淺層地下水乙醇-反硝化技術(shù)的數(shù)值模擬.pdf

1、為了解在原位環(huán)境下,添加乙醇作為有機(jī)碳源對于地下水中反硝化微生物的反硝化作用的促進(jìn)過程和程度,將含有溴化鉀和乙醇的混合溶液做為投注物,在室內(nèi)含水砂槽中開展投注實驗。實驗結(jié)果表明,對比溴化物經(jīng)過水動力彌散的衰減過程,乙醇與硝酸鹽都出現(xiàn)了明顯的被微生物降解作用加速的衰減過程。
　　實驗室砂槽具有邊界條件單一,便于排除干擾因素的優(yōu)點;本文對地下水?dāng)?shù)值模擬軟件GMS進(jìn)行了介紹,并對其原理進(jìn)行了詳細(xì)說明。結(jié)合室內(nèi)砂槽所開展實驗觀測數(shù)據(jù)與相關(guān)

2、文獻(xiàn)資料,建立MODFLOW水流場數(shù)值模型,并對其模型參數(shù)進(jìn)行率定評價。根據(jù)參考有機(jī)碳參與反應(yīng)的多組分化學(xué)反應(yīng)過程,對乙醇做為電子供體,溶解氧、硝酸鹽、硫酸鹽做為電子受體的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,并將數(shù)學(xué)表達(dá)式轉(zhuǎn)化為RT3D軟件代碼,運用RT3D建立起乙醇-反硝化數(shù)值模型。在乙醇-反硝化數(shù)值模型的指導(dǎo)下開展乙醇投注實驗,實驗過程中對溶解氧、硝酸鹽、硫酸鹽、乙酸濃度進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測,并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對乙醇-反硝化數(shù)值模型進(jìn)行了校正。研究具體結(jié)論如

3、下:
　　(1)開展多組循環(huán)抽注實驗,估測出實驗砂槽含水層介質(zhì)水力傳導(dǎo)系數(shù)變化范圍值為51.54~71.30m/d,平均值為65.07m/d。
　　(2)對數(shù)值模型進(jìn)行靈敏度分析,分析結(jié)果表明乙醇的遷移歸宿數(shù)值模型對縱向彌散度最為靈敏,其次為有效孔隙度、水力傳導(dǎo)系數(shù),對給水度不靈敏。
　　(3)乙醇投注實驗結(jié)果表明:電子受體被降解的優(yōu)先級DO≥NO3->SO42-, DO的存在會導(dǎo)致生成少量的亞硝酸鹽,但隨著DO的消耗

4、,生成的亞硝酸鹽和硝酸鹽會被完全降解,硝酸鹽去除率可達(dá)95％。根據(jù)實測數(shù)據(jù),估測出乙醇一組生物降解速率為 k=0.12 d-1,滲流速度u=0.26m/d,有效孔隙度q=0.40?？v向彌散系數(shù)4.272′10-～7.852′10-㎡/d,平均值 DL=6.392′10- m2/d;縱向彌散度1.792′10-～3.742′10- m,平均值aL=3.012′10- m。乙醇在地下水中遷移時,乙醇暈體形態(tài)呈橢球形;乙醇存在生物降解作用的主