비포화 토양층 내 유기 용매의 이류 이동에 대한 다상 모델링

Multiphase Modeling on the Convective Transport of an Organic Solvent through Unsaturated Soils

2,3,7,8 κ tetichloiodibenzo-p-dioxin(TCDD)로 오염된 토양의 현장 광분해 정화 과정에서 가장 중요한 이동 메커니즘인 지표에서의 증발 및 광분해에 의한 유기 용매의 이류 상방향 이동에 대한 수식화와 모델 개발을 수행하였다. 각 유체 분포에 대한 다상 유통 효과, 구동력으로서의 중력, k-S-p 관계의 정확한 묘사를 위한 van Genutchen 방정식을 포함한 유한요소법 기반의 수치 모델을 제안하였다 실험실 규모의 비포화 토양 컬럼 내 용매 이동에 중요한 영향을 미치는 인자들을 조사하기 위하여 수행한 계산의 결과들을 제시하였다 중력은 고투수성 토양의 유체 분포와 증발에 상당한 영향을 미쳤다. 토양의 종류 또한 증발 과정 중 유체 포화도 분포에 큰 영향을 미친다. 용매의 이류 이동량은 증발량이 증가할수록 초기 물 포화도가 감소할수록 증가하였다 본 연구에서 수행한 시뮬레이션은 개발된 모델이 토양 환경 내에서 유기 용매의 이류 이동에 영향을 미치는 다양한 인지들의 영향을 분석하는데 유용함을 보여준다.

In-situ photolysis is one of the most promising ways to clean up a soil contaminated with 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD). This study focuses on the mathematical description and model development of the convective upward transport of an organic solvent driven by evaporation and photodecomposition at the surface as the major transport mechamsm in the clean up piocesed A fimte-element-based numencal model was ploposed to mcorpolate effects of multiphase flow on the distnbution of efich fiuid, gravity as a driving fnice, and the use of van Genutchen equation for mole accmate descnption of k-S-p Ielations This paper presents results of extensive numencal calculations conducted to Investigate the vanous parameters that playa role in the solvent migtation through a labmatory-scale unsaturated soli column The numel lcal results mdicate that gravity affects sigmficantly on the fiuids distnbution and evaporation for highly permeable solis The soil texture has a profound illfluence on the fluid saturation profile during evaporation process The amount of solvent convective motion increases With increasing evaporation rates and decreasing Imtiai water saturation Simulations conducted in tills study have shown that the developed model is very useful in analyzing the effects of various parameters on the convective migration of an orgamc solvent m the soil environments