/L

汞、mg/Lmg/L

地含量高鋅:2.8~10鋅:≤2.8

鎘、鉛鋅:5.0

mg/Lmg/L

等mg/L

12

對于地下水污染的填埋場,應(yīng)充分分析污染地下水對周邊生態(tài)環(huán)境、居民健康、社會穩(wěn)定

等影響,以及場地使用規(guī)劃、潛在的開發(fā)利用價值等,作為是否進(jìn)行治理的依據(jù)。如果需要進(jìn)

行治理,則進(jìn)一步分析填埋場水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件及污染特征,并進(jìn)行風(fēng)險評估,確定地

下水特征污染因子風(fēng)險管控值或修復(fù)值,為場地風(fēng)險管控與修復(fù)技術(shù)篩選提供有力支撐。

5.6技術(shù)篩選及組合設(shè)計(jì)

5.6.1技術(shù)初步篩選

生活垃圾填埋場主要以生活垃圾為主,有時混雜一些建筑垃圾或者工業(yè)固廢。因而,受垃

圾滲濾液污染的地下水一般是氨氮、COD等指標(biāo)較高,與工業(yè)退役場地地下水的特征污染因子

有較大差別。因而,適用于生活垃圾填埋場污染地下水修復(fù)的技術(shù)相對較少,可供選擇的技術(shù)

列于文件附錄A的表格中,實(shí)際應(yīng)用時可以單獨(dú)使用,也可以組合使用,視實(shí)際情況而定。

5.6.2技術(shù)可行性分析

通過小試試驗(yàn)和中試試驗(yàn)考察風(fēng)險管控或修復(fù)技術(shù)的可行性。小試試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行,

對于阻隔技術(shù),主要檢測阻隔材料的滲透系數(shù),通過理論計(jì)算確定阻隔材料的厚度等要求;對

于修復(fù)技術(shù),主要考察修復(fù)工藝參數(shù)對污染物濃度的影響及效果。中試試驗(yàn)可通過模擬裝置或

者在現(xiàn)場選取典型的區(qū)域,開展風(fēng)險管控或修復(fù)技術(shù)的效果驗(yàn)證試驗(yàn),同時還需要監(jiān)測分析技

術(shù)應(yīng)用過程中存在的二次污染風(fēng)險,確保在治理過程中不產(chǎn)生新的污染。

5.6.3技術(shù)組合設(shè)計(jì)

對于一些具有典型特征的填埋場,采用單一技術(shù)治理效果可能達(dá)不到預(yù)期目標(biāo),可采用組

合技術(shù)來提高綜合治理效果。本指南附表B根據(jù)填埋場地形、地下水徑流強(qiáng)度、污染擴(kuò)散特征

(擴(kuò)散距離及濃度梯度)等參數(shù)將典型填埋場分為七種類型,并分別推薦了相應(yīng)的組合技術(shù)供

參考,在實(shí)施過程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

在技術(shù)可行的前提下,還需要根據(jù)中試實(shí)施情況、方案設(shè)計(jì)等對技術(shù)實(shí)施、運(yùn)維等費(fèi)用進(jìn)

行綜合分析,并與業(yè)主進(jìn)行溝通,確保所采用的技術(shù)在成本方面能夠獲得業(yè)主的認(rèn)可。需要注

意的是,地下水治理過程中有許多不可預(yù)測的干擾因素,因而在成本計(jì)算時應(yīng)留有充足的余量

除了技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性外,在技術(shù)篩選時還需要考慮技術(shù)實(shí)施的周期,對生態(tài)環(huán)境、水文

地質(zhì)的影響,以及技術(shù)實(shí)施后對場地后期使用的影響等,需要同業(yè)主、當(dāng)?shù)刂鞴懿块T進(jìn)行溝通

商議。

5.7技術(shù)方案設(shè)計(jì)

5.7.1原位曝氣技術(shù)

