在利用生物堆技术进行修复前，应进行可行性测试，对其适用性和效果进行评估并获取 相关修复工程设计参数，测试参数包括：土壤中污染物初始浓度、污染物生物降解系数（或 呼吸速率）、土著微生物数量、土壤含水率、营养物质含量、渗透系数、重金属含量等。 10.5 主要实施过程
（1）对挖掘后的污染土壤进行适当预处理（例如调整土壤中碳、氮、磷、钾的配比， 土壤含水率、土壤孔隙度、土壤颗粒均匀性等）；
（2）在堆场依次铺设防渗材料、砾石导气层、抽气管网（与抽气动力机械连接），形成 生物堆堆体基础。将预处理后的土壤堆置其上形成堆体。在堆体顶部铺设水分、营养调配管 网（与堆外的调配系统连接）以及进气口，采用防雨膜进行覆盖。
（3）开启抽气系统使新鲜空气通过顶部进气口进入堆内，并维持堆内土壤中氧气含量 在一定浓度水平。定期监测土壤中氧气、营养、水分含量并根据监测结果进行适当调节，确 保微生物处于最佳的生长环境，促进微生物对污染物的降解。定期采集堆内土壤样品，了解 污染物的去除速率。
10.6 运行维护和监控 运行过程中需对抽气风机、管道阀门进行维护。定期对堆内氧气含量、
含水率、营养物
质含量、土壤中污染物浓度、微生物数量等指标进行监测。为避免二次污染，应对尾气处理 设施的效果进行监测，以便及时采取应对措施。
10.7 修复周期及参考成本
该技术处理周期一般为 1-6 个月。在美国应用的成本约为 130-260 美元/ m3，国内的工 程应用成本约为 300-400 元/ m3。特定场地生物堆处理的成本和周期，可通过实验室小试或 中试结果进行估算。
10.8 国外应用情况 生物堆技术修复成本相对低廉，相关配套设施已能够成套化生产制造,在
国外已广泛应
用于石油烃等易生物降解污染土壤的修复，技术成熟。美国环保局、美国海军工程服务中心 等机构已制定并发布了本技术的工程设计手册。国外部分应用案例信息如表 10-1 所示。
表 10-1 生物堆技术应用案例
序号 1 2 3 4 5
场地名称
南澳大利亚某燃料油污染场地 北青衣土壤净化工程 竹高湾财利船厂土壤修复 比利时某炼油厂 加拿大亚伯达某场地
目标污染物 石油烃 石油烃 石油烃 石油烃 石油烃
规模 2000m3 65000m3 57000m3 15000m3 27000m3
10.9 国内应用分析
10.9.1 国内应用情况
2008 年，某研究院对该技术进行了工程应用示范，用于修复某地某焦化厂石油烃、苯 系物、多环芳烃复合污染土壤，示范规模 450 m3。2010 年，该技术再次应用于某地铁线施 工场地苯胺污染土壤的修复，修复规模达 49920 m3。2012 年，某农药厂应用该技术修复苯 系物等有机物污染土壤，修复规模达 10 万 m3。通过以上案例的工程应用，本技术在国内发 展已比较成熟，相关核心设备已能够完全国产化。
10.9.2 国内案例介绍 （1）工程背景：某原化工区，场地调查与风险评估发现存在苯胺污染土壤约 49920 m3。
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为满足项目施工进度及项目建设施工方案的要求，这部分污染土壤采用异位处理使苯胺浓度 小于 4 mg/kg。 （2）工程规模：49920 m3
（3）主要污染物及污染程度：主要污染物为苯胺，最大检出浓度为 5.2 mg/kg。苯胺饱 和蒸汽压为 0.3，辛醇-水分配系数为 0.9，具备一定的挥发性，能在负压抽提下部分通过挥 发而去除。同时，研究表明，其在好氧条件下的生物降解半衰期为 5~25 天，降解性能较好。
（4）土壤理化特征：污染土壤以中砂为主，有机质含量相对较低，污染物“拖尾”效应 较弱。其通气性能较好，本征渗透系数达到 10-6 cm2，有利于氧气的均匀传递。
（5）技术选择：考虑到污染较轻，污染物的挥发性和生物易降解性，以及土壤有机质 含量低、渗透性较好及修复成本等因素，选定批次处理能力大、设备成熟、运行管理简单、 无二次污染且修复成本相对较低的生物堆技术。
（6）工艺流程和关键设备： 其工艺流程如图 10-1 所示：
