含氯污染地下水整治技术

含氯污染地下水整顿技术依据DNAPLs污染物特征主要地下水整顿技术能够分为离地(ex-situ)及现地(in-situ)两种。离地地下水整顿系指将地下水抽出至地表面上，再经由整顿方式办理至切合法例水质标准值后直接排放，依照其抽取形式能够分为，纯真抽水办理，无土壤污染疑虑，称为抽除办理法(pumpandtreat,P&T)。以及，若现场有自由相污染物团设置双泵分别抽取自由相DNAPL及溶解相污染之地下水，称为双相抽除法(dual-phaseextraction,DPE)，亦称为多相抽除法（multi-phaseextraction,MPE），此方法能够配合因为抽水造成水位泄降地区中，增设真空泵抽取污染物挥发之土壤气体，达到同时办理土壤污染的方式。MPE特别合用于含有自由相污染之场址，特别是在自由相还没有移除以前，其实不合适直接利用大批抽水、生物或化学方法进行整顿的场址。所以，在污染场址采纳多重办理方法并用原则下，针对有自由相的场址，双相抽除法常常优先于其余整顿程序，被选择来办理地下环境中之污染物。但是，离地办理法主假如针对溶解相污染物进行抽除，在抽水停止后常常发生水中浓度上升的状况。而自由相的抽除，需配合详尽的检查，以防止因为抽取过程造成的污染扩散，现场考虑的要素众多，如水文地质特行、污染物传输等均会影响自由相抽除的困难。别的，现场需架设废水及废液办理设施，操作不妥直接排放将造成环境二次损害，故此刻针对不一样的地下水污染场址及污染物特征，在国内外已有很多包含物理、化学及生物等各样不一样的整顿办理技术被成功开发，甚至是使用串连式(整顿列车)的方法，依不一样的整顿阶段采纳不一样的配套举措。但无论是采纳何种技术或方案，欲将地下水污染场址改良至切合法例标准，均需宏大的整顿花费。所以，在场址观点模型的成立以及场址整顿经验皆相当重要，亦是整顿技术及方案采纳的重要依照，同时也是场址污染整顿之效益及成功与否的重要因子。地下水整顿技术1.空气注入法空气注入法被视为最常用的现地的办理技术，主要针对吸附于土壤或溶解于地下水中的挥发性或半挥发性有机物质进行办理，将未受污染的洁净空气注入地下水污染区(通入含水层)中，藉由水中曝气作用，使得有机物质从溶解的液相中吹出移除，当其抵达不饱和层之土壤层中，可藉由土壤气体抽除设施(soilvaporextraction,SVE)抽除。因为此法一定注入空气或氧气，可增添地下水溶氧量及不饱和层气体氧气浓度，所以可促使污染物被好氧微生物降解。别的，若在注入空气中加入甲烷，则可促使含氯有机物(如三氯乙烯)被共代谢微生物降解。一般而言，空气注入法之整顿体制，在早期以抽除低分子量、高挥性污染物为主，后期则以生物降解去除高分子量、低挥发性污染物。空气注入法之设施单元如下图。此整顿法主要去除的污染物为挥发性有机物及部分的燃料油，然此整顿法若操作不好时，气体散布不平均可能会造成污染团扩大，并且，此法往常需要数年的时间才能达到整顿成效。2.现地生物复育现地生物复育法(in-situbioremediation)被喻为自然、环保及节能的办理技术，也是当前环境污染整顿的趋向，美国环保署及很多州均以自然生物办理看作整顿污染场址的最优先的选择，而增强式生物整顿法例是一种于现地藉由增添微生物生长所需之基质如碳源及营养盐，从而加快自然生物办理的方法。地下水中的含氯溶剂化合物因毒性强，一般微生物常常没法像分解石油类化合物相同简单去分解，一旦地下水遭到含氯溶剂的污染，就很难靠地下水中的微生物自然分解，常常须藉由微生物在分解其余有机物、利用特定生长基质(支持生长之电子供应者)；能量基质则是在供应能量电子(不支持生长)或碳源时，能将含氯有机物以共代谢或直接代谢等方式分解去除。生物复育技术是一种经由管理或自然发生的过程中，以微生物将污染物降解或转移成较低毒性或无毒性的型态，藉此降低或清除环境污染物。换言之，生物办理乃是利用微生物将污染场址中的污染物(特别是有机污染物)予以转变分解，以控制污染源并防备污染扩散及降低污染危害的一种办理程序。此项技术可在饱和层地区针对污染物特征进行增强式的生物分解。