【摘要】：地下水的有機(jī)污染問題日益嚴(yán)峻，修復(fù)工作勢在必行。對(duì)污染地下水修復(fù)技術(shù)的研究具有重大的理論和實(shí)際意義。本文在綜述有機(jī)污染地下水原位修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)傳統(tǒng)地下水曝氣法的污染修復(fù)效果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)；提出將微納米氣泡應(yīng)用于地下水原位修復(fù)，通過試驗(yàn)研究、理論分析和有限元數(shù)值模擬等手段，對(duì)微納米氣泡的基本物理特性、在多孔介質(zhì)中的運(yùn)移特性以及污染地下水修復(fù)過程進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 采用離心模型試驗(yàn)，對(duì)地下水曝氣法的影響區(qū)域、氣體運(yùn)動(dòng)方式等進(jìn)行研究。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，完善了地下水曝氣修復(fù)過程中兩相滲流與溶質(zhì)運(yùn)移耦合分析的三維數(shù)值模型。數(shù)值模擬結(jié)果表明污染物的去除范圍局限于曝氣影響區(qū)域以內(nèi)，溶質(zhì)交換是主要的修復(fù)機(jī)理。曝氣法增加地下水溶解氧的效果有限，生物降解效率較低。 針對(duì)地下水曝氣法影響范圍小、增氧效率低的局限性，提出使用微納米氣泡強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)。微納米氣泡氣體傳質(zhì)效率高、存在時(shí)間長，可有效提高地下水溶解氧，促進(jìn)污染地下水的原位修復(fù)。自主研制了微納米氣泡細(xì)觀觀測系統(tǒng)，包括相機(jī)、顯微鏡頭、激光器、三維可調(diào)節(jié)支架與圖像處理軟件等部分。結(jié)合粒度分析儀和界面電位分析儀，研究微納米氣泡的基本物理特性和運(yùn)移特性。通過該系統(tǒng)，獲得了微納米氣泡的粒徑分布和界面電位特征，驗(yàn)證了微納米氣泡的長期存在時(shí)間和高效氣體傳質(zhì)效果，獲得了微納米氣泡在水體和多孔介質(zhì)中的運(yùn)移規(guī)律。 提出微納米氣泡在多孔介質(zhì)中運(yùn)移的理論模型，微納米氣泡在多孔介質(zhì)中以膠體運(yùn)移的方式運(yùn)動(dòng)，受到對(duì)流、機(jī)械彌散以及吸附的影響。在運(yùn)移過程中，氣體逐漸溶解于孔隙水中。開發(fā)數(shù)值模型，耦合地下水滲流場、微納米氣泡運(yùn)移場和溶解氧運(yùn)移場，實(shí)現(xiàn)了微納米氣泡水滲流過程的模擬。 提出微納米氣泡強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用方案，利用微納米氣泡的高效氣體傳質(zhì)以及存在時(shí)間長的特性提高微生物的活性，，實(shí)現(xiàn)污染物去除。數(shù)值模擬結(jié)果表明，微納米氣泡可以大范圍提高地下水中的溶解氧，提高好氧微生物的活性，有效修復(fù)地下水體。 研究表明，微納米氣泡強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)節(jié)能高效、環(huán)境友好，在有機(jī)污染地下水修復(fù)中具有極大的應(yīng)用潛力。
【圖文】：

儲(chǔ)油設(shè)施腐蝕示意圖

地下水曝氣法修復(fù)技術(shù)示意圖
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：X523

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 張孜;微納米氣泡協(xié)同超聲波輔助冷凍液體及固體食品模型的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

2 溫贊偉;水體氣、液納米結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)及初步應(yīng)用[D];華東師范大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2639227