一种石油有机污染地下水修复工艺、修复系统及应用技术方案

本发明专利技术公开了一种石油有机污染地下水修复工艺，包括测定污染地下水中TPH含量为a mg/L，污染地下水总量为bm

【技术实现步骤摘要】
一种石油有机污染地下水修复工艺、修复系统及应用
本专利技术涉及石油有机污染地下水原位修复领域，尤其涉及一种石油有机污染地下水修复工艺、修复系统及应用。
技术介绍
目前有机污染地下水的原位修复方法主要有化学氧化还原技术、生物修复技术、渗透反应格栅技术等。其中用于原位化学氧化的氧化剂主要包括过硫酸盐、高锰酸钾、类芬顿试剂(Fe2++H2O2)、臭氧等。芬顿技术因其能氧化大多数有机物，且效率较高而备受关注，但是H2O2易在中性pH条件下歧化分解失效以及高浓度H2O2氧化有机物的同时会产生大量热和气体，这可能引发地下塌陷、生物灭绝、甚至爆炸。但是考虑到H2O2反应的快速性和产物的环境友好性，在实际修复工程中仍有一定的应用价值。过硫酸盐可以通过热、碱、过渡金属等活化方式产生SO4·和·OH，以降解水中有机污染物。因地下水中的温度一般为15℃左右，为不改变地下水本底环境，现有的活化方式常采用加入弱酸如柠檬酸螯合Fe2+/Fe3+铁盐或利用地下水中天然含铁矿物等活化，但此种活化方式会改变地下水的中性pH环境，使得地下水pH偏酸性。过氧化钙因其分解产生H2O2逐渐应用于污染地下水的修复治理，同时还能产生O2，有助于好氧微生物的氧化降解，作为一种绿色氧化剂，其应用越来越受到重视。过氧化钙溶于水产生H2O2，进而活化过硫酸盐产生自由基，或者在地下水中过渡金属的催化下活化过硫酸盐。由于过氧化钙的溶解度低且速率可控，可以在很长一段时间内持续不断地释放H2O2，比H2O2直接应用在地下水修复中的效果更好，且过氧化钙溶于水后，pH上升，和过硫酸盐组合使用，可中和过硫酸盐改变的酸性环境。过氧化钙既是氧化剂，也是过硫酸盐的活化剂。研究表明，过氧化钙处理石油类污染物的效果要高于H2O2，且过氧化钙的加入对石油类降解菌的影响较小。而H2O2反应较为剧烈，对石油类降解菌的影响很大。实际地下水环境复杂(如HCO3-、CO32-、Cl-等离子干扰，多种有机污染物同时存在于地下环境)或地下水污染物浓度较高(如污染源区，浓度超标数百倍)，因此往往需要较高浓度的过氧化钙和过硫酸盐加入量，会造成药剂的极大浪费，甚至氧化能力变得极其微弱(过氧化钙在碱性环境下主要产生氧气)，实际污染地下水修复效果不佳。公开号为CN109266359A的专利公开了石油烃污染土壤修复药剂及其使用方法，石油烃污染土壤修复药剂包括：表面活性剂、过硫酸钠、柠檬酸、亚铁盐和碱性过氧化物。该专利为石油烃污染土壤修复，其中的表面活性剂采用阴离子表面活性剂，为化学表面活性剂，化学表面活性剂的优点为释放与土壤胶体结合力强的吸附态石油烃，化学表面活性剂对有机物起增溶作用，可将与土壤胶体结合力强的吸附态石油烃解吸，变为溶解态，从而提高修复效果。但是化学表面活性剂在提高修复效果的同时，因为化学表面活性剂本身也是一种有机物，在修复的同时也带来的新的有机污染，不适合应用于原位土壤修复。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种石油有机污染地下水修复工艺，采用生物表面活性剂鼠李糖脂，氧化能力强，修复成本低，修复效果好，实现有机污染物的高效去除，对环境影响小。本专利技术的另一个目的在于提供一种石油有机污染地下水修复系统，实现氧化剂和活化剂同时加入，高效利用药剂，提高修复效率。本专利技术的另一个目的在于鼠李糖脂在去除有机污染地下水中TPH中的应用。本专利技术采用的技术方案是：一种石油有机污染地下水修复工艺，包括以下步骤：S1、测定污染地下水中TPH含量和污染地下水总量，设污染地下水中TPH含量为amg/L，污染地下水总量为bm3；S2、将鼠李糖脂配成溶液作为修复药剂A注入污染地下水，注入鼠李糖脂的质量为(0.0024-0.024)×bg；S3、将过硫酸钠配制成溶液作为修复药剂B，注入过硫酸钠的摩尔质量为(0.214～0.286)×a×bmol；将柠檬酸和硫酸亚铁按1:1的摩尔比充分螯合配置成CA-Fe2+活化剂作为修复药剂C，其注入量按过硫酸钠/CA-Fe2+的摩尔比为1，将修复药剂B和修复药剂C注入污染地下水；同时将过氧化钙配制成溶液作为修复药剂D注入污染地下水，其注入量按过硫酸钠/过氧化钙的摩尔比为3：2。其中，过硫酸钠的注入量的摩尔质量按过硫酸钠/TPH的摩尔比为45～60倍的量。生物表面活性剂鼠李糖脂不会污染环境，鼠李糖脂不仅具有表面活性剂常规的促溶作用，使柴油等难溶的石油烃得以有效扩散，增强了油水界面面积，增强过硫酸钠、柠檬酸、硫酸亚铁和过氧化钙对污染地下水修复效果，最重要的是还可以促进生物降解，协同增效。当TPH以C15H30计，为210g/mol时，反应方程式如下：45Na2S2O8+C15H30+30H2O＝45Na2SO4+15CO2+45H2SO4优选地，修复药剂A的浓度为40-80g/L，修复药剂B的浓度为0.5-2mol/L，修复药剂C的浓度为0.5-2mol/L，修复药剂D的浓度为0.5-2mol/L。进一步优选地，修复药剂A的浓度为60-80g/L，修复药剂B的浓度为1-2mol/L，修复药剂C的浓度为1-2mol/L，修复药剂D的浓度为1-2mol/L。优选地，在核心污染区将污染物阻隔，将核心污染区分成n个修复单元，每个修复单元包括监测井和注入井群，监测井设置两个或多个，分别设置于注入井群的上下游，注入井群包括依次沿水流方向间隔设置的第一修复注入井、第二修复注入井和第三修复注入井，第二修复注入井在与水流方向垂直的水平面上设置两个或多个；将修复药剂A注入第一修复注入井，注入完成后，反应12～24h；再将修复剂B和C，交替注入不同的第二修复注入井中；同时将修复药剂D注入第三修复注入井，在修复药剂B、C和D注入完成后，反应24～36h。优选地，反应完成后还包括从监测井中抽出污染地下水，监测其修复后的TPH值，若高于修复目标值，回注入监测井，回注速度和抽出速度相等，使抽水井和注入井形成污染地下水循环；若低于修复目标值，则停止抽出。使石油烃污染地下水与修复药剂B、C、D充分接触反应，修复药剂C既可作为修复药剂B的激活剂也可作为修复药剂D的活化剂，同时D又可作为B的激活剂；利用抽水井将液体抽出，这些液体中含有未反应的过硫酸钠、激活剂、未反应的石油类污染物和中间产物等，将液体重新注入到地下环境中以增强修复效果直至抽提液不含氧化剂，实现动态地下水循环修复。优选地，第一修复注入井和第三修复注入井均在垂直水流方向的水平面上设置两个或多个，第一修复注入井与第二修复注入井之间的间隔为1～3米，第二修复注入井与第三修复注入井之间的间隔为1～3米。优选地，分别根据第一修复注入井和第三修复注入井的个数，分别将修复药剂A和修复药剂D进行均分，并将修复药剂A注入不同的第一修复注入井中，将修复药剂D注入不同的第三修复注入井中。优选地，根据第二修复注入井的个数，分别对修复药剂B和修复药剂C进行均分，同时交替注入不同的第二修复注入井。优选地，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油有机污染地下水修复工艺，其特征在于包括以下步骤：/nS1、测定污染地下水中TPH含量和污染地下水总量，设污染地下水中TPH含量为a mg/L，污染地下水总量为bm

