[发明专利]一种双相真空抽吸模拟系统及其模拟方法

权利要求书

1.一种双相真空抽吸模拟系统，其特征在于，所述模拟系统由三维模拟区(1)、污染源(2)、空调(3)、水泵(4)、水箱(5)、水管(6)、蒸汽发生器(7)、空气压缩机(8)、集水箱(9)、烟罩(10)、水位计(11)、抽吸泵(12)和气液分离装置(13)构成；三维模拟区由至少一个双相真空抽吸井、至少一个监测井和污染带构成；污染源(2)置于三维模拟区(1)一端；空调(3)位于三维模拟区(1)上方；水箱(5)连接水泵(4)和水管(6)；集水箱(9)与水泵(4)相连接；空气压缩机(8)和蒸汽发生器(7)分别与三维模拟区(1)靠近污染带的一端相通；水箱(5)出管口分为至少一个通路与三维模拟区(1)靠近污染带的一端相通；水位计设置于三维模拟区(1)的两端；抽吸泵(12)与双相真空抽吸井相连；气液分离装置(13)与抽吸泵(12)相连。

2.根据权利要求1所述一种双相真空抽吸模拟系统，其特征在于，所述三维模拟区(1)占地尺寸为：长3.6m、宽1.2m、高1.4m；三维模拟区(1)分为300个网格，每个网格尺寸为：长0.09m、宽0.08m。

3.根据权利要求1所述一种双相真空抽吸模拟系统，其特征在于，所述三维模拟区土壤层分为4层，从上而下依次为第一层土壤、第二层土壤、第三层土壤、第四层土壤；第一层土壤成分为粘土，第二层土壤成分为粘土和砂质黏壤土，第三层土壤成分为粘土、砂质黏壤土和砂土，第四层土壤成分为砂土。

4.一种双相真空抽吸模拟系统模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、开启空调(3)，控制室内温度恒定；

b、以30L汽油作为污染源从污染带中部加入，经3天时间扩散，污染带在地下水表面铺开；

c、将自来水以每天20L的速度通过水泵(4)泵入三维模拟区，模拟地下水的自然流动；

d、布置双相真空抽吸井在污染源的四周油层相对较厚的地点；

e、从第4天开始，启动蒸汽发生器(7)和空气压缩机(8)，空气压缩机进口为大气压力，出口平均压力保持在0.6-0.7MPa，空气压缩机连续运行，向三维模拟区进行曝气，增加三维模拟区内土壤的孔隙度，从而加强有机污染物的流动，蒸汽发生器用于调整土壤内部湿度；

f、从第4天开始，同时开启抽吸泵(12)，来驱动双相真空抽吸系统，系统运行中，抽吸泵在负压-0.3H₂O条件下，连续运行30天，将石油污染物区中气相和液相石油类污染物通过双相真空抽吸井抽取到地表面，进入到气液分离装置(13)分离出气相和液相，分离出的气相连接传统废弃回收装置处理；分离出的液相包含水和废油，连接传统的含油废水处理装置处理，处理后去除废油的水补给回三维模拟区地下水；

g、在系统运行期间，从监测井采取水样，根据采取水样测量油层分布与厚度，土壤和地下水中的气相、水相和油相的浓度；

h、开发双相真空抽吸模拟系统数值模拟模型，模拟地下水中非水相流的传输、迁移和转化，以及生物降解过程；

i、利用中试系统的监测数据，验证和校准开发的综合的双相真空抽吸模拟系统数值模拟模型。