图 10-1 工艺流程图 具体为：1）污染土壤首先进入土壤暂存场暂存，然后根据土壤处置的进程安排，取土 进行土壤筛分，筛分设施配备除尘和尾气净化设备，保证筛分过程中产生的粉尘和废气能达 到排放标准；2）筛分后的土壤和卵石运入土壤处置场，卵石铺设在生物堆的最底层，用于 抽气管网的气体分配和保护；3）运行生物堆对污染土壤进行处理，并定期监测污染物的去 除程度和抽气量、压力、温度、湿度、堆内氧气含量等参数。处理过程中产生的废气进入尾 气净化设备处理，渗滤液进入废水处理设施；5）修复后的土壤达到修复目标后可用于填埋 造地，尾气净化后达标排放，废水处理后按照修复方案的废水利用标准进行回用。
（7）主要工艺及设备参数： 考虑到该项目的土方量及甲方要求的修复工期，该项目采用模块化设计，单个批次总共 建设 3 个堆体，批次处理能力为 10000 m3，每个堆体配置独立的抽气控制设备进行控制， 每个堆体的设计处理时间为 1.5 个月，堆体剖面结构如图 10-2 所示。 该项目生物堆的设备
主要由抽气设备、气液分离设备和尾气净化设备组成。抽气设备主
要由真空泵、空气真空球阀和系统排气口等组成；气液分离设备由真空平衡分离排液灌、自 动排液泵、过滤器和空气真空球阀组成；尾气净化设备由活性炭吸附塔、取样口和排气口组 成。
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图 10-2 生物堆堆体剖面图
（8）成本分析：
该项目包含建设施工投资、设备投资、运行管理费用的处理成本约 350 元/m3。 （9）修复效果：
依据设计方案，该项目 49920m3 污染土壤中苯胺的浓度均降低至修复目标 4.0 mg/kg 以 下，满足修复要求并通过环保局的修复验收。
（案例提供单位：北京市环境保护科学研究院，北京金隅生态岛科技有限公司）
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11 地下水抽出处理技术 11.1 技术名称
技术名称：地下水抽出处理，英文名称：Groundwater Pump and Treat 11.2 技术适用性
11.2.1 适用介质：污染地下水。
11.2.2 可处理的污染物类型：用于处理重度污染地下水区域中多种污染物类型。
11.2.3 应用限制条件：治理时间长，难以将污染物彻底去除；抽出井群影响半径有限； 不宜用于吸附能力较强的污染物，以及渗透性较差或存在 NAPL（非水相液体）的含水层； 污染地下水抽出处理后的后续处置问题较难解决。 11.3 技术介绍
11.3.1 原理：根据地下水污染范围，在污染场地布设一定数量的抽水井，通过水泵和水 井将污染地下水抽取上来，然后利用地面设备处理。处理后的地下水，排入地表径流回灌到 地下或用于当地供水。
11.3.2 系统构成和主要设备： 系统构成包括地下水控制系统、污染物处理系统和地下水监测系统。 主要设备包括钻井设备、建井材料、抽水泵、压力表、流量计、地下水水位仪、地下水
水质在线监测设备、污水处理设施等。
11.3.3 关键技术参数或指标： 关键技术参数包括：渗透系数、含水层厚度、抽水井间距、抽水井数量、井群布局和抽 提速率。
（1）渗透系数：渗透系数对污染物运移影响较大，随着渗透系数加大，污染羽扩散速 度加大，污染羽范围扩大，从而增加抽水时间和抽水量。
（2）含水层厚度：在承压含水层水头固定的情况下，抽水时间和总抽水量都是随着承 压含水层厚度增加呈线性递增的趋势；当含水层厚度呈等幅增加时，抽水时间和总抽水量都 是呈等幅增加趋势。
在承压含水层厚度固定的情况下，抽水时间和总抽水量都不随承压含水层水头的增加而 变化（除了水头值为 15m 时）。其主要原因是，测压水位下降时，承压含水层所释放出的水 来自含水层体积的膨胀及含水介质的压密，只与含水层厚度有关。
对于潜水含水层，地面与底板之间厚度固定的情况下，抽水时间和总抽水量都是随着潜 水含水层水位的增加呈线性递减的趋势。
