地下水环境中甲基叔丁基醚运移过程的动力学模型

建立了地下水环境中甲基叔丁基醚(MTBE)运移过程的变系数动力学模型,并对模型进行了验证和参数灵敏度分析.模拟结果表明,地下水流速和阻滞系数对于MTBE的运移过程影响最为显著,而水动力弥散系数的影响较小,忽略其变化不会对预测地下水环境中污染物运移的环境动力学行为造成太大误差.由此得到的结论可定量研究MTBE在地下水环境中的对流.扩散特征,还可为MTBE污染地下水的预测预报、修复治理等研究提供科学依据.     

土壤中水动力弥散系数的研究进展

从溶质运移的基本方程出发 ,系统论述了国内外对土壤中水动力弥散系数测定方法的研究进展 ,并指出了上述各种方法的适用条件及存在的问题     

土壤中水动力弥散系数的研究进展

从溶质运移的基本方程出发，系统论述了国内外对土壤中水动力弥散系数测定方法的研究进展，并指出了上述各种方法的适用条件及存在的问题。     

温度及渗透流速影响下的溶解性有机质运移特征

以石英砂为动态模拟实验岩样介质,以平顶山煤田地下水补给源——乌江河水为入渗水样,开展了溶解性有机质运移特征的室内模拟实验,应用软件CXTFIT 2.1进行运移参数的拟合,分析了不同温度及渗透流速条件下溶解性有机质的动态运移特征。结果表明,石英砂中溶解性有机质的运移主要是对流和弥散过程,吸附作用及生物作用均非常微弱;温度升高时,溶解性有机质的弥散度增大,表征对流与弥散作用比率的P指数降低;渗透流速增加时,溶解性有机质的水动力弥散系数相应增大,迁移扩散能力随之增强。     

一维饱和多孔介质中胡敏酸的运移研究

研究了胡敏酸在不同多孔介质中的运移特征.结果表明:(1)CXTFIT.2.1软件对多孔介质中胡敏酸运移的拟合效果随多孔介质不同而有较大的差异,其对石英砂和河沙中胡敏酸的运移过程拟合较好,对3种土壤(风沙土、黄绵土和黑垆土)中胡敏酸的运移过程拟合较差.(2)胡敏酸溶液在多孔介质中的运移行为与不同多孔介质有关,在石英砂和河沙中运移迅速,而在土壤中运移缓慢;胡敏酸的快速运移对应较低的阻滞因子和吸附系数,而缓慢运移对应较高的阻滞因子和吸附系数.对于石英砂和河沙,胡敏酸的运移在石英砂中较快,在河沙中较慢;对于3种土壤(风沙土、黄绵土和黑垆土),胡敏酸在风沙土中运移最快,在黑垆土中运移最慢.     

地下水中污染物运移过程数值模拟算法的比较

数值模拟已成为目前地下水有机污染现场中,预测和评价溶解相有机污染物运移的主要手段.自从MT3D问世以来,它在地下水溶质运移的模拟中得到了广泛的应用.MT3D中包含有4种不同的数值算法--MOC,MMOC,HMOC和UFDM.利用Processing MODFLOW Pro.7.0.5建立了均质一维流动的地下水数学模型,考虑溶解相有机污染物在地下水中运移时的4个主要影响因素--对流、弥散、吸附和降解,设定了14种代表性的情形,模拟了等浓度污染源条件下污染物的运移,并将不同数值算法的计算结果与理论解进行比较,从而研究不同数值算法的优缺点,为实际数值模拟时算法的选择提供依据.     

非饱和土壤渗透系数空间不确定性对溶质运移的影响

包气带渗透系数的不确定性是影响非饱和带溶质运移的主要因素。应用贝叶斯方法对非饱和土壤渗透系数进行前处理,使用Monte-Carlo方法模拟其空间不确定性,并通过HYDRUS-1D模型对溶质运移进行数值模拟,研究包气带渗透系数的空间不确定性对溶质运移的影响。结果表明,由于包气带渗透性的不确定性使得溶质浓度分布呈现明显的不确定性,包气带内不同点的浓度值相差很大。与忽略包气带土性参数空间不确定性的模拟结果相对比,考虑包气带渗透系数不确定性的模拟结果与实际情况更加接近,更具合理性和科学性。同时,根据模拟结果,对实际工作中进行地下水数值模拟时溶质初始浓度输入值的确定提出相应建议。     

垃圾填埋场渗滤液运移规律分析与模拟

基于多孔介质流体力学、多相流以及土壤水动力学理论，利用理论分析和数值模拟相结合的方法，研究了垃圾填埋场中渗滤液运移过程的基本规律，并对填埋场底部可渗和不可渗2种情况下渗滤液的运移规律进行了模拟比对，研究成果可为填埋场渗滤液控制系统的设计和管理提供科学的理论依据和技术支持。     

土壤中有机污染物运移模型的对比分析

分别建立了考虑非平衡吸附和生物降解的单区域溶质运移动力学模型(简称单区域模型)和两区域溶质运移动力学模型(简称两区域模型),基于数值模拟方法,对两种模型进行了定量的对比分析.分析结果表明,参与流动的水分的含量、不可动水区的持留释放能力是影响污染物在土壤-水环境中分配规律以及两种模型模拟结果之间差异的重要因素;较大的可动水区和不可动水区之间的质量转移系数,可以通过增加持留释放能力而增强不可动水区对溶质运移的影响能力,因此在模拟过程中不应单纯依据不可动水的含量大小来确定采用何种模型进行模拟,而应同时考虑可动水区和不可动水区之间的质量转移系数对模拟效果的影响.     

