地下水中的揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds, VOCs）已經成為地下水污染的主要污染物之一。地下水中揮發(fā)性有機物的修復可分為異位修復和原位修復,由于異位修復需要將地下水或土壤移至地表,原位修復成為了主流的修復技術。污染土壤氣提法（Soil Vapor Extraction, SVE）和兩相提�。―ual-Phase Extraction, DPE）成為了最新的研究方向。主要原理就是將揮發(fā)性有機物以氣態(tài)的形式轉移至地表進行處理。氣態(tài)揮發(fā)性有機物在地面的去除技術可以是生物法、活性炭吸附法、熱力燃燒法、催化氧化法等。生物法在運營成本、無二次污染等方面有著獨特的優(yōu)點,但其占地面積大,不夠專一高效,對特定難降解污染物處理的傳統(tǒng)工藝存在技術瓶頸等缺點制約著生物法的應用和發(fā)展。論文以探索研究新型高效的分別處理易溶于水和難溶于水的有機物的生物反應器和研發(fā)特定難降解污染物的新技術為核心,以丙酮、正己烷、甲苯、三氯乙烯為處理對象,研究了兩種新型生物反應器的各項工藝參數(shù),同時又研究了生物滴濾器對三氯乙烯氣體的厭氧脫氯過程。同國內外其他學者的相關研究相比,論文在以下幾點工作具... 

【文章來源】：華東理工大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一部分 概述及研究的前期準備
    第1章 前言
        1.1 概述
            1.1.1 地下水污染現(xiàn)狀
            1.1.2 揮發(fā)性有機物定義及危害
            1.1.3 地下水中揮發(fā)性有機物控制現(xiàn)狀及控制技術
        1.2 研究的目的和意義
    第2章 國內外研究動態(tài)
        2.1 地下水中揮發(fā)性有機物修復技術研究現(xiàn)狀
            2.1.1 異位修復
            2.1.2 原位修復
        2.2 SVE技術中處理轉移至地表的VOCs的研究現(xiàn)狀
            2.2.1 SVE技術的適用性
            2.2.2 SVE技術中VOCs在地表處理工藝的研究現(xiàn)狀
        2.3 處理氣態(tài)污染物的微生物反應器的研究現(xiàn)狀
            2.3.1 主要分類
            2.3.2 生物過濾技術
            2.3.3 凝膠顆粒固定化活性污泥反應器
            2.3.4 中空纖維膜生物反應器概述
            2.3.5 上述微生物反應器的對比
        2.4 環(huán)境生物過程中分子生物學的研究概況
            2.4.1 在廢水生物處理過程中的應用
            2.4.2 三氯乙烯厭氧脫氯的分子生物學研究動態(tài)
        2.5 本章小結
    第3章 實驗部分
        3.1 主要研究內容
            3.1.1 基于SVE技術的凝膠顆粒固定化活性污泥反應器凈化地表VOCs（選取丙酮作為處理對象）的性能參數(shù)研究
            3.1.2 基于SVE技術的中空纖維膜生物反應器凈化地表VOCs（選取甲苯、正己烷為處理對象）的性能參數(shù)研究
            3.1.3 基于SVE技術的厭氧生物滴濾器凈化地表三氯乙烯的性能參數(shù)研究
        3.2 目標物質的選擇和選題依據
            3.2.1 目標物質的選擇
            3.2.2 選題依據
        3.3 微生物反應器
            3.3.1 凝膠顆粒固定化活性污泥反應器
            3.3.2 中空纖維膜生物反應器
            3.3.3 三氯乙烯厭氧脫氯生物滴濾器
        3.4 實驗用儀器、設備、藥品及材料
            3.4.1 裝置用儀器、設備
            3.4.2 分析儀器
            3.4.3 實驗藥品
            3.4.4 實驗材料
        3.5 計算公式及符號說明
        3.6 分析方法
            3.6.1 丙酮
            3.6.2 甲苯
            3.6.3 甲苯/正己烷復合氣體
            3.6.4 三氯乙烯、二氯乙烯、一氯乙烯、乙烯和甲烷
            3.6.5 水中甲苯分析方法
            3.6.6 循環(huán)液中的乳酸根
            3.6.7 循環(huán)液中的乙酸根
            3.6.8 氯離子的測定
        3.7 分子生物學研究操作
            3.7.1 DNA和RNA的提取
            3.7.2 定性的基因擴增及檢測
            3.7.3 定量的基因擴增及量化計算
        3.8 實驗質量保障措施
        3.9 本章小結
    第4章 活性污泥馴化以及反應器的啟動
        4.1 微生物培養(yǎng)馴化
            4.1.1 菌種選擇
            4.1.2 凝膠顆粒固定化活性污泥反應器中的活性污泥的馴化
            4.1.3 中空纖維膜生物反應器中的活性污泥的馴化
        4.2 反應器啟動
            4.2.1 凝膠顆粒固定化活性污泥反應器的啟動
            4.2.2 中空纖維膜生物反應器的啟動
            4.2.3 厭氧三氯乙烯脫氯生物滴濾器的啟動
        4.3 本章小結
第二部分 凝膠顆粒固定化活性污泥反應器處理氣態(tài)丙酮的研究
    第5章 凝膠顆粒固定化方法篩選以及處理效果研究
        5.1 固定化方法篩選及性能測試
            5.1.1 固定化方法
            5.1.2 顆粒性能的測試方法
            5.1.3 分析結果
        5.2 凝膠顆粒固定化活性污泥反應器處理丙酮的性能研究
        5.3 本章小結
    第6章 凝膠顆粒固定化活性污泥反應器處理丙酮的數(shù)學模型研究
        6.1 凝膠顆粒內擴散系數(shù)的測定與比較
            6.1.1 實驗方法
            6.1.2 海藻酸鈣凝膠的掃描電