（3）抽水井位置：抽水井在污染羽上的布设可分为横向与纵向两种方式，每种方式中， 抽水井的位置也不同。横向可将井位的布设分为两种：（1）抽水井在污染羽的中轴线上；（2） 抽水井在污染羽中心。
（4）抽水井间距：在多井抽水中，应重叠每个井的截获区，以防止污染地下水从井间 逃逸。
（5）井群布局：天然地下水使得污染羽的分布出现明显偏移，地下水水流方向被拉长， 垂直地下水水流方向变扁。抽水井的最佳位置在污染源与污染羽中心之间（靠近污染源，约 位于整个污染羽的三分之一处），并以该井为圆心，以不同抽水量下的影响半径为半径布设 其余的抽水井。
11.4 技术应用基础和前期准备 在利用抽提出理技术进行修复前，应进行相应的可行性测试，
目的在于评估抽提出理技
术是否适合于特定场地的修复并为修复工程设计提供基础参数，测试参数包括：
（1）污染源情况：污染源的位置、污染物性质及其持续释放特性；土壤中污染物类型、 浓度及分布特征。
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（2）水文地质条件：含水层地层情况、地下水深度、水力坡度、渗透系数、储水系数、 水位变化、地下水的补给与径流；地下水和地表水相互作用。
（3）自净潜力：污染物总量、污染物浓度变化趋势、土壤吸附能力、污染物转化过程 和速率、污染物迁移速率、非水相液体成分、影响污染物迁移的其他参数。 11.5 主要实施过程
（1）捕获区分析和优化系统设计：通过数学模型来计算捕获区、分析地下水流场、计 算地下水抽出时间。对于相对复杂的污染地下水含水层，通过数学模型可以模拟抽出处理方 法、设计地下水监测系统和监测频率。
（2）建立地下水控制系统：①把污染源和地下水污染羽去除相结合，分阶段建立抽出 井群系统，通过前期井群建立获取监测数据分析含水层抽出效果，指导后续井群选址；②安 装抽水泵；③脉冲式抽取地下水，通过抽取最少量地下水达到最优的污染物去除效率。
（3）处理抽出污染地下水：选择适当的处理设备和处理方法处理受污染地下水。具体 处理方法包括生物法、物理/化学法等。
（4）监测效果评估：建立地下水抽出处理监测系统，评价地下水抽出处理效果。 （5）修复成功后关闭抽出处理系统。
11.6 运行维护和监测 总体来说，该技术运行维护相对简单，运行过程中仅需对水泵、抽提井、
管道阀门进行
相应维护。污水处理系统的运行维护需根据不同污染物进行相应调整。 抽出处理系统投入
运行后，就应开展实时监测，以判断系统运转是否满足既定治理目标，
确保系统运行长期有效。借助于水位监测和水质检测，对系统运行做出相应调整。 11.7 修复周期及参考成本 该技术的处理周期与场地的水文地质条件、井群分布和井群数量密
切相关。受水文地质 条件限制，含水层介质与污染物之间相互作用，随着抽水工程的进行，抽出污染物浓度变低， 出现拖尾现象；系统暂停后地下水中污染物浓度升高，存在回弹现象。因此，该技术可以用 于短时期的应急控制，不宜作为场地污染治理的长期手段。
其处理成本与工程规模等因素相关，美国处理成本约为 15-215 美元/m3。 11.8 国外应用情况 该技术在国外已经形成了较完善的技术体系，应用广泛。据美国环保署统计，
1982–2008 年期间，在美国超级基金计划完成的地下水修复工程中，涉及抽出处理和其他技术组合的项 目 798 个。应用案例见下表 11-1。
表 11-1 抽出处理修复地下水技术应用案例
序号
场地名称 目标污染物 规模 费用
1
Hamptonbug， 挥发性有机化合物和多环
83000 吨
芳烃类 NY
约 300 万美元
2
intertidal marsh
挥发性有机化合物 along San
FranciscoBay Acid Brook Delta and PomptonLake
3
12.6 英亩（约合 50990.39 m2），峰
值处理量为 700 万 2500 万美元 加仑（26497.88 m3） 废液每年
200000 吨污染土壤 和沉积物
三氯乙烯和四氯乙烯
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