污染场地多相抽提低碳修复布井方案优化模拟研究

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 m2范围内时,土壤渗透率每减少 10-13 m2,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 10-13 m2 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.