生活垃圾填埋場周邊地下水一般為垃圾滲濾液污染,主要是COD、氨氮等指標(biāo)較高,通過

曝氣處理提高地下水中的溶解氧含量,促進(jìn)好氧微生物降解,同時科學(xué)合理設(shè)計(jì)抽水井,通過

抽提同步降低地下水中的污染物含量。而對于揮發(fā)性有機(jī)污染物污染地下水,提高揮發(fā)性有機(jī)

污染物和氧氣在氣液之間的傳質(zhì)速率可以提高地下水中污染物的去除率。通過氣液界面的傳質(zhì)

13

速率在很大程度上取決于氣液表面積(以及污染物的亨利常數(shù)),設(shè)計(jì)原位曝氣系統(tǒng)背后的策

略必須集中于氣液最大化接觸。根據(jù)具體污染物類型、污染特征和工期要求等影響因素,可以

單獨(dú)使用曝氣技術(shù)或抽提技術(shù),也可以進(jìn)行聯(lián)合使用。

為了優(yōu)化傳質(zhì)速率,需要充分了解控制通道形成和傳輸?shù)臋C(jī)制,空氣(或其他氣體)在壓

力下注入曝氣井??諝膺M(jìn)入曝氣井后,只要能直接連通連續(xù)通道,那么其運(yùn)動會受空氣和水之

間的壓差控制。如果通道“斷開”,產(chǎn)生的氣泡移動由氣相和水相之間的密度差(浮力)驅(qū)

動。地層結(jié)構(gòu)決定了空氣通道的分布。層狀沉積物區(qū)的空氣通道密度一般較低,主要是由于上

覆巖層限制了空氣的橫向擴(kuò)散。如果空氣通道彼此相距較遠(yuǎn),就無法提供足夠的空氣,也無法

有效去除污染物。如果小半徑通道內(nèi)的空氣飽和度較低,界面面積就會很小,因而傳質(zhì)也很

低。如果空氣飽和度高、通道半徑較大,即使界面面積很小,擴(kuò)散距離仍然會比較大。只有在

高空氣飽和度和小通道半徑的情況下,界面面積才會充足,擴(kuò)散路徑長度足夠短,實(shí)現(xiàn)中等的

傳質(zhì)速率。這個最佳值可以通過以下方法確定:在分步流量測試中,在不同階段對地下水位以

下不同位置進(jìn)行中子探針或ERT測量或壓力測試。

原位曝氣技術(shù)設(shè)計(jì)主要是井群設(shè)計(jì)、曝氣工藝設(shè)計(jì)、抽提工藝設(shè)計(jì)、廢水處置工藝設(shè)計(jì)等

。

井群設(shè)計(jì)主要針對曝氣井、抽提井和監(jiān)測井,包括井管材質(zhì)、管徑、開孔位置、井間距等

。一般情況下,三類井都可以使用PVC-U材質(zhì)的井管,為了避免井管的脫落和腐蝕,同口井需

要使用相同的材質(zhì)。當(dāng)建井深度較大或者曝氣壓力較大,且地下水pH值為中性或偏堿性時,

可以選用無縫鋼管或不銹鋼管,以提高井管強(qiáng)度。各類井的具體建設(shè)可以參照HJ164。曝氣井

間距的設(shè)置基于污染地下水所處地層的滲透系數(shù)、水力梯度、以及在設(shè)計(jì)注射工藝參數(shù)的曝氣

影響半徑。抽提井主要用于快速抽出高濃度的污染地下水,以及通過在地下形成水力梯度,提

高曝氣井影響半徑,其間距沒有嚴(yán)格的規(guī)定,可根據(jù)場地的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置,一般推薦間距

為曝氣井間距的2倍以上。監(jiān)測井的位置設(shè)置參考HJ25.6。

曝氣工藝設(shè)計(jì)主要是曝氣類型的選擇及工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)。對于空氣曝氣,首先是空壓機(jī)/

