基于自适应替代模型的DNAPLs污染地下水修复优化设计及其不确定性分析
发布时间：2020-12-21 21:13
由于石油的开采、油气运输的渗漏、含油污水的随意排放和石油化工产品突发性泄漏等原因,使得大量石油类有机污染物进入地下水中,从而对地下水造成了不同程度的污染。大部分石油类有机污染物在水中的溶解度很小,通常称为非水相流体（Non-Aqueous Phase Liquids,NAPLs）,其中密度大于水的非水相流体即为重非水相流体（Dense Non-Aqueous Phase Liquids,DNAPLs）,DNAPLs 污染的地下水中往往存在水相、油相（DNAPLs）和气相,它们相互影响并共同运动,从而构成了多相流体系统。由于DNAPLs的高密度、高界面张力和低水溶性等特殊性质,增加了受污染地下水的修复难度。近年来,在抽出处理技术的基础上,发展了表面活性剂强化含水层修复技术（Surfactant Enhanced Aquifer Remediation,SEAR）,它有效地提高了 DNAPLs污染的修复效率,显著缩短了 DNAPLs污染的治理周期,是一种具有应用前景的修复方法。进行DNAPLs污染地下水修复时,不仅要考虑有效去除污染物的技术方法,而且要考虑其修复方案可行性、经济成本等诸多因...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１泄漏后ＤＮＡＰＬｓ迁移转化示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｍｉｇｒａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＤＮＡＰＬｓ?ａｆｔｅｒ?ｔｈｅ?ｌｅａｋａｇｅ??
会形成疏水基向内、亲水基向外的胶束，当胶束与有机污染物接触时，有机??物被溶解于胶束的疏水内核中，从而提高ＤＮＡＰＬｓ在水中的溶解度。胶束结构??如图２．２所示。⑵增流作用。利用表面活性剂降低ＤＮＡＰＬｓ与水的界面张力，??且使孔隙中束缚ＤＮＡＰＬｓ的毛细压力下降，增加ＤＮＡＰＬｓ污染物的流动性，使??其随着水流被抽取出来并进行处理（杨建等，２００９；刘银平，２０１１）。??根据亲水基带电荷的性质，表面活性剂可分为离子型及非离子型，离子型又??可分为阳离子、阴离子及两性表面活性剂。常见的表面活性剂有十二烷基硫酸钠、??十二烷基氨基、十六烷基三甲基溴化胺、丙酸脱水山梨醇单油酸醋聚氧乙烯醚（倪??贺伟，２０１４）。十二焼基硫酸钠（Ｓｏｄｉｕｍ?Ｄｏｄｅｃｙｌ?Ｓｕｌｆａｔｅ，ＳＤＳ）是一种典型的为阴??１８??
排泄方式主要为侧向径流排泄，蒸发排泄较弱。地下水动态类型确定为??渗入－径流型。污染场地在２０１１年９月１?Ｆ１（模拟模型的初始时刻）污染物浓度的??分布见图２．３。??浓度（体积分数）丨Ｉ?Ｉ?１?１?Ｌ??０．００１?０．０１０?０．０２０?０．０４０?０．０６０?０．０Ｓ０?０．１００?０．１２０?０．１４０?０．１６０?０．１８０?０．２００??０??????２０?－??４０?－??６０?－?ｉ??０?２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０??Ｘ（ｍ）??图２．３初始污染物浓度分布图（第１１层）??Ｆｉｇ．?２．３?Ｉｎｉｔｉａｌ?ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?（１１ｔｈ?ｌａｙｅｒ）??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用支持向量机评价土壤环境质量[J]. 姜雪,卢文喜,杨青春,赵海卿. 中国环境科学. 2014(05)
[2]表面活性剂强化抽出处理含水层中DNAPL污染物的去除特征[J]. 伍斌,杨宾,李慧颖,杜晓明,杜平,房吉敦,郭观林,李发生. 环境工程学报. 2014(05)
[3]基于支持向量机的卫星动力学多目标优化[J]. 袁野,陈昌亚,王德禹. 振动与冲击. 2013(22)
[4]基于参数不确定性的地下水污染治理多目标管理模型[J]. 杨蕴,吴剑锋,于军,林锦,施小清,吴吉春. 环境科学学报. 2013(07)
