地下水曝气技术气流模拟实验研究

中国环境科学2014，34(11)：2813-2816ChinaEnvironmentalScience地下水曝气技术气流模拟实验研究王贺飞，宋兴龙，赵勇胜，王晓曼。，王倩，秦传玉，孙家强(1．吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室，吉林长春130000；2．东北师范大学计算机科学与信息技术学院，吉林长春130117)摘要：利用三维模拟槽研究了地下水曝气技术(As)使用过程中，含水层介质粒径、曝气压力与影响半径(ROD、气体流量、气流流型之间的关系．结果表明：曝气过程中ROI随曝气压力的上升而增大；气流质量流量随曝气压力的增加而增大，压力较大时二者呈线性关系；气流流型由介质粒径决定，与曝气压力无关．介质粒径为1-2mrn时气流呈倒圆锥形，介质粒径为4-8mm时气流呈抛物线形．关键词：地下水曝气；三维模型；影响半径；气流流型中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1000—6923(2014)1卜2813—04Laboratorystudyforairflowduringairsparging．WANGHe—fei，SONGXing—long，ZHAOY0ng·sheng，WANGXiao-man2，WANGQian，QryChuan-yu，SUNJia-qiang(1．KeyLaboratoryofGroundwaterResourcesandEnvironment,MinistryofEducationJilinUniversity,Changchun130000，China；2．SchoolofComputerScienceandInformationTechnology,NortheastNormalUniversity,Changchun，Jilin130117，China)．ChinaEnvironmentalSconce，2014，34(11)：2813~2816Abstract：Thispaperpresentedtheresultsofaseriesoflaboratorystudiesonairsparging(AS)withinathree-dimensionalaquifersimulationtank．Thestudyinvestigatedtheefectsofparticlesizeandair．njectionpressureoninfluenceradius(ROI)，gasflowrateandpaaemsduringairsparging．ThetestresultsshowedthatimprovinginjectionpressurecouldincreaseROIduringAS．Airmassflowrateincreasedlinearlywiththeincreaseofinjectionpressureafterexceedingacertainspargingpressure．Theairflowpatternsweredeterminedbythesizesofporousmediaregardlessoftheinjectionpressure．Theshapeofairflowwasconicalwhenparticlesizewas1—2mm，andparabolicwhenparticlesizewas4-8ram．Keywords：airsparging；three-dimensionalmodel；radiusofinfluence；gasflowpaterns地下水曝气技术(As)被认为是去除地下水中挥发性有机污染物最有效的技术之一．新鲜空气被喷射进饱和土壤后，在浮力作用下逐步上移至污染含水层．由于气液相浓度梯度的作用，污染物通过挥发作用进入气相．空气携带污染物在浮力的作用下继续上升，从而达到去除污染物的目的．曝气技术凭借原位操作、成本低廉、效率较高的优点在发达国家中已广泛应用于场地修复中⋯．尽管AS技术已成功应用于受污染含水层的修复，但国内外对于气体在含水层中的运移规律和修复机理还没有共识．曝气井的影响半径(ROI1一般根据室内试验结果或场地经验进行预测，经常出现超量设计或设计不足的情况，导致资源浪费或修复效率不高的问题【2】．关于这方面国内外取得了一些很有意义的成果．Marley等和Ahfeld等研究表明影响半径随着曝气压力的增大而上升．Hu等p研究表明影响区域随着压力的增加而增大，但达到临界曝气压力后，影响区域边界与曝气井的夹角就不再增大．在气流流型方面，Ji等J和Peterson等[71认为其为抛物线形，这与Adams等L8J的观点一致：而Nyer等【9J以及Lundegard等【』uJ在通过曝气试验研究后，得到曝气影响区域为圆锥面形的结论，与H