鼓風(fēng)機(jī)的選擇,目前可供選擇的空壓機(jī)/鼓風(fēng)機(jī)種類較多,需要充分考慮空氣流速、裝置壓損

和運(yùn)行環(huán)境。具體型號的選擇主要依據(jù)中試過程中對注射流速和壓力要求。原則是在設(shè)計(jì)壓力

下可以提供足夠的空氣,同時性能穩(wěn)定,能夠長期低損耗運(yùn)行,而且運(yùn)行成本較低,在項(xiàng)目可

承受范圍內(nèi)。同時,空氣曝氣時還需要設(shè)計(jì)合理的空氣流速和注射壓力,可通過經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行

確定,具體在指南中已經(jīng)說明。微納米曝氣設(shè)計(jì)主要?dú)庠催x擇,具體和污染物濃度、污染范圍

、修復(fù)周期和資金預(yù)期投入等因素相關(guān),一般含氧量越高的氣源其修復(fù)效果越佳。微納米曝氣

運(yùn)行時主要需要控制微納米氣泡液濃度、注射流量、注射壓力和水溫等因素,確保地下水中溶

液氧含量達(dá)到較高水平,才能起到較好的曝氣效果。同時,微納米過程中水溫會逐漸上升,當(dāng)

水溫達(dá)到25℃以上時,水中的溶解氧含量會隨著溫度的上升也下降。因而需要在微納米曝氣過

程中監(jiān)測地下水溫度,確保地下水處于適宜的溫度。

注射壓力的設(shè)計(jì)舉例。

14

土壤比重為2.7,地下水比重1.0;水位深度5.5m;篩管深度為9.1m~10.7m;孔隙率40%;

土壤均質(zhì)、松散。根據(jù)上述公式計(jì)算,

土柱壓力=土壤質(zhì)量/m2=(9.1m)×(2.7)×(1-0.4)×(9.8kN/m3)=144kN/m2

水柱壓力=地下水質(zhì)量/m2=(9.1m-5.5m)×(0.4)×(9.8kN/m3)=14kN/m2

土水總重/m2=144+14=158kN/m2

總超載壓=(158kN/m2)1(kPa/[kN/m2])=158kPa

抽提工藝設(shè)計(jì)主要涉及抽水工藝和抽氣工藝。抽水主要用于快速降低含水層中的污染物含

量,縮短修復(fù)周期,同時改變地下水水力梯度。通過對污染羽含水層進(jìn)行抽提,可以抽出重金

屬等污染物,并擴(kuò)大曝氣影響半徑,提高曝氣處置效率。抽水速度與水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、污

染情況,以及項(xiàng)目廢水處理能力相關(guān)。如果地下水污染較輕,則可以降低抽水速度,甚至不進(jìn)

行抽水。對于存在揮發(fā)性有機(jī)物或者揮發(fā)性無機(jī)物污染的地下水,地下水原位曝氣過程中,這

類污染物會擴(kuò)散到包氣帶中,因而需要進(jìn)行抽氣處理,以控制并消除污染物的擴(kuò)散。

廢水處置可采用常規(guī)的工藝,具體可參照HJ2015及相關(guān)工程技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。處置標(biāo)準(zhǔn)根

據(jù)排水方式相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),排入環(huán)境水體時,設(shè)計(jì)出水水質(zhì)與排入水域或海域類型有關(guān),具體參照

GB8978;處置后廢水排入污水管網(wǎng)時,設(shè)計(jì)出水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到當(dāng)?shù)丶{管排放標(biāo)準(zhǔn),具體參照

GB/T31962。對于施工或運(yùn)行過程中收集到的垃圾滲濾液,其排放標(biāo)準(zhǔn)參照GB16889。

5.7.2可滲透反應(yīng)墻技術(shù)

可滲透反應(yīng)墻的處置對象是受低濃度COD、氨氮、重金屬等污染的地下水。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查

64個填埋場統(tǒng)計(jì)得到,可滲透反應(yīng)墻的適用條件一般要求地下水達(dá)西流速在0.01m/d~1.81m/d

之間,入流COD濃度在0mg/L~500mg/L,氨氮濃度在0mg/L~350mg/L,重金屬濃度在0

mg/L~60mg/L。經(jīng)過滲透性反應(yīng)墻的修復(fù),出流水質(zhì)一般可以達(dá)到COD和氨氮去除率大于90%

,重金屬去除率大于70%,當(dāng)源濃度本身較低時,出流水質(zhì)可以達(dá)到地下水IV類標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)?shù)叵?/p>

