[發明專利]一種石油污染地下水的原位修復的決策方法

有效

• 申請號: 201210313796.7
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102992417A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 何理;楊琦;李超;申婧
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F103/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術領域

本發明屬于污染水處理技術領域，具體涉及一種石油污染地下水的原位修復的決策方法。

背景技術

隨著經濟的發展，石油工業的迅猛發展，在石油化工生產區、加油站等地，由于落地石油、含油生產污水排放和輸油管道滲漏等原因，造成大量的石油污染物進入土層，造成地下水污染。石油及其副產品對環境的污染越來越嚴重，已經危及到人類和動植物的生存與健康。石油污染治理越來越受到重視，各國出臺了相關的治理措施、政策，出現了很多的石油污染治理技術和方法。80年代以前，治理石油烴污染土壤還僅限于物理和化學方法，即熱處理和化學浸出法。熱處理法是通過焚燒或煅燒，可凈化土壤中大部分有機污染物，但同時亦破壞土壤結構和組分，不但價格昂貴而且很難實施，處理效果不理想。化學浸出和水洗也可以獲得較好的除油效果，但所用的化學試劑的二次污染問題限制了其應用。早在70年代，為了解決輸油管線和儲油罐發生故障漏油和溢油時土壤被石油污染的問題，美國埃索研究和工程公司就已經開始尋找清潔的生物解決方法，并且其實驗室研究找到一種有效的“細菌播種法”。

總的來說，國際上關于石油污染物的修復技術主要包括原位修復和異位修復技術。總的來說，各種修復技術各有利弊，并且適合于使用在不同的場所，不同的區域，不同的自然條件。但目前國內外運用最廣泛的是原位處理技術抽出處理技術（PAT），即將已被污染的地下水抽出，然后在地表清除污染物，處理后的地下水可排入地表水體，如經過深度處理，再重新注入地下。

通過PAT?方法治理污染，起始階段污染物濃度下降很快，表明含水層大孔隙中污染水體排出。然后濃度下降的速度減少，表示小孔隙中的污染物也開始排出。最后污染物濃度基本穩定在一個常數值，表示PAT方法排出污染物速度和通過解析和NAPLs分解進入地下水中污染物的速度相等。美國利用PAT方法治理地下水污染的實例表明，對于初始濃度較高的地點（>1000μg/L），在地下水中濃度達到穩定之前，濃度可下降90%~99%，而對于濃度較低的地點，濃度下降往往小于90%。而且PAT實用性高，適合不同濃度的石油污染物和不同的地質條件，抗突發性高，可根據突發性事故采取相應的不就措施。故國內外運用非常廣泛，是修復地下水最常用的修復技術。

目前國內還未出現石油污染地下水原位修復設計決策方法的相關報道，此專利在國內屬首創，可以為解決我國日益嚴峻的地下水修復問題提供有效的工具。目前，國外主要集中開發的地下水修復工具主要集中在基于場地污染信息選擇修復技術，進而預測修復后的污染物羽狀圖。國內幾乎沒有基于某種或者多種修復技術，根據各國的環境標準和需要的當地接受的修復年限給出最優的具體的運行方案。

發明內容

本發明目的是針對石油污染地下水修復難、計算復雜等特點，提供結合原位修復抽出處理技術、數值模擬、回歸方法、非線性優化、計算機仿真等多種先進技術，提出一種石油污染地下水原位修復的決策方法，其特征在于：該方法結合抽出處理原位修復技術、數值模擬、回歸方法和非線性優化技術；首先收集污染場地的水文參數、地質參數及污染物的相關參數，進行有限次數的模擬，并獲得相應的模擬結果；將監測數據和模擬結果配對，形成一系列模擬修復數據，運用回歸算法獲得修復污染場地的代理模型；最后根據當地的地下水水質標準確定修復后水質達標的置信度，并結合生成的代理模型計算出最優的修復方案；并預測計算出在該修復方案運行下的修復效果。

所述收集污染場地的水文參數、地質參數及污染物的相關參數包括：數據的收集時間、污染場地模擬區域場地的長寬高的大小，確定模擬區域的抽出井、監測井、注射井的位置，場地的地下水水流方向、土壤的溫度、PH值及土壤分類；一些水文參數包括水的動力粘滯力、水的密度、污染物與水之間的表面張力、飽和區的油氣水殘留率及水力坡度；同樣輸入各種類型土壤在X、Y、Z方向的滲透性、孔隙率、縱向橫向分散性，再者需要輸入的有關污染物的相關參數，即污染物在水相與污染相分配系數、污染物濃度及水中溶解度。

所述有限次數模擬是隨機生成40~50組修復方案，在40~50組修復方案中通過地下水模擬軟件GMS模擬其隨機生成的修復方案的修復結果，隨機生成修復方案X={x₁,?x₂,?…x_N}，其中x代表抽出處理系統中抽吸注入井的運行參數單位為m³/d,修復方案對應的修復效果Y={y₁,?y₂,?…y_N},y為相對應于x修復方案運行后其監測井污染物濃度值。