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化学氧化修复技术是一种高效且较为成熟的污染场地修复方法,国内外已有较多实际应用的工程案例。现有化学氧化修复应用基础研究主要集中在氧化制剂配方及修复效应研究,而对于氧化修复工艺设计和模拟预测相关研究并不多见。本论文针对化学氧化修复关键工艺设计环节如氧化剂的选择、用量估算、投加方式及修复监测开展研究,在课题组前期研究基础上,整合国内外重要研究成果,设计一套的污染场地化学氧化修复工艺设计包,具体包括药剂选择、用量估算、投加方式选择以及修复监测和评估4个主要模块,以期为化学氧化修复工程应用提供技术支撑。 本文主要研究结果如下: (1)建立了氧化剂选择算法以及高锰酸钾的SOD估算模型。基于氧化剂对于不同污染物的适用性以及土壤理化性质对氧化剂使用效率的影响,并进行影响程度的量化以及影响因素权重的赋值,通过打分排序,建立了氧化剂的选择算法;基于高锰酸钾与土壤中污染物、自然有机质以及还原性矿物质的氧化反应方程建立了高锰酸钾SOD估算模型并进行了模型验证和分析,验证结果表明,SOD估算模型的置信度在80%以上;模型敏感度分析结果表明,影响土壤NOD的模型因子中,有机质含量占据主导地位。 (2)建立了高锰酸钾的消耗动力学模型。结合前人研究的NOD关系模型与本文中建立的SOD估算模型,通过模型变换,建立了高锰酸钾消耗的动力学模型,并进行了模型验证和应用。验证结果表明,消耗动力学模型的拟合度达到95%;利用消耗动力学模型模拟了不同土壤类型以及不同初始高锰酸钾浓度情况下的高锰酸钾消耗情况,模拟结果表明,不同土壤类型的SOD值为:粘性土>砂性土>壤性土;不同初始高锰酸钾浓度情况下,SOD值会随着高锰酸钾浓度的增加和增加。 (3)建立了氧化剂投加方式选择算法。基于不同投加方式与各种氧化剂组合使用频率以及土壤理化性质对投加方式使用效率的影响,并进行使用频率和适用性的量化以及影响因素权重的赋值,通过打分排序,建立了氧化剂投加方式的选择算法; (4)开发了化学氧化工艺包并进行了案例应用。基于收集和构建的化学氧化关键环节的算法模型,进行模型开发并集成为一个化学氧化全过程的工艺包,工艺包的主要模块包括药剂选择和用量估算模块、投加方式选择模块、修复监测模块以及数据管理与分析模块。工艺包的案例应用结果表明,药剂选择与实验结果一致;用量估算大大降低修复成本;投加方式符合经验值;动态消耗模型的可信度大于90%。