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非水相污染物在SVE技术中的典型性影响因素研究

非水相污染物在SVE技术中的典型性影响因素研究

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作者：陈永俊中国矿业大学

学位级别：硕士

随着环境地质概念的提出与强化,国内外对修复非水相土壤污染的SVE(Soil Vapor Extraction)技术也迅速发展,SVE相关的强化与改进技术也在不断更新,但基础研究依然存在短板。本文就在应用该技术时相关主要影响参数的主次效应和显著性进行... 详细信息

随着环境地质概念的提出与强化,国内外对修复非水相土壤污染的SVE(Soil Vapor Extraction)技术也迅速发展,SVE相关的强化与改进技术也在不断更新,但基础研究依然存在短板。本文就在应用该技术时相关主要影响参数的主次效应和显著性进行了研究,设计了3水平4因素正交实验共9组,对每组模型实验的修复过程进行了具体研究,且就每组实验不同时间段的污染物浓度进行了一级动力学反应方程数学模型拟合,发现R均在0.9以上,满足拟合要求,得出各组实验过程的具体信息和拟合度评估,在此基础上求得每组实验污染物浓度的半衰期。在正交实验所得数据基础上对9组实验进行了极差分析,判断出判断各个因素对实验指标去除率影响的主次效应是:时间>温度>污染物浓度>抽气流量;通过方差分析和显著性检验得出F>F>F>F>F>F,发现时间因素最为显著,其次是温度和污染物浓度,最后是抽气流量;F>F>F>F,发现时间、温度、污染物浓度的影响都是高度显著的;F>F>F,发现抽气流量的影响是显著的,可知这四个因素在SVE技术中对去除率都有显著的的影响,验证了极差分析结果。通过多重比较也发现,时间、温度、抽气流量、污染物浓度各水平平均指标间的差异为极显著和显著,再次验证了各因素最优水平组合为ABCD,综合得出最优组合为:时间:180min,温度:20℃,抽汽流量:6000ml/min;污染物浓度:2%,即五号实验。利用COMSOL分别模拟了尺度在2m×2m×1m的SVE技术热反应单元,地表以下1m深度的温度场变化情况和地表以下0.5m深度的平面中的污染物迁移状态。发现当以四周四根功率为80kw/m的发热电阻作为热源,加热100h,发现整个污染场地的温度场在需要加热至70h才能基本保持稳定。速度场模拟发现当抽气钻孔负压达到1atm时,体系温度873.15K,真空时间40min,发现在2-6min内的污染物迁移最大速度和整体速度均发生突升,6-10min出现最大降幅,10-40min最大速度和整体速度基本保持稳定,对该现象下的数据分析发现,污染物迁移速度可以表征污染物的去除状态。

关键词： SVE 正交实验一级动力学反应方程方差分析温度场速度场

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