煤矸石淋溶污染物对高速公路沿线土壤水环境污染的仿真研究

利用淋容试验,模拟自然降雨,分析了煤矸石对高速公路沿线地下水造成的污染,获得了大量真实可靠的数据,得出了煤矸石淋溶液中无机盐是造成高速公路沿线地下水污染的主要原因.并基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学建立了描述微量元素在土壤-水环境系统中迁移的数学模型,利用该模型对煤矸石淋溶微量元素在道路沿线土壤-水环境中的迁移规律进行了模拟分析,进一步预测了污染物浓度变化规律及分布特征,可为公路沿线土壤-水环境污染提供分析依据.     

地下水中轻质有机污染物(LNAPL)透镜体研究

在二维砂槽模型中模拟了轻质油在均匀多孔介质地下水非饱和区中的运移过程。模拟结果表明,地下水毛细区是轻质油污染的重点区,除了ＬＮＡＰＬ的残留以外,进入地下水饱和的ＬＮＡＰＬ终将被地下水顶托回到毛细区中,毛细区以上的约大多民将在重力作用下进入毛细区中,试验中观察到达稳定状态时ＬＮＡＰＬ透镜体的上边缘略微高出毛细区。利用多孔介质毛细管模型,建立了利用界面张力、接触角、介质特征孔隙直径等物理量估算不同位置     

正渗透中驱动溶质反渗模型的建立与实验验证

<正>渗透过程能够有效运行的一个前提条件是要求驱动溶质反向扩散的通量非常小。为了深入了解正渗透过程中驱动溶质反渗对膜分离过程的影响,以现有的浓差极化模型为基础,建立正渗透过程不同操作模式下驱动溶质的反渗通量以及膜通量的数学模型。为证明模型的准确性,以Na Cl为驱动液做一组序批式实验,测出不同初始渗透压下的水通量和反渗通量,将实验值与模型预测值比较,发现模型的预测结果与实验结果高度吻合。     

颗粒层中非水相液体污染物冲洗排出速度的数值模拟简

在进行污染土壤的冲洗修复时，模型模拟是极具优势的预测净化效果的方法。本研究分别采用5种粒径的球形玻璃微珠模拟实际土壤，实验考察了玻璃微珠颗粒层中水和非水相液体的排出速度，给出了颗粒层中液含率分布函数，以及最大和最小颗粒层孔隙直径的定义，建立了一个描述颗粒层中水和非水相液体排出速度的多孔介质孔隙毛细管束模型。使用构建的模型模拟水和异辛烷在颗粒层中的排出速度，模拟结果与实验数据有很好的一致性，模型预测结果的平均相对误差小于6.4%，特别是对粒径较小颗粒层，预测的准确性更高。模型可作为进一步研究在非水相液体饱和土壤水冲洗修复时，水和非水相液体排出速度和修复效果的基础。     

防风网扬尘庇护区湍流流场模拟数值边界条件

防风网后方存在复杂的湍流结构,通过耗散能量、降低风速形成扬尘庇护区。数值风洞是研究防风网流场结构及预测堆场扬尘的重要方法,由于涉及复杂的大气边界层及多孔介质边界问题,建立高精度的数值风洞目前仍是计算流体的难题。通过一系列数值模拟并与物理实验对比分析,研究了影响防风网数值风洞模拟精度的3个边界条件,即紊流入流边界、地面粗糙边界和多孔介质边界。结果表明:计算域入流紊动强度对风场结构模拟结果具有较大影响,紊动不足能够造成高达50%以上的虚假庇护长度;数值风洞地面粗糙高度通过壁面函数影响流场结构,对防风网抑尘效应有较大影响;防风网阻风效果可利用多孔跳跃介质边界模型实现,模型中惯性阻力系数对模拟结果有较大影响,应根据风压损失系数、防风网厚度和雷诺数设定。     

模拟优化模型在地下水监测布井中的应用

以北京市某农田用地地下水监测井为研究对象,基于农田水文地质参数建立了地下水多目标模拟优化模型。结合Monte Carlo分析法分析了地下水水流模型和溶质运移模型参数的不确定性,并求解了单口监测井的影响半径,最后借助NSGA-II算法建立了两个目标函数之间的权衡关系。模型求解结果表明,监测系统可靠性目标最大为76.8%,对应的监测井数量最小为3口;当扩大污染羽的控制边界时,可以建立4口监测井。研究结果表明,模拟优化模型可以用于地下水监测井布井优化当中,建立两个目标函数之间合理的权衡关系,确定监测井的数量和位置,保证监测系统的可靠性。     

