乳化油用于原位修復地下水污染近年來取得了豐富的研究成果。但是在實際應用過程中,由于乳化油的吸持殘留、微生物增殖及生物降解產(chǎn)氣,往往會造成堵塞,從而導致修復效率降低或者失效。為有效解決這一問題,本文以納米乳化油強化硝酸鹽氮反硝化過程的產(chǎn)氣作用為主要研究對象,開展批實驗研究,分析了納米乳化油用作緩釋碳源降解硝酸鹽氮效果、產(chǎn)氣類型、產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣過程及微生物變化情況,在此基礎(chǔ)上,基于一維柱實驗概念性模型,分析評估了產(chǎn)氣及微生物生長在開、閉地下水系統(tǒng)中滲透性損失。論文主要取得以下結(jié)論:（1）硝酸鹽氮降解結(jié)果表明,在實驗的150 d內(nèi),2 m L納米乳化油碳源共完成十個周期50 mg/L硝酸鹽氮的有效降解,去除率最高可達99.5%,平均還原速率為2.02 mg/d,且在第150 d時,納米乳化油仍續(xù)發(fā)揮作用,體現(xiàn)納米乳化油較長的有效壽命。吐溫80和司盤80作為納米乳化油的主要成分,也可作為碳源有效降解硝酸鹽氮,總?cè)コ史謩e為49.2%和58.6%。（2）CO₂和N₂是納米乳化油厭氧發(fā)酵和硝酸鹽氮反硝化的主要產(chǎn)氣類型,在納米乳化油反應體系中,CO_... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同滲流段含水介質(zhì)表面細菌及EPS空間形態(tài)（夏璐,2015）

（3）乳化油及污染物在生物降解過程中的產(chǎn)氣作用乳化油及污染物在生物降解過程中產(chǎn)生的氣體若不能及時有效地排出，則氣泡會堵塞含水層孔隙，進而造成多孔介質(zhì)堵塞，如圖1-2所示 。圖1-2 多孔介質(zhì)中產(chǎn)氣和截留氣體示意圖（Daniel et al., 1989）大量國內(nèi)外研究證實，地下水污染原位修復過程中的產(chǎn)氣變化，可以導致含水層堵塞。Soares等(1991)人進行砂柱實驗反硝化脫氮作用過程中發(fā)現(xiàn)，模擬柱連續(xù)供入碳源情況下，致使完全堵塞；而以脈沖方式供入碳源時，并未完全堵塞，模擬柱的滲透性有所下降，通過氣體收集裝置觀察到氣體聚集現(xiàn)象，因此氣體聚集是引起堵塞的主要原因。Cameron等(2006)研究指出，在整個實驗過程中，在注入的碳源的量一定的條件下，加入溶解性有機質(zhì)的模擬柱的滲透性變化最大，其中檢測到有機物質(zhì)的量減少，由此推測是反應過程中產(chǎn)生甲烷和乙烯等氣體引起的堵塞。Borden等(2007)研究中表明

來測量氣體量的變化，微生物消耗氧后致使反應器中的氧分壓下降化鉀溶液吸收 CO2。因此，通過測量分壓變化值，即可計算出耗氧據(jù)瓦呼儀工作原理，設(shè)計本實驗用硝酸鹽氮降解與測氣裝置，具體 2-1 所示，主要包括反應容器、二氧化碳吸收瓶和 U 型管。其中，測定硝酸鹽氮降解情況；二氧化碳吸收瓶與 U 型管用于量化反應情況。反應容器為規(guī)格 1 L 的錐形瓶，裝有表 2-2 設(shè)計投加物質(zhì)的L。用套針穿透的橡膠塞密封，套針用于進取樣。二氧化碳吸收瓶形瓶，裝有濃度 0.2 mg/L 的氫氧化鈉溶液 1 L，用于吸收碳源厭氧生的二氧化碳，從而監(jiān)測和計算出反應體系 CO2的產(chǎn)氣量。U 型 cm、高 15 cm 的有機玻璃管構(gòu)成，側(cè)面設(shè)置一取氣口，用于分析測氣類型，且僅在取氣時用注射器穿透，U 型管液位差用于記錄除系中其他氣體的總產(chǎn)氣量，各反應器間通過玻璃導管密封連通。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Kinetics of nitrobenzene degradation coupled to indigenous microorganism dissimilatory iron reduction stimulated by emulsified vegetable oil[J]. Jun Dong,Linjie Ding,Zifang Chi,Jiansen Lei,Yan Su.  Journal of Environmental Sciences. 2017(04)
[2]乳化油碳源原位治理地下水中Cr(Ⅵ)靜態(tài)批試驗研究[J]. 趙閱坤,何江濤,王磊,崔亞豐.  環(huán)境工程. 2016(S1)
[3]結(jié)核分枝桿菌菌懸液光密度值與菌落計數(shù)的關(guān)聯(lián)性[J]. 秦云賀,王藝紅,郭慶龍,王洪海,張雪蓮.  中國感染控制雜志. 2016(03)
[4]地下水中的微生物及其凈化作用[J]. 何湘云,陳燁.  微量元素與健康研究. 2015(05)
[5]硝酸鹽還原促進毒害性有機污染物降解的研究進展[J]. 江利梅,陳杏娟,馬連營,孫國萍,許玫英.  微生物學通報. 2014(08)
[6]硝酸鹽對沉積物中有機物氧化減量及微生物群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 劉近,鄧代永,孫國萍,劉永定,許玫英.  環(huán)境科學. 2013(07)
[7]植物油改性納米鐵修復硝基苯污染地下水的研究[J]. 溫春宇,王敏,董軍,杜宇,劉航.  生態(tài)環(huán)境學報. 2013(06)
[8]基于Kozeny-Carman方程的水相相對滲透率計算方法[J]. 劉江濤,廖東良,葛新民.  科學技術(shù)與工程. 2012(29)
[9]可滲透反應障中微生物堵塞作用的研究進展[J]. 李洪藝,張澄博,邱錦安,張永定,梁森榮.  安徽農(nóng)業(yè)科學. 2012(20)
[10]地下環(huán)境中鐵氧化物生物異化還原耦合降解硝基苯的影響因素研究[J]. 馬小蘭,丁琳潔,董軍,孫楊,何正坤,許超.  生態(tài)環(huán)境學報. 2012(06)

博士論文
[1]人工回灌含水層微生物堵塞機理與控制技術(shù)研究[D]. 夏璐.中國海洋大學 2015

碩士論文
[1]乳化油反應帶發(fā)展演化及修復Cr(Ⅵ)污染地下水機理研究[D]. 于錦秋.吉林大學 2017
[2]納米乳化油制備及其在多孔介質(zhì)中的遷移釋放模擬實驗[D]. 何寶南.中國地質(zhì)大學(北京) 2017
[3]地下水硝酸鹽污染的原位修復試驗研究[D]. 董萌.河北工程大學 2015
[4]乳化油原位去除地下水六價鉻模擬實驗研究[D]. 鄒合萍.中國地質(zhì)大學(北京) 2015
[5]乳化油反應帶強化修復Cr(Ⅵ)污染地下水研究[D]. 生賀.吉林大學 2015
[6]地下水硝酸鹽乳化油原位修復模擬柱實驗研究[D]. 劉菲.中國地質(zhì)大學(北京) 2014
[7]含水介質(zhì)生物堵塞的回灌試驗和數(shù)值分析[D]. 王宏宇.中國海洋大學 2013
[8]重金屬污染物在多孔介質(zhì)中的遷移模型與仿真[D]. 張洋.重慶大學 2012



本文編號：2895020