[5]正交实验在气浮法条件筛选中的应用研究[J]. 王英,龚起,胡丽娜. 环境科学与管理. 2013(06)
[6]基于不确定性的地下水污染风险评价研究进展[J]. 于勇,翟远征,郭永丽,王金生,滕彦国. 水文地质工程地质. 2013(01)
[7]蒙特卡罗法在分布式供能系统不确定性评价中的应用[J]. 杨允,张士杰,肖云汉,肖小清,阚伟民. 中国电机工程学报. 2013(02)
[8]表面活性剂强化的DNAPLs污染含水层修复过程的数值模拟[J]. 卢文喜,罗建男,辛欣,陈社明. 地球科学(中国地质大学学报). 2012(05)
[9]基于Kriging代理模型的多点加点序列优化方法[J]. 高月华,王希诚. 工程力学. 2012(04)
[10]Kriging代理模型在对地观测卫星系统优化中的应用[J]. 刘晓路,陈盈果,贺仁杰,陈英武. 自动化学报. 2012(01)
博士论文
[1]表面活性剂强化地下水循环井技术修复NAPL污染含水层研究[D]. 白静.吉林大学 2013
[2]应用表面活性剂强化石油污染土壤及地下水的生物修复[D]. 张文.华北电力大学 2012
[3]DNAPLs污染含水层多相流模拟模型的替代模型研究[D]. 辛欣.吉林大学 2011
[4]支持向量回归机代理模型设计优化及应用研究[D]. 向国齐.电子科技大学 2010
[5]基于不确定性条件下的环境规划与管理研究[D]. 许野.华北电力大学（北京） 2010
[6]表面活性剂强化抽取处理修复DNAPL污染含水层的实验研究[D]. 李隋.吉林大学 2008
[7]佳木斯地区地下水、土中硝基苯迁移转化机理及其模拟预测[D]. 张文静.吉林大学 2007
[8]地下水系统中多相流体数值模拟[D]. 崔学慧.中国地质大学（北京） 2006
[9]大坝安全监控中若干不确定性问题的分析方法与应用研究[D]. 杨杰.河海大学 2006
硕士论文
[1]阴—非离子混合表面活性剂强化植物—微生物联合修复多环芳烃污染土壤[D]. 倪贺伟.浙江大学 2014
[2]不确定性MDO在驱动桥壳轻量化设计中的应用[D]. 马石磊.山东大学 2013
[3]代理模型技术的研究及其在汽车抗撞性中的应用[D]. 谢进德.湖南大学 2013
[4]基于区间数的不确定优化问题解的研究[D]. 岳红英.华北电力大学 2013
[5]基于区间数的不确定优化理论及求解方法研究[D]. 王新端.长安大学 2012
[6]基于拉丁超立方试验设计的事故再现结果不确定性分析[D]. 戴英彪.长沙理工大学 2011
[7]混合表面活性剂修复四氯乙烯土壤污染研究[D]. 刘银平.华北电力大学（北京） 2011
[8]基于对称拉丁超立方设计的多目标进化算法[D]. 王群.西安电子科技大学 2011
[9]硝基苯污染地下水的修复技术研究[D]. 何文双.吉林大学 2007
[10]基于近似模型的变复杂度优化方法研究[D]. 刘慧超.国防科学技术大学 2006
本文编号：2930516
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１泄漏后ＤＮＡＰＬｓ迁移转化示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｍｉｇｒａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＤＮＡＰＬｓ?ａｆｔｅｒ?ｔｈｅ?ｌｅａｋａｇｅ??
会形成疏水基向内、亲水基向外的胶束，当胶束与有机污染物接触时，有机??物被溶解于胶束的疏水内核中，从而提高ＤＮＡＰＬｓ在水中的溶解度。胶束结构??如图２．２所示。⑵增流作用。利用表面活性剂降低ＤＮＡＰＬｓ与水的界面张力，??且使孔隙中束缚ＤＮＡＰＬｓ的毛细压力下降，增加ＤＮＡＰＬｓ污染物的流动性，使??其随着水流被抽取出来并进行处理（杨建等，２００９；刘银平，２０１１）。??根据亲水基带电荷的性质，表面活性剂可分为离子型及非离子型，离子型又??可分为阳离子、阴离子及两性表面活性剂。常见的表面活性剂有十二烷基硫酸钠、??十二烷基氨基、十六烷基三甲基溴化胺、丙酸脱水山梨醇单油酸醋聚氧乙烯醚（倪??贺伟，２０１４）。十二焼基硫酸钠（Ｓｏｄｉｕｍ?Ｄｏｄｅｃｙｌ?Ｓｕｌｆａｔｅ，ＳＤＳ）是一种典型的为阴??１８??
