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(duì)于地下水中反硝化微生物的反硝化作用的促進(jìn)過(guò)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(kāi)展投注實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)比溴化物經(jīng)過(guò)水動(dòng)力彌散的衰減過(guò)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(guò)程。
　　實(shí)驗(yàn)室砂槽具有邊界條件單一,便于排除干擾因素的優(yōu)點(diǎn);本文對(duì)地下水?dāng)?shù)值模擬軟件GMS進(jìn)行了介紹,并對(duì)其原理進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。結(jié)合室內(nèi)砂槽所開(kāi)展實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)與相關(guān)

2、文獻(xiàn)資料,建立MODFLOW水流場(chǎng)數(shù)值模型,并對(duì)其模型參數(shù)進(jìn)行率定評(píng)價(jià)。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(guò)程,對(duì)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(yùn)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(kāi)展乙醇投注實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)溶解氧、硝酸鹽、硫酸鹽、乙酸濃度進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè),并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)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(kāi)展多組循環(huán)抽注實(shí)驗(yàn),估測(cè)出實(shí)驗(yàn)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(duì)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(duì)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(duì)給水度不靈敏。
　　(3)乙醇投注實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:電子受體被降解的優(yōu)先級(jí)DO≥NO3->SO42-, DO的存在會(huì)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(huì)被完全降解,硝酸鹽去除率可達(dá)95％。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),估測(cè)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。縱向彌散系數(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(shí),乙醇暈體形態(tài)呈橢球形;乙醇存在生物降解作用的主