水中COD濃度>500mg/L,或氨氮濃度>350mg/L時,建議采取抽提處置。

當(dāng)?shù)叵滤裆钶^淺且污染羽規(guī)模較小時,直接用地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)的可滲透反應(yīng)墻捕獲;當(dāng)

地下水埋深較淺但污染羽規(guī)模較大時,需要通過“導(dǎo)水門-漏斗”結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)手段引水至

滲透性反應(yīng)墻,實(shí)現(xiàn)地下水的減壓集流,集中處理污染羽,控制因活性填料范圍太大而引發(fā)的

成本問題;當(dāng)?shù)叵滤裆钶^深且含水層滲透性較好時,位于地表的可滲透反應(yīng)墻捕集污染羽效

率低,注入式結(jié)構(gòu)可以解決深層污染修復(fù)問題;可滲透反應(yīng)墻也可同原位曝氣及抽提技術(shù)配合

使用,通過原位曝氣抽提技術(shù)降低污染濃度,減少PRB運(yùn)行負(fù)荷。

反應(yīng)墻填料配方設(shè)計(jì)上,必須盡可能滿足反應(yīng)容量大、反應(yīng)速率快、滲透系數(shù)為原位土

2~10倍、綠色無二次污染、來源廣泛成本低廉、耐久性和穩(wěn)定性好等要求。其中綠色無二次污

染為必須要求。因?yàn)椴煌愋偷奈廴疚锾卣鞫鄻樱m用的去除機(jī)理多樣,建議填料類型一般也

比較多,所以反應(yīng)墻填料配方的確定必須經(jīng)過批試驗(yàn)初篩和柱試驗(yàn)驗(yàn)證兩個環(huán)節(jié),以確定最優(yōu)

填料組合。

根據(jù)功能層分類,建議采用氧化層-沉淀層-吸附層的組合結(jié)構(gòu),依次去除COD、重金屬及

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其他污染物。若吸附層前置,會出現(xiàn)顯著的生物膜淤堵,過度消耗沸石的兜底吸附能力;若沉

淀層前置,則無法控制氧化層去除COD過程中可能產(chǎn)生的重金屬催化劑溶出問題,導(dǎo)致總體出

流水質(zhì)中重金屬濃度超標(biāo)。

各功能層的厚度設(shè)計(jì)主要是在傳統(tǒng)的最大吸附量法、反應(yīng)半衰期法、阻滯因子法的基礎(chǔ)上

,結(jié)合地下水運(yùn)移模擬軟件VisualModflow和地球化學(xué)模擬軟件PHREEQC進(jìn)一步優(yōu)化細(xì)節(jié)參數(shù)

,盡可能的優(yōu)化可滲透反應(yīng)墻的污染羽捕集效率以及凈化效果。

5.7.3垂直阻隔技術(shù)

垂直阻隔設(shè)計(jì)主要包括墻體材料設(shè)計(jì)與厚度設(shè)計(jì)。

垂直阻隔墻體材料主要有水泥、膨潤土、HDPE膜等,每類材料有不同的規(guī)格和性能,不

同類型材料的組合往往可以提高阻隔墻的綜合性能。因而在墻體材料設(shè)計(jì)方面,需要充分考慮

垂直阻隔使用場景,包括地層滲透系數(shù)、地下水位、水力梯度、地下水中的污染物成分和濃度

、服役壽命要求、周邊環(huán)境等多種因素。一般推薦使用膨潤土或土-膨潤土墻體。施工技術(shù)較

為成熟的前提下,可設(shè)置膨潤土-HDPE膜復(fù)合墻體。

垂直阻隔墻的厚度可參考理論計(jì)算,主要是計(jì)算阻隔墻的擊穿時間,可采用阻隔墻外側(cè)污

染物濃度達(dá)到污染源位置處濃度10%作為阻隔墻的擊穿標(biāo)準(zhǔn)。在條件允許情況下,需保守設(shè)計(jì)

