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,添加乙醇作為有機碳源對于地下水中反硝化微生物的反硝化作用的促進過程和程度,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進行了介紹,并對其原理進行了詳細(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、文獻資料,建立MODFLOW水流場數(shù)值模型,并對其模型參數(shù)進行率定評價。根據(jù)參考有機碳參與反應(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)進行數(shù)學(xué)抽象,并將數(shù)學(xué)表達式轉(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