污染场地多相抽提低碳修复布井方案优化模拟研究

作     者：金嘉路 杨逸文 王震 张婉莹 周龑 张峰 李磊 崔长征 JIN Jialu;YANG Yiwen;WANG Zhen;ZHANG Wanying;ZHOU Yan;ZHANG Feng;LI Lei;CUI Changzheng

作者机构：华东理工大学资源与环境工程学院国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室上海市环境保护化学污染物环境标准与风险管理重点实验室上海200237 上海市环境科学研究院国家环境保护城市土壤污染控制与修复工程技术中心上海200233 中石化第五建设有限公司广东广州510145 上海格林曼环境技术有限公司上海200001 中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心河南洛阳471003 

出 版 物：《环境科学研究》 (Research of Environmental Sciences)

年 卷 期：2023年第36卷第8期

页      面：1596-1606页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

基　　金：国家重点研发计划重点专项(No.2018YFC1803300) 

主　　题：多相抽提 污染场地 布井方案 低碳修复 TMVOC 

摘      要：多相抽提(multi-phase extraction,MPE)技术常用于土壤与地下水修复,高效、低碳和低成本的布井方案优化是多相抽提技术进一步发展的关键.本研究通过自主编写的MATLAB-TMVOC联合优化程序,以模拟的苯污染场地为研究对象,对抽提井群水平布设方案和抽提井开筛位置进行优化,并探究了土壤渗透率对抽提井布设方案的影响.结果表明:MATLAB-TMVOC联合优化程序具有快速高效的特点,可以免除复杂的人工调参过程,相比人工优化可节省50%以上的模拟时间和90%以上的模拟量.优化后的抽提井布设间距随着土壤渗透率的降低而缩小,对于本研究所构建的模型,当土壤渗透率处在2×10^(-13)~8×10^(-12)m^(2)范围内时,土壤渗透率每减少10^(-13)m^(2),优化后的抽提井间距会减小约0.13 m,即土壤渗透率减少一个数量级,抽提井间距应减小17.8%~48.3%.对于土壤渗透率低于10-13m2的黏性地层,污染羽核心位置的布井间距应当小于4 m.优化后的修复方案能够降低成本、减少碳排放,当目标去除率为90%时,优化后的MPE修复方案可以节约29.7%~34.7%的运行成本、22.7%~29.3%的总成本以及21.4%~40.4%的碳排放量.研究显示,污染场地MPE修复井布设方案应当与场地渗透率和污染羽分布相结合,采取在污染源至污染羽尾方向上由密至疏的非均匀布井方案,以实现高效低碳修复.