排泄方式主要为侧向径流排泄，蒸发排泄较弱。地下水动态类型确定为??渗入－径流型。污染场地在２０１１年９月１?Ｆ１（模拟模型的初始时刻）污染物浓度的??分布见图２．３。??浓度（体积分数）丨Ｉ?Ｉ?１?１?Ｌ??０．００１?０．０１０?０．０２０?０．０４０?０．０６０?０．０Ｓ０?０．１００?０．１２０?０．１４０?０．１６０?０．１８０?０．２００??０??????２０?－??４０?－??６０?－?ｉ??０?２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０??Ｘ（ｍ）??图２．３初始污染物浓度分布图（第１１层）??Ｆｉｇ．?２．３?Ｉｎｉｔｉａｌ?ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?（１１ｔｈ?ｌａｙｅｒ）??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用支持向量机评价土壤环境质量[J]. 姜雪,卢文喜,杨青春,赵海卿. 中国环境科学. 2014(05)
[2]表面活性剂强化抽出处理含水层中DNAPL污染物的去除特征[J]. 伍斌,杨宾,李慧颖,杜晓明,杜平,房吉敦,郭观林,李发生. 环境工程学报. 2014(05)
[3]基于支持向量机的卫星动力学多目标优化[J]. 袁野,陈昌亚,王德禹. 振动与冲击. 2013(22)
[4]基于参数不确定性的地下水污染治理多目标管理模型[J]. 杨蕴,吴剑锋,于军,林锦,施小清,吴吉春. 环境科学学报. 2013(07)
[5]正交实验在气浮法条件筛选中的应用研究[J]. 王英,龚起,胡丽娜. 环境科学与管理. 2013(06)
[6]基于不确定性的地下水污染风险评价研究进展[J]. 于勇,翟远征,郭永丽,王金生,滕彦国. 水文地质工程地质. 2013(01)
[7]蒙特卡罗法在分布式供能系统不确定性评价中的应用[J]. 杨允,张士杰,肖云汉,肖小清,阚伟民. 中国电机工程学报. 2013(02)
[8]表面活性剂强化的DNAPLs污染含水层修复过程的数值模拟[J]. 卢文喜,罗建男,辛欣,陈社明. 地球科学(中国地质大学学报). 2012(05)
[9]基于Kriging代理模型的多点加点序列优化方法[J]. 高月华,王希诚. 工程力学. 2012(04)
[10]Kriging代理模型在对地观测卫星系统优化中的应用[J]. 刘晓路,陈盈果,贺仁杰,陈英武. 自动化学报. 2012(01)
博士论文
[1]表面活性剂强化地下水循环井技术修复NAPL污染含水层研究[D]. 白静.吉林大学 2013
[2]应用表面活性剂强化石油污染土壤及地下水的生物修复[D]. 张文.华北电力大学 2012
[3]DNAPLs污染含水层多相流模拟模型的替代模型研究[D]. 辛欣.吉林大学 2011
[4]支持向量回归机代理模型设计优化及应用研究[D]. 向国齐.电子科技大学 2010
[5]基于不确定性条件下的环境规划与管理研究[D]. 许野.华北电力大学（北京） 2010
[6]表面活性剂强化抽取处理修复DNAPL污染含水层的实验研究[D]. 李隋.吉林大学 2008
[7]佳木斯地区地下水、土中硝基苯迁移转化机理及其模拟预测[D]. 张文静.吉林大学 2007
[8]地下水系统中多相流体数值模拟[D]. 崔学慧.中国地质大学（北京） 2006
[9]大坝安全监控中若干不确定性问题的分析方法与应用研究[D]. 杨杰.河海大学 2006
硕士论文
[1]阴—非离子混合表面活性剂强化植物—微生物联合修复多环芳烃污染土壤[D]. 倪贺伟.浙江大学 2014
[2]不确定性MDO在驱动桥壳轻量化设计中的应用[D]. 马石磊.山东大学 2013
[3]代理模型技术的研究及其在汽车抗撞性中的应用[D]. 谢进德.湖南大学 2013
[4]基于区间数的不确定优化问题解的研究[D]. 岳红英.华北电力大学 2013
[5]基于区间数的不确定优化理论及求解方法研究[D]. 王新端.长安大学 2012
[6]基于拉丁超立方试验设计的事故再现结果不确定性分析[D]. 戴英彪.长沙理工大学 2011
[7]混合表面活性剂修复四氯乙烯土壤污染研究[D]. 刘银平.华北电力大学（北京） 2011
[8]基于对称拉丁超立方设计的多目标进化算法[D]. 王群.西安电子科技大学 2011
[9]硝基苯污染地下水的修复技术研究[D]. 何文双.吉林大学 2007
[10]基于近似模型的变复杂度优化方法研究[D]. 刘慧超.国防科学技术大学 2006
本文编号：2930516
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