阻隔墻的厚度。

5.8施工建設(shè)

5.8.1原位曝氣技術(shù)

原位曝氣施工主要是井群建設(shè)、洗井等工作。在生活垃圾填埋場建井時,主要是避免在填

埋場內(nèi)建井,避免打穿填埋場防滲層,引起滲濾液泄露進(jìn)一步污染地下水。在填埋堆體外圍建

井時,總體參照DZ/T0148和DZ/T0270執(zhí)行。當(dāng)?shù)叵麓嬖陔p層及以上地下水時,如果只是上層

污染,則在建井時應(yīng)避免打穿不同層地下水的隔水層。洗井操作要求可參照DZ/T0148執(zhí)行。

抽出的廢水必須進(jìn)行集中收集處置,不可隨意傾倒。清洗不同井管時,必須使用潔凈的清水對

洗井工具進(jìn)行清洗,避免交叉污染。抽水/注水/微水試驗(yàn)主要用于測定地層的滲透系數(shù),每一

層都需要進(jìn)行測試。測試的監(jiān)測井只在相應(yīng)地層范圍內(nèi)開孔,避免跨地層進(jìn)行開孔而影響測試

結(jié)果。曝氣技術(shù)涉及曝氣系統(tǒng)、抽提裝置和廢水/廢氣裝置,應(yīng)提前進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工。現(xiàn)場具

備條件后,應(yīng)及時吊運(yùn)至指定區(qū)域,并開展調(diào)試工作,確保各設(shè)備、儀表、閥門等可正常使用

。

5.8.2可滲透反應(yīng)墻技術(shù)

可滲透反應(yīng)墻施工主要是反應(yīng)墻建設(shè)、導(dǎo)流墻建設(shè)、活性填料回填、監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)等工作

。反應(yīng)墻的建設(shè)主要是淺基坑工程,具體參照《基坑工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》DGTJ08-61-2018實(shí)施。導(dǎo)

流墻的建設(shè)主要是低滲透性系數(shù)阻隔的建設(shè),具體參照5.9節(jié)垂直阻隔墻技術(shù)實(shí)施?;钚蕴盍?/p>

回填主要控制均勻性指標(biāo)和壓實(shí)性指標(biāo),前者可有效避免優(yōu)勢流產(chǎn)生,后者防止開始過水后填

料區(qū)出現(xiàn)顯著沉降。因此建議分層回填并逐層夯實(shí)。夯實(shí)過程中應(yīng)注意,活性炭等非礫石填料

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硬度小,相對易破碎,應(yīng)小心夯實(shí),以保證填料區(qū)滲透系數(shù)與設(shè)計(jì)一致。監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)主要參

照USEPA于1998年發(fā)布的污染物修復(fù)PRB技術(shù)手冊實(shí)施。

5.8.3垂直阻隔技術(shù)

