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技術(shù)原理：是指在污染源的下游開挖溝槽，安置連續(xù)或非連續(xù)的滲透性反應墻，在其中充填反應介質(zhì)，與流經(jīng)的地下水發(fā)生物理、化學和生物化學反應，使地下水中的污染物得以阻截、固定或降解。
技術(shù)特點：從污染源釋放出來的污染物質(zhì)在向下游滲流過程中，溶解于水中形成一個污染地下水羽流，經(jīng)反應墻，通過物理、化學及生物過程得到處理與凈化。在原位反應墻修復技術(shù)中，最重要的功能單元為原位反應器。根據(jù)特定地質(zhì)和水文條件、污染物的空間分布來選擇反應墻(PRB)的類型。PRB按照結(jié)構(gòu)，分為漏斗-門式PRB和連續(xù)透水的PRB。
漏斗-門式PRB：由不透水的隔墻、導水門和PRB組成，適用于埋深淺、污染面積大的潛水含水層;
連續(xù)透水的PRB：適用于埋深淺、污染羽流規(guī)模較小的潛水含水層。
系統(tǒng)構(gòu)成和主要設備：分為單處理系統(tǒng)和多單元處理系統(tǒng)。
單處理系統(tǒng)PRB的基本結(jié)構(gòu)類型包括連續(xù)墻式PRB和漏斗-導門式PRB，還有一些改進構(gòu)型，如墻簾式PRB、注入式PRB、虹吸式PRB以及隔水墻-原位反應器等，適用于污染物比較單一、污染濃度較低、羽狀體規(guī)模較小的場地;
多單元處理系統(tǒng)則適用于污染物種類較多、情況復雜的場地。多單元處理系統(tǒng)又可分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種結(jié)構(gòu)。串聯(lián)處理系統(tǒng)多用于污染組分比較復雜的污染場地，對于不同的污染組分，串聯(lián)系統(tǒng)中的每個處理單元可以裝填不同的活性填料，以實現(xiàn)將多種污染物同時去除的目的。
主要設備：溝槽構(gòu)建設備(雙輪槽機、鏈式挖掘機等)、阻隔幕墻構(gòu)建設備(大型螺旋鉆、打樁機等)、監(jiān)測系統(tǒng)(氫氣、氧化還原電位、pH 值、水文地質(zhì)情況、污染物、反應墻滲透性能的變幅和變化情況等在線監(jiān)測系統(tǒng))等
關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)或指標：主要包括PRB安裝位置的選擇、結(jié)構(gòu)的選擇、埋深、規(guī)模、水力停留時間、方位、反應墻的滲透系數(shù)、活性材料的選擇及其配比。
(1)PRB安裝位置的選擇：第一步，通過土壤和地下水體取樣、試驗室測試研究、現(xiàn)有數(shù)據(jù)整理，圈定污染區(qū)域，其范圍應大于污染物羽流，防止污染物隨水流從PRB的兩側(cè)漏過去，建立污染物三維空間模型，然后選擇計算范圍，進而建立污染物濃度分布圖。第二步，通過現(xiàn)場水文地質(zhì)勘察，繪出地下水流場，了解地下水大體流向。第三步，根據(jù)地下水動力學，探討污染物的遷移擴散方式和范圍，在污染物可能擴散圈的前端劃定PRB的安裝位置。第四步，在初定位置的可能范圍進行地面調(diào)查。
(2)PRB結(jié)構(gòu)的選擇：對于比較深的承壓層，采用灌注處理式PRB比較合適;而對于淺層潛水，可采用的PRB形式多種多樣。此外，還應考慮反應材料的經(jīng)濟成本問題，若用高成本的反應材料時，可采用材料消耗較少的漏斗-導水門式結(jié)構(gòu);若使用便宜的反應原料，宜選用連續(xù)式滲透反應墻。
(3)PRB的規(guī)模：根據(jù)歐美國家多個PRB工程的現(xiàn)場經(jīng)驗可知，PRB的底端嵌入不透水層至少0.60m，PRB的頂端需高于地下水最高水位;PRB的寬度主要由污染物羽流的尺寸決定，一般是污染物羽流寬度的1.2-1.5倍，漏斗-導水門式結(jié)構(gòu)同時取決于隔水漏斗與導水門的比率及導水門的數(shù)量。考慮到工程成本因素，當污染物羽流分布過大時，可采用漏斗-導水門式結(jié)構(gòu)的并聯(lián)方式，設計若干個導水門，以節(jié)省經(jīng)濟成本和減少對地下水流場的干擾。
(4)PRB水力停留時間：污染物羽流在反應墻的停留時間主要由污染物的半衰期和流入反應墻時的初始濃度決定。污染物的半衰期由室內(nèi)柱式試驗確定。
(5)PRB走向：一般來說，反應墻的走向垂直于地下水流向，以便最大限度截獲污染物羽流。在實際工程設計中，一般根據(jù)以下兩點確定反應墻的走向：a)根據(jù)長期的地下水水文資料，確定地下水流向隨季節(jié)變化的規(guī)律;b)建立考慮時間的地下水動力學模型，根據(jù)近乎垂直原理，確定反應墻的走向。