有机污染物在包气带中迁移转化试验研究

采集一定浓度的有机物废水 ,在试验室内进行了静态吸附、静态降解和动态土柱试验 ,对COD在包气带中迁移转化规律进行研究 ,提出了描述COD在包气带中迁移转化规律的数学模型。结果表明 :包气带对COD的吸附过程是线性的 ,可用亨利吸附模式s =Kdc +s0 表示 ,吸附系数Kd=0 .0 6 93;包气带对COD的降解曲线基本符合一级动力学方程c =c0 e-k1 t,降解系数k1=0 .0 4 99d-1;弥散试验测得弥散系数D =0 .0 0 2 4 2m2 /d。COD在包气带中的迁移转化过程是弥散、吸附、降解等多种作用共同作用的结果。     

一维分层弥散模型在二沉池模拟中的应用

通过在二沉池一维分层模型中加入弥散作用建立了二沉池一维分层弥散模型,并采用数值求解的方法开发了二沉池模拟程序.利用竖流式沉淀池中试试验实测数据验证了模型的可靠性,以COST(欧洲科技领域研究合作组织)624/682文件中基准污水处理厂二沉池晴天时的稳态和动态进水数据为模型输入值,分析比较了一维分层弥散模型模拟程序与国外成熟软件的模拟结果.结果表明,纳入了弥散作用的一维分层模型能较好地描述实际二沉池中的悬浮固体浓度分布,模拟结果具有较好的精度,有待于在二沉池模拟和控制领域进一步深入研究.     

潜流湿地对典型选控性有机污染物去除的预测

建立潜流湿地有机污染物迁移转化模型,采用多孔介质模型描述潜流湿地的水力特性,并引入Monod方程相耦合,实现对湿地系统内部流场及水质浓度的同时模拟。通过实验,校核模型参数,并验证模型。结果表明,该模型能较好模拟潜流湿地中有机污染物的去除效果;计算条件下,在不同基质填料的潜流湿地中都会出现滞水区和快速通道,影响水力效率与污染物去除效果;预测了不同填料系统中7种典型选控性有机污染物的去除效果,其处理效率:苯胺苯酚二甲苯甲苯苯硝基苯氯苯,可通过优选填料提高吸附量和延长停留时间来提高选控性有机物的处理效果。     

脱硝催化剂孔结构及其脱硝特性的研究

选择性催化还原脱硝技术(SCR)所采用的催化剂多数为多孔介质,其内部孔隙有助于提高催化剂的反应活性。文中采用浸渍负载法,通过改变制备温度制备出不同孔结构的催化剂样品,采用N2吸附法对其孔结构进行测定和分析,并对不同孔结构的催化剂样品进行了脱硝实验。研究表明:煅烧及干燥温度对催化剂孔结构有很大的影响,比表面积越大,其催化剂内的孔分布宽度越窄,平均孔径越小;在活性温度范围(360～390℃)内,脱硝过程中主要是属于化学反应过程控制,脱硝效果随着比表面积的增大而增强;在非活性温度范围内,脱硝过程同时受到气体扩散过程及化学反应过程控制。     

水介质中微气泡臭氧化处理高浓度甲苯气体

高浓度挥发性有机物(VOC)气体高效处理技术是大气污染控制领域关注的重点。采用微气泡臭氧化在水介质中通过吸收-氧化过程对高浓度甲苯气体进行处理,考察微气泡臭氧化强化甲苯吸收-氧化去除性能、机理以及水介质pH对该工艺处理效果的影响。结果表明,微气泡能够强化甲苯气体在水介质中的吸收过程,氮气/甲苯微气泡在水介质中的甲苯去除率和吸收量均显著高于氮气/甲苯传统气泡,同时氮气/甲苯微气泡通过产生·OH氧化反应,使得平均甲苯氧化矿化率达到40.97%。微气泡臭氧化在水介质中对甲苯气体具有更高效的去除性能,臭氧/甲苯微气泡处理中甲苯平均去除率为97.08%,甲苯可被完全矿化而几乎无中间产物积累,其平均氧化矿化率为88.56%、平均臭氧利用率为82.54%、臭氧投加量与甲苯矿化量比值为1.26,处理性能显著优于臭氧/甲苯传统气泡处理。水介质pH对臭氧/甲苯微气泡处理甲苯气体具有一定影响,不同pH条件下甲苯气体去除率基本相当,但中性条件下甲苯氧化矿化率最高;碱性和酸性条件下甲苯氧化矿化率有所下降。微气泡臭氧化为高浓度VOC气体高效处理提供了新的解决途径。