第三章 研究方法
4.5 不同佈井設計之影響
本節將以不同 AS 佈井方式探討整治差異,分為兩種,第一種為一直線分佈 AS 井,第二種為三角形佈井,以下將分別討論。
第一種佈井方式是假設在分層土壤中,單一 AS 井的影響範圍大到可以包覆 污染範圍時所做的設計。佈井相對位置如圖 4-44,圓圈為 AS 井位置,AS 井同 樣為深開篩段長度 1 m,開篩的深度由地表下 6 m 至地表下 7 m。橢圓圈為 SVE 井,SVE 井同樣為地下 2 - 4m 深,共計三口 AS 井和兩口 SVE 井。
整治結果如圖 4-45,水相苯約在 900 天可整治完成,整治效率較 Case 1-2 低。土壤中 TPH 的部分,如圖 4-46,則與 Case 1-2 相比沒有明顯差距,顯示 AS 佈井的變動對於非飽和區沒有影響。特別要注意的是,此設計在初期時,污染範 圍有向外擴大的現象,如圖 4-47,水相苯有向左右與上游方向擴散,由於下游還 有空氣注入井,所以污染範圍不易往下游擴大。另一方面解釋 AS 井的 ROI,以 空氣飽和度 0.1 為影響範圍邊界,從圖 4-48可看出單一 AS 井的 ROI 至少有 7m,足夠覆蓋污染範圍。這個現象可以解釋成,因為初期污染範圍擴大使監測 點濃度降低,由於污染範圍擴大使 SVE 井抽除效率嚴重降低,大部分的污染物 因 AS 所注入空氣的作用向四周移動且在過程中持續因為 AS 作用被稀釋或揮發,
並遠離 SVE 井氣流梯度較高的中心區域。但是雖然整治到後期,所有監測點以 外的水相苯皆達到地下水污染管制標準,但是這樣的設計存在瑕疵,污染團外圍 仍需要設置 AS 井以防污染物過度擴張。
圖 4-44 Case 5-1 佈井相對位置
圖 4-45 Case 5-1 整治期間水相苯濃度變化
圖 4-47 Case 5-1 約 5 天後水相苯污染範圍擴大
圖 4-48 Case 5-1 約 2 天後氣體飽和度
第二種方式為三角形佈井(Triangular Well Placement),國內亦稱作梅花式佈 井,Leeson et al.(2001)認為 AS 相對井密度間距(Relative dense well spacing)最佳 距離為 4.6 m (15 ft)到 6 m (20 ft)之間,如下圖 4-49。Bass et al.(2000)則認為 AS 相對井密度間距至少小於 9 m (30 ft)。使用三角形佈井的優點是各別 AS 井的影 響範圍可以互相重疊。依據以上原則,本研究設計 AS 井配置如下圖 4-50,圓圈 為 AS 井的位置,所有 AS 井皆設為開篩段長度 1 m,開篩的深度由地表下 6 m 至地表下 7 m。
模擬結果如圖 4-51,水溶液苯約在 450 天完成整治,跟 Case 5-1 相較效率 高很多,從圖 4-52 來看,TPH 的濃度也沒有因為 AS 的佈井改變增加整治效率。
整體來說,水相苯整治效率比 Case 1-2 好,但非飽和區的整治效果則差異極微。
如果從水相苯 3D 圖形(圖 4-53)來看,整治初期仍有污染範圍有向外擴大的 現象,不過污染團範圍擴大的程度明顯比 Case 5-1 小。此外,進入整治後期,由 於 AS 的影響範圍相當廣,擴散的污染團也同樣因 AS 作用被稀釋或揮發,因此 整體來說,Case 5-2 在水相苯方面的整治是成功的,但是仍要留意污染範圍擴大 的風險,能不能接受這樣的風險是需要考慮的條件。以現地整治來說,在沒有完 全把握污染範圍時,這樣的佈井方式相對簡單直覺。
圖 4-49 三角形 AS 佈井示意圖(Battelle, 2001)
圖 4-50 三角形 AS 佈井相對位置
圖 4-51 Case 5-2 整治期間水相苯濃度變化
0.01 0.1 1 10
0 200 400 600 800 1000
concentration, ppm
time, days
Bezene aq for AS3cfm triangular
H1 H2 H3 H4 0.05
圖 4-52 Case 5-2 整治期間 TPH 濃度變化
圖 4-53 Case 5-2 約 5 天後的水相苯 3D 分佈
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000
0 200 400 600 800 1000
concentration, ppm
time, days
TPH for AS3cfm triangular
V1 V2 V3
1000