【技术特征摘要】
1.一种石油有机污染地下水修复工艺，其特征在于包括以下步骤：
S1、测定污染地下水中TPH含量和污染地下水总量，设污染地下水中TPH含量为amg/L，污染地下水总量为bm3；
S2、将鼠李糖脂配成溶液作为修复药剂A注入污染地下水，注入鼠李糖脂的质量为（0.0024-0.024）×bg；
S3、将过硫酸钠配制成溶液作为修复药剂B，注入过硫酸钠的摩尔质量为（0.214～0.286）×a×bmol；将柠檬酸和硫酸亚铁按1:1的摩尔比充分螯合配置成CA-Fe2+活化剂作为修复药剂C，其注入量按过硫酸钠/CA-Fe2+的摩尔比为1，将修复药剂B和修复药剂C注入污染地下水；同时将过氧化钙配制成溶液作为修复药剂D注入污染地下水，其注入量按过硫酸钠/过氧化钙的摩尔比为3：2。


2.如权利要求1所述的修复工艺，其特征在于：修复药剂A的浓度为40-80g/L，修复药剂B的浓度为0.5-2mol/L，修复药剂C的浓度为0.5-2mol/L，修复药剂D的浓度为0.5-2mol/L。


3.如权利要求1所述的修复工艺，其特征在于：在核心污染区将污染物阻隔，将核心污染区分成n个修复单元，每个修复单元包括监测井（1）和注入井群，监测井（1）设置两个或多个，分别设置于注入井群的上下游，注入井群包括依次沿水流方向间隔设置的第一修复注入井（2）、第二修复注入井（3）和第三修复注入井（4），第二修复注入井（3）在与水流方向垂直的水平面上设置两个或多个；
将修复药剂A注入第一修复注入井（2），注入完成后，反应12~24h；再将修复剂B和C，交替注入不同的第二修复注入井（3）中；同时将修复药剂D注入第三修复注入井（4），在修复药剂B、C和D注入完成后，反应24~36h。


4.如权利要求3所述的修复工艺，其特征在于：反应完成后还包括从监测井（1）中抽出污染地下水，监测其修复后的TPH值，若高于修复目标值，回注入监测井（1），回注速度和抽出速度相等，使抽水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘喜，肖劲光，张海静，贺妮，肖武，由明宇，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，中电建环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43