竖井淋洗修复污染地基的研究

发布时间：2018-01-11 02:13

  本文关键词：竖井淋洗修复污染地基的研究　出处：《浙江大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 塑料排水板 竖井淋洗系统 Neumann抽液边界 解析解 涂抹效应 土工织物淤堵 滤饼 非平衡解吸

【摘要】：竖井淋洗系统将塑料排水板引进到传统的井点泵洗法中,使得淋洗技术可以拓展到低渗透性土体。该系统具有通过缩短排水路径来实现加速土体修复的特征,现有研究将抽液边界条件设定为无穷远处污染物浓度为零,显然不符合近间距排水板淋洗的工况。 本文提出Neumann抽液边界条件,对前人理论模型做出改进。针对竖井淋洗系统中塑料排水板呈网点式布置的情况,提出了简化的竖井淋洗修复二维平面模型；针对竖井淋洗系统中塑料排水板呈轴对称布置的情况,提出了简化的竖井淋洗系统的轴对称模型；针对排水板周边区域复杂工况,提出了考虑涂抹效应的简化排水砂墙模型,和考虑土工织物淤堵及形成滤饼的情况的一维淋洗修复模型。以上模型均假设土颗粒对污染物为线性平衡解吸附。针对已有文献中发现的一维土柱淋洗试验中的拖尾现象,提出了非平衡解吸理论,并在此基础上探讨了污染物非平衡解吸的机理及特性。借助于这些理论模型,分析了竖井淋洗系统的影响因素。取得了如下的研究成果： (1)针对竖井淋洗系统中塑料排水板呈网点式布置的情况,提出了简化的竖井淋洗修复二维平面模型,并得到了该模型的解析解。该模型中的Neumann抽液边界条件能够反映竖井淋洗系统通过缩短排水路径来实现加速修复的特征；基于通量边界条件的模型会得到偏向保守的解。该解析解能考虑污染土体初始浓度随深度变化的情况,同时该简化二维模型能够有效模拟采用竖井淋洗系统修复土体时污染物的运移情况。 (2)提高淋洗液注入速率可以有效提高淋洗效率,达到一定修复程度所需要的淋洗时间随淋洗液的注入速率的增加线性减少；减小注液排水板和抽液排水板的间距也可以有效提高淋洗效率。在竖井淋洗系统现场设计中应综合考虑污染场地规模和技术能力,以节约成本为导向,最优化设计注液速率和排水板间距这两个关键参数。 (3)针对竖井淋洗系统中塑料排水板呈轴对称布置的情况,提出了简化的竖井淋洗系统的轴对称模型,并采用半解析法获得此模型的理论解。该理论解考虑了污染土体初始浓度随深度变化的情况；即使抽液排水板只有三根,基于简化轴对称模型得到的本文解也能够有效的模拟采用竖井淋洗系统修复土体时污染物的运移的情况,本文解能够满足实际应用需要精度的要求。 (4)建立了考虑涂抹效应的简化排水砂墙模型,及考虑土工织物淤堵及形成滤饼的情况的一维淋洗修复模型,并求得了相应的的解析解。该解析解模型简单,求解方便,能够较好的反应排水板周边区域复杂状况时对淋洗修复的影响。 (5)针对已有文献中发现的一维土柱淋洗试验中的拖尾现象,提出了非平衡解吸理论,并求得相应的解析解。该理论对于不同的解吸附特性都有很好的反映,具有较好的通用性。相较于平衡解吸理论,本文提出的非平衡解吸理论更为合理,能更好的反应污染物解吸附的特性和机理,能够更好的预测土体淋洗修复时浓度的变化,更好的拟合淋洗修复试验结果。
[Abstract]:Shaft washing system plastic drainage board is introduced to the traditional pump well washing, the washing technology can be extended to low permeability soil. This system has realized the drainage path by shortening the acceleration characteristics of soil remediation, the existing of the pumped liquid boundary condition is set to infinity zero pollutant concentration, obviously does not meet the near distance drainage plate leaching conditions.
This paper proposes Neumann drainage boundary conditions, to make improvements to the previous theoretical model. The shaft leaching system of plastic drainage plate is arranged in the network, proposed the two-dimensional simplified model of shaft leaching remediation; shaft for leaching system of plastic drainage plate is arranged on the shaft, the axial symmetry model of shaft leaching the system is simplified; the drainage area surrounding the complex conditions, proposes a simplified drainage sand wall model considering the effect of smear, and consider the geotextile clogging and cake formation of one-dimensional model. The above model leaching remediation of pollutants to soil particles are assumed linear equilibrium adsorption. The tailing phenomenon of one-dimensional soil column leaching experiment has been found in the literature of the proposed non equilibrium desorption theory, and discusses the characteristics and mechanism of pollutants. With the help of non-equilibrium desorption On the basis of these theoretical models, the influencing factors of the shaft washing system are analyzed. The following results are obtained.
(1) for vertical leaching system of plastic drainage plate is arranged in the network, proposed the two-dimensional simplified model of shaft leaching remediation, and obtained the analytical solution to the model. The model of Neumann pumping fluid boundary conditions can reflect the vertical leaching system by shortening the row water path to achieve the acceleration of repair; flux boundary condition model will get conservative solution. Based on the analytical solution considering the initial concentration of soil pollution can change with depth, while the simplified two-dimensional model can effectively simulate the shaft repair soil leaching system of pollutant migration.
(2) increase the injection rate can improve the leaching efficiency of eluent, elution time required to reach certain degree of repair with the eluent injection rate increases linearly decreasing; reduce the injection drainage and drainage drainage plate spacing can effectively improve the leaching efficiency. Should be integrated into the contaminated site scale and technical ability in the field vertical wells washing system design, in order to save the cost oriented, the two key parameters optimization design of injection rate and drain spacing.
(3) for vertical leaching system of plastic drainage plate in axial symmetrical arrangement, put forward the axisymmetric model of shaft washing system of the simplified model, and get the theoretical solution of the semi analytical method. The analytical solution considering the pollution situation of soil initial concentration changes with depth; even if the drainage drainage plate is only three root, simplified axisymmetric model of this solution can effectively simulate the shaft repair soil leaching system migration of pollutants based on the situation, the solution can satisfy the practical requirements precision requirements.
(4) established a simplified drainage sand wall model considering the effect of smear, one-dimensional leaching remediation model and considering the geotextile clogging and cake formation condition, and obtained the corresponding analytical solution. The analytical model is simple, easy to solve, can reflect the complex situation of the surrounding area to the drainage plate the leaching remediation effect.
(5) for smearing one-dimensional soil column leaching experiment has been found in the literature of the proposed non equilibrium desorption theory, and obtain the corresponding analytical solutions. The theory has very good response for desorption of different characteristics, and has good versatility. Compared to the equilibrium desorption theory, non-equilibrium desorption the theory presented in this paper is more reasonable, the characteristics and mechanism of reactions of pollutants can be better desorption, can change the concentration prediction of soil leaching remediation is better when the fitting test results of leaching remediation better.

【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU753

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本文编号：1407711