阻隔墻的建設(shè)主要包括導(dǎo)墻的建設(shè)、溝槽開挖、阻隔墻材料配制、阻隔墻材料回填。

導(dǎo)墻主要起引導(dǎo)作用,控制阻隔墻的范圍和方位,同時防止槽口坍塌,因而對阻隔墻設(shè)置

的成敗起到較為重要的作用。一些生活垃圾填埋場地勢復(fù)雜,設(shè)置導(dǎo)墻時需要采取一些工程措

施改善作業(yè)條件。具體施工要求應(yīng)符合GB5104的相關(guān)規(guī)定。

開挖溝槽時,需要采取泥漿護(hù)壁的措施,避免溝槽壁出現(xiàn)塌方。當(dāng)阻隔墻深度較淺,對泥

漿性能要求較低時,可考慮使用阻隔墻體材料作為泥漿主要成分,從而降低成本,并解決泥漿

的去向問題。

墻體材料的配制可采用不加水的干法形式,也可以采用加水的濕法形式。干法配制工藝簡

單,濕法配制工藝復(fù)雜,具體根據(jù)施工現(xiàn)場條件進(jìn)行選擇。

回填阻隔墻材料時,一般采取導(dǎo)管回填或從已形成的墻體材料斜面頂部滑入,不應(yīng)將墻體

材料從地表直接推入溝槽內(nèi)的膨潤土泥漿中,避免溝槽壁發(fā)生坍塌。遭遇極端天氣時,應(yīng)停止

現(xiàn)場施工作業(yè)。對于性能不達(dá)標(biāo)的墻體材料不能回填溝槽。完成阻隔墻施工后,需要對其頂部

進(jìn)行覆蓋,避免阻隔墻體受到破壞或者缺水干裂。

5.9運(yùn)行處置

5.9.1原位曝氣技術(shù)

原位曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行關(guān)鍵是保持不同曝氣井之間的氣流平衡,否則往往會向壓力較小的曝

氣井一口或幾口井方向移動,從而影響整體的曝氣效果??梢栽O(shè)計(jì)氣體均布器,連接區(qū)域內(nèi)的

所有曝氣井,確保該區(qū)域地層的氣流平衡。運(yùn)行過程中需要做好運(yùn)行記錄,以備后期出現(xiàn)問題

時溯源,同時在運(yùn)行過程中需要對處置系統(tǒng)做好維護(hù)工作,避免出現(xiàn)故障,影響正常的施工作

業(yè)。原位曝氣施工運(yùn)行過程中,需要對地下水質(zhì)量進(jìn)行不定期監(jiān)測。運(yùn)行過程中的監(jiān)測指標(biāo)和

監(jiān)測頻次主要參考HJ25.6。

5.9.2可滲透反應(yīng)墻技術(shù)

可滲透反應(yīng)墻的運(yùn)行關(guān)鍵是保持活性填料的滲透系數(shù)能有效的捕集原位土中的污染羽,以

及活性填料本身在運(yùn)行期限內(nèi)保持活性。否則會降低可滲透反應(yīng)墻的修復(fù)效果,甚至產(chǎn)生可能

的環(huán)境副產(chǎn)物。運(yùn)行過程中需要做好運(yùn)行和監(jiān)測記錄,以備后期出現(xiàn)問題時溯源,同時在運(yùn)行

監(jiān)測過程中需要對整個反應(yīng)墻系統(tǒng)做好維護(hù)工作,避免因環(huán)境變化影響修復(fù)效果??蓾B透反應(yīng)

墻運(yùn)行監(jiān)測主要包括監(jiān)測指標(biāo)和監(jiān)測頻次,具體可參考HJ25.6。

5.9.3垂直阻隔技術(shù)

垂直阻隔墻運(yùn)行過程中的監(jiān)測、記錄和維護(hù)參考HJ25.6、HG/T20715。主要監(jiān)測墻體兩側(cè)

監(jiān)測井地下水水位、目標(biāo)污染物濃度、地球物理化學(xué)參數(shù)信息(水溫、pH、Eh)等,如果運(yùn)

行過程中墻體地下水下游一側(cè)的目標(biāo)污染物濃度出現(xiàn)反彈等情況,可能是阻隔墻已被污染物穿

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透,或者墻體出現(xiàn)破損,需要采取措施進(jìn)行補(bǔ)救。

5.10效果評估

5.10.1原位曝氣技術(shù)

地下水中污染物濃度穩(wěn)定達(dá)標(biāo)且地下水流場達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,可進(jìn)入修復(fù)效果評估階段。

地下水監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)、采樣持續(xù)時間及頻次、檢測指標(biāo)設(shè)置等可參考HJ25.6。采樣、樣品保存與

運(yùn)輸可參照HJ/T164執(zhí)行。當(dāng)特征污染物難以在施工周期內(nèi)達(dá)到修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)時,需要及時調(diào)整工

藝或?qū)Ψ桨高M(jìn)行重新評估。

5.10.2可滲透反應(yīng)墻技術(shù)

可滲透反應(yīng)墻運(yùn)行過程中,需要對地下水質(zhì)量

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