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2、污染物特征
AS过程中首先被去除的是具有高挥发性和高溶解性的非水相流体NAPLs化合物,低挥发性和溶解性的化合物较难去除因而会出现修复“拖尾”现象。NAPLs饱和蒸气压高于0.5 mmHg 时可以初步判定其具有一定挥发性,适于地下水曝气修复处理。污染物的亨利常数越高,污染物越容易通过挥发作用去除,亨利常数越低,所需曝气流量越大,修复时间也越长。
3、曝气压力及曝气量
最小可曝气压力取决于曝气点附近静水压力和毛细管力,谁的粒径越大毛细管阻力越小,最小曝气压力也越小。土体的气相饱和度以及微通道密度会随着曝气压力的增大而增大,AS的影响半径也越大。为避免曝气点附近造成不必要的土体扰动破坏和产生永久性气体通道,曝气压力不宜超过有效上覆应力。曝气流量增加可使气流通道密度增大、水相饱和度降低,影响半径增大,还会提高地下水含氧量,从而强化有机污染物降解去除效果,但提高曝气流量会使气体在土体中的分布不均匀,若形成局部优先流还会降低AS总体修复效果,且易造成原位土体的扰动破坏。
4、曝气井口深度及几何结构
曝气井口宜安装于略深于污染土体,使曝入的空气既可到达整个污染区又不致操作成本过高,AS过程中位于曝气点下方含水层中的溶解态污染物较难挥发去除。曝气井越深,空气向上运动时水平迁移范围越大,这有利于污染物的去除。但随着曝气井深度的增加,饱和土体中气体的相对渗透率不断下降,对污染物的去除不利。此外,通过离心模型试验还发现,曝气井口几何结构对空气流动形态和流速亦有明显影响。
5、曝气方式
曝气方式主要分为连续和脉冲曝气两种类型,连续曝气过程地下水中气流分布相对稳定,脉冲曝气方式包含相态重分配过程,这在一定程度上有利于污染物的去除。
AS技术的优缺点
AS技术通过曝气还能为饱和土壤中的好氧微生物提供氧气,促进了污染物的生物降解,该技术与其他修复技术相比,具有易安装、低成本、高效率和原位操作的显著优势。因此,虽然曝气技术的运用仅仅二十余年,就一定程度上代替了抽出--处理技术,成为地下水有机污染处理技术的首选。
但是AS技术开展应用很大程度上还依赖于工程经验。这就导致了曝气系统设计的主观性较强,修复效率不高,在一定程度上增加了系统运行的成本。
AS技术的适用
1、适用范围
通常,AS应用于挥发性、半挥发性、可生物降解的不挥发性有机物造成地下水和饱和土壤污染的地方,也可应用于脱水作用(在残留受污土壤中的气体提取)不可行的地方,包括高含水层以及厚的玷污带。
2、不适用条件
污染物存在自由基。曝气能够产生地下水丘,有可能导致自由基迁移以及污染的扩散。
附近有地下室、地下管道或其他地下建筑。除非有气体提取系统来控制气体的迁移,否则在这些地方实施AS,很可能会导致潜在的浓度聚集危险。
受污染的地下水位于封闭的含水层里。AS不能用于处理封闭含水层,是因为注入的空气会被该层截留,不能扩散到不饱和带。
AS系统的设计
1、设计时应考虑的因素
场地的地质以及水文地质条件;污染物的类型及分布;空气流动速率和注射压力;注射方式(水平或垂直);影响微生物生存能力以及它们对污染物生物降解能力的参数;曝气所带来的潜在的健康和安全隐患,比如气体释放到地表,地下水位涨高等。
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