MPE 整治概述

早期傳統抽除浮油的方式是以浮油回收機（Oil Skimmer）進行，其目標是 要在不回收地下水 (或非常少量)的條件下回收浮油。一般而言，這種方法涉及 在開挖處、回收溝或回收井使用油水分離設備移除浮於地下水位上的浮油，通常 用於臨時性或短期的處置。但僅靠重力自然的流動往往僅能回收開挖面周圍小範 圍的區域，地質的孔隙愈小，浮油回收的效率愈差。

多相抽除法亦稱為雙向抽除法（Dual-phase Extraction）、真空抽除法

（Vacuum-enhanced Extraction）以及生物漱洗法（Bioslurping）。主要於污染區土 壤上方，挖設一個回收整治井，井中設置泵，由泵抽離、移除土壤及地下水中以 不同型態存在的污染物質，其中包括液態之地下水自由相（free product）、溶解 相，以及不飽和土壤層中以氣相存在之揮發性有機物等物質，屬於油、水、氣可 同時抽除處理之整治技術。抽除之各種型態之污染物，經處理之後排放或廢棄、

回收。

多相抽除法在不飽和土壤層中，由於土壤氣體遭不斷的抽除，造成不飽和層

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趨向真空的狀態，也因回收井附近之抽氣作用，使得污染區以外之遠方乾淨土壤 氣體引入，造成通氣氣流之現象，持續補助整治區之土壤層供氣供氧，產生類似 生物通氣法之作用，如此可以加強不飽和層土壤層之生物降解作用。多相抽除法 特別適用於油品類污染之場址，尤其是在自由相之浮油尚未移除之前，並不適合 直接利用生物或化學方法進行整治的場址。因此，在污染場址採取多重處理方法 併用原則下，針對有浮油層的場址，多相抽除法往往優先於其他整治程序，被選 擇來處理地下環境中之污染物。

在系統的設計上，大致可分為單泵與雙泵兩種，其示意圖分別如圖 2-5 及圖 2-6 所示。單泵與雙泵的差異在於前者採用單一泵同時從回收井中回收浮油與地 下水，後者則是一組泵抽取浮油，另外有一組泵抽取地下水同時提供必要的水位 洩降。單泵系統適用於具有低到中等程度透水性的地質，其設置成本低也較容易，

抽取方式則是藉液位偵測器做間歇性的抽取。由於任何的泵型式，在抽取過程中 均會造成乳化現象，致使溶解相之濃度升高，所以地表上都必須設置油水分離與 水處理設備。至於雙泵系統，其主要目的是最佳化洩降錐的程度以達到最高的浮 油回收效能，同時讓油水混合的狀況減至最低，因此這種系統採用一組泵只抽取 地下水以製造所需之洩降錐，第二組泵則只抽取浮油。抽取地下水的抽取量需經 過適當的調整以控制洩降之深度，抽除浮油的部分則採用油類偵知器作為啟動與 關閉泵的機制。藉由平衡地下水與浮油之抽取量，即可以將乳化現象減至最低，

甚至可以達到不需要油水分離設備的程度。

圖 2-5 單泵回收井示意圖 (API, 1996)

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圖 2-6 雙泵回收井示意圖 (API, 1996)

多相抽除法在實際整治設計上已發展出多種形式，但主要有二種配置的概念，

其差異僅在於抽取管在井中之垂直位置的不同。一般的真空/抽水系統如圖 2-5、

圖 2-6 所示，直接將抽出管出口置於地下水中，採用單一泵同時抽取水與浮油，。

另外一種系統則是設計同時用單一泵同時抽取浮油、空氣與水，所以將抽出管或 抽氣管的出口置於空氣/浮油的界面（圖 2-7），這種設置即為一般所稱的生物漱 洗(Bioslurping)。有時多相回收系統可以藉由地下水抽取量與回收井的數量與位 置的設計，達到利用水力控制來限制浮油團的擴散。

圖 2-7 生物漱洗井示意圖 （AFCEE, 1994）

生物漱洗是多相抽除法的一種，在過程中除了回收 LNAPL 以外，也透過 生物通氣(Bioventing)作用，刺激非飽和層中的生物降解。Bioslurping 利用在