主要观点为创造地下环境以利微生物生长，土壤或地下水中的重质非水相溶液(DNAPL)污染物(比如TCE、PCE等)在好氧的环境中不易被微生物所分解，相对的却简单在厌氧环境中经由卤化呼吸或好氧共代谢等体制被降解去除。因为本场址目标污染物中含有PCE，依据文件指出PCE当前还没有有充分数据证明可在好氧环境条件下被现地微生物好氧代谢或共代谢，故在污染源地区没法使用好氧办理。本场址水流动和缓、一年四时水中溶氧(DO)均为<2mg/L，场址自然地下水中污染物剖析能够发现DCE及VC等厌氧复原脱氯产物，故厌氧生物办理为可行方案。微生物降解地下水中污染物的能力，一定考虑环境因子及生物性因子，环境因子包含pH值、土壤特征、地下水流速、溶氧(dissolvedoxygen,DO)、温度和营养盐等；生物因子则为微生物族群间依存的关系、环境中存在物质对微生物造成的冲击与增添菌、现地菌竞争基质或营养盐的状况等。所以，藉由污染场址详尽的背景检查，评估现地环境中环境因子及生物性因子后做合适的调整，防止不合适的条件使拥有分解污染物能力之微生物活性降低，从而完成或提升复育的收效。现地增强式复育技术(enhancedin-situbioremediation,EIB)常常为办理受含氯有机物污染之地下水优先考虑的工法，其作业体制可分为以下4种：(1)生物增添(bioaugmentaion)：于地表下增添拥有降解特定污染物能力之微生物。(2)增添营养盐(nutrientaddition)：增添微生物生长一定营养盐，如氮、磷和其余金属元素。(3)增添电子供应者(electrondonoraddition)：增添微生物代谢基质，使微生物在氧化复原反响中获取能量。(4)增添电子接受者(electronacceptoraddition)：在含氯污染物的场址，若以好氧体制则增添氧为电子接受者，若为厌氧体制则增添硝酸盐氧化剂作为电子接受者。厌氧生物复育方法(卤化呼吸作用)办理含氯有机污染物，为无氧呼吸的形式之一，无氧呼吸过程中含氯脂肪族污染物乃做为最后电子接受者；在此复原脱氯的过程中，含氯脂肪族污染物上的氯原子以氢原子代替，而产生一个或数个氯离子，原含氯脂肪族污染物的含氯量则渐渐减少，而达到脱氯的目的。比如在厌氧条件下能够利用微生物将PCE逐个脱氯形成TCE、DCE、VC，最平生成乙烯，达到生物整顿将氯化有机污染物去除的目的。在地下水厌氧生物整顿的程序中能够增添乳酸等有机酸以转变释氢供作能源或增添微量氢气(或缓效型释氢物质)，达到生物整顿的目的。受污染之地下水场址中已被发现生物复原脱氯作用有几个重要要素：在场址内有无脱氯菌种(Fennelletal.,2001;Hendricksonetal.,2002)，有无产氢菌的存在与活动(Cabiroletal.1998;DuhamelandEdwards2006)，供应足够的电子接受者使脱氯、硫酸盐复原和甲烷菌所需的营养保持其活性(Mendoza-Sanchez,2010)。而厌氧性的程序是使用不一样的生物降解体制，于厌氧分解过程可包含三阶段，分别为水解酸化、醋酸形成及甲烷化，以供应以后的复原脱氯作用所需的电子接收者及电子供应者。利用硝酸盐、硫酸盐、三价铁、氢离子及二氧化碳看作最后电子接受者。并以复原性脱氯作用将氯离子去除，慢慢由PCE降解成TCE再降解成DCE、VC及ethene如图2-2，接着再进行矿化作用(Tiehmetal.,2011)，将化合物转变为成CO2、H2O、Cl-等无机物。微生物可直接代谢TCE(Reveszetal.,2006)。生物降解作用主要发生在污染团内部(吕等，2013)。此外Debruin研究发现增添乳酸盐作为电子供应者可有效增添生物复原脱氯作用使得最后变为乙烯。

等人(1992)PCE依据劉氏(2002)研究指出受污染之地下水不单体积宏大且大多处于无氧状态，且地表下厌氧性之微生物可转变不一样种类之有机及无机污染物，所以厌氧性微生物之降解对现地生物整顿十分重要。由很多现场量测数据显示，污染源存在于地下水中一段时间后，有机污染物之厌氧降解反响将自然发生，相同地，关于政府所表列优先办理之污染物，如遇到氯化乙烯类化合物严重污染之含水层，厌氧反响亦能够获取有效的整顿，经由