(6)PRB的滲透系數(shù)：一般來說，反應墻的滲透系數(shù)宜為含水層滲透系數(shù)的2倍以上，對于漏斗-導水門結(jié)構(gòu)甚至是10倍以上。
(7)活性材料的選擇及其配比：反應介質(zhì)的選擇主要考慮穩(wěn)定性、環(huán)境友好性、水力性能、反應速率、經(jīng)濟性和粒度均勻性等因素。PRB處理污染地下水使用的反應材料，最常見的是零價鐵，其它還有活性碳、沸石、石灰石、離子交換樹脂、鐵的氧化物和氫氧化物、磷酸鹽以及有機材料(城市堆肥物料、木屑)等。
技術(shù)應用基礎(chǔ)和前期準備：需調(diào)研的參數(shù)主要包括：污染物特征，如非飽和土壤和含水層污染物的種類、濃度、三維空間分布、遷移方式及轉(zhuǎn)化條件;當?shù)氐牡乩淼刭|(zhì)概況和水文氣象、地下水的埋深、運移參數(shù)、季節(jié)性變化;含水層的厚度及其滲透系數(shù)、孔隙度、顆粒粒徑和級配、地下水的地球化學特性(如pH值、Eh、DO、溫度、電導率、Ca2+、Mg2+、NO3-、SO42-等離子含量等);現(xiàn)場微生物活性和群落;現(xiàn)場施工環(huán)境條件對周圍環(huán)境的影響;治理周期、效益、成本、監(jiān)測;工程項目經(jīng)費。然后在試驗室進行批量試驗和柱式試驗，確定活性反應介質(zhì)并測試其修復效果和反應動力學參數(shù)，建立水動力學模型。根據(jù)這些參數(shù)計算確定PRB的結(jié)構(gòu)、安裝位置、方位及尺寸、使用期限、監(jiān)測方案，并估算總投資費用。
主要實施過程：(1)對于深度不超過10m的淺層PRB，在污染羽流向的垂向位置，使用連續(xù)挖溝機進行挖掘，并回填活性材料，同時設置監(jiān)測井、排水管、水位控制孔等，最后在墻體上覆蓋土層。也可采用板樁、地溝箱、螺旋鉆孔等挖掘方式。(2)對于深度大于10m的PRB，有多種方式進行開挖和回填。由于深度較大，回填時常采用生物泥漿運送反應材料，通常是采用瓜爾豆膠，并在混合物中添加酶，可以使瓜爾豆膠在幾天內(nèi)降解，留下空隙，形成高滲透性的結(jié)構(gòu)。采用該膠時，安裝前先測試地下水的化學性質(zhì)是否與反應材料和生物泥漿的混合物相適合，以確定生物泥漿能否在合適的時間內(nèi)得到降解。采用深層土壤混合法時，一般采用螺旋鉆機進行鉆挖和回填，隨著螺旋鉆在土壤中緩慢推進，將生物泥漿和反應材料的混合物注入并與土壤混合。在松散的沉積層中可將反應材料放置到地表下近50m處。采用旋噴注入法時，將噴注工具推進到需要的深度，通過管口高壓注射反應材料和生物泥漿，連續(xù)噴注一系列的鉆孔形成可滲透反應墻。垂直水力壓裂法是將專用工具放入鉆孔中來定向垂直裂縫，利用低速高壓水流，將材料注入土壤層，形成裂縫，由一系列并排鄰近的鉆孔水力壓裂形成滲透反應墻。
運行維護和監(jiān)測：PRB建好后，需進行長期觀測、運行和管理。其運行維護相對簡單，運行過程中僅需在長期監(jiān)測的基礎(chǔ)上對反應介質(zhì)進行定期更換。為了精確測量監(jiān)測效果，需在PRB上下游及PRB內(nèi)布置監(jiān)測井觀測水位深度變化，并周期性地監(jiān)測相關(guān)的水文地質(zhì)化學參數(shù)、流速等。監(jiān)測井的布置要保證能夠捕獲污染羽流的運動方向，因此應在濃度較高或接近反應墻的位置集中布置監(jiān)測井。常用的監(jiān)測指標有目標污染物、降解中間產(chǎn)物、氧化還原電位)、pH值、Eh、BOD5、COD等。
修復周期：處理周期較長，一般需要數(shù)年，常通過實驗室小試或中試確定。
參考成本：其處理成本與PRB類型、工程規(guī)模等因素相關(guān)。據(jù)2012年3月美國海軍工程司令部發(fā)布的技術(shù)報告，處理地下水的成本介于1.5-37.0美元/m3。目前，國內(nèi)尚無可參考的工程案例成本。
應用情況：國外，該技術(shù)較為成熟，在北美和歐洲等發(fā)達國家有較多應用。美國環(huán)保署、美國海軍工程服務中心等機構(gòu)已制定并發(fā)布了本技術(shù)的工程設計手冊。根據(jù)美國超級基金項目統(tǒng)計，2005-2008 年有8個項目使用了該技術(shù)。國內(nèi)，該技術(shù)在我國尚處于中試階段，缺乏工程應用案例。
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