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LNAPL 與地下水介面上的抽氣管製造負壓力，使得水、LNAPL、氣體向抽除井 內流動（圖 2-8）。進入井中的水與 LNAPL 被抽至氣液分離器，液體在經由油水 分離器處理。Bioslurping 的設計理念是以 LNAPL 回收提升為主，但同時讓地下 水與空氣的抽除減到最低，在其中生物通氣扮演次要的角色。Bioslurping 的系統 配置與單泵多相抽除相同，其特殊之處為將井管的開口放置於液體-空氣的介面 上或略低於液體-空氣的介面，回收井為 2 英吋內徑、抽除井為 1 英吋內徑，抽 除口輪流抽液體和空氣。此種配置經證實可有效回收浮油。Bioslurping 系統次要 目的為透過提升空氣循環促進芳香族(BTEX)之好氧生物降解。

圖 2-8 Bioslurping 系統配置圖 （AFCEE, 1994）

Bioslurping 結合了負壓輔助的 LNAPL 回收和生物通氣(Bioventing)和土壤 蒸汽抽除(SVE)。Bioslurping 系統從地下水位面上同時抽取水、土壤氣體、液相 LNAPL，利用單一抽氣管製造負壓，負壓通常用位於地面上的液態環形泵

（Liquid ring pump）提供。與傳統的浮動泵抽油和多相抽除相較，Bioslurping 可以大幅提升 LNAPL 回收效率。多相回收抽除系統適用於土壤、地下水污染 併同處理，甚至包括浮油之回收，具有氣、液、油共同處理之適用優勢。多相 回收抽除系統的適用條件包括：

1. 低到中等的透水性地質 (水力傳導係數 < 10^-3 cm/s) 或較薄的浮油厚 度( < 15 cm)。

2. 地下水位介於 1.5 到 6 m。

3. 傳統的抽出法或回收溝技術不適用。

4. 浮油位於舖面或不透氣表面之下。

當多相回收系統之浮油回收體積不夠多的時候，就該考慮停止操作，所以訂 定停止運作之標準也是系統建置時必須審慎考慮的條件。停止運作的標準可能包

10 OILENSE 程式計算，溶解態的傳輸可用 TSGPLUME 程式計算。然而，這一套 程式組無法計算地下水中（非溶解相）的油粒的傳輸。而且 U.S. EPA 並未提供 蒸汽相（Vapor Phase）的油氣傳輸與分佈模式，因此無法計算油氣在非飽和土層 中的濃度分佈。HSSM 是一初步篩選模式；它對包括許多化學和水文現象僅採取 即為簡單的假設和排除某些現象，例如假設地表下為均質。在這模式中，許多潛 在的重要過程是近似或完全被忽略，這模式的只是用來做同數量級的估計。油品 污染物動態傳輸（Kinematic Oily Pollutant Transport, KOPT）和 OILENS 模組被 整合到單一個電腦程式 HSSM-KO，此可提供地下水含水層模式一個隨時間改變 解的瞬時態污染源高斯污染團模式（Transient Source Gaussian Plume,

TSGPLUME）。

另一方面，Parker et al. (1994)開發了 ARMOS 數值模式，模擬非拘限含水層 中浮油移動和回收，可模擬 LNAPL 在自然梯度或浮動泵（Skimmer pump）抽取 下之流動。Waddill and Parker (1997a) 對數值模式加以修正，以考慮土壤水保持 中遲滯現象對 LNAPL 困在土壤中的效應，並用在以抽水製造地下水位洩降加速 LNAPL 回收之狀況分析。之後 Waddill and Parker （1997b）在 ARMOS 中納入 隨機統計分析（Stochastic analysis）評估含水層異質性對 LNAPL 回收之影響。

其結果顯示含水層異質性對浮油回收與油品困在土壤中的影響不顯著；利用土壤 性質的幾何平均數作為模擬參數可有效評估浮油回收。Cooper, Jr. et al, (1995)以 二維有限元素模式 ARMOS 模擬浮油回收，利用間歇性啟動與可變化抽取速率的 方式回收，間歇性啟動的目的在於侷限浮油往外擴散以提高抽取效率。研究結果 顯示相較於一般「定速率」抽取浮油，其建議方案可提高浮油回收體積 11%，減 少困在土壤中的 LNAPL 15%。Charbeneau and Chiang (1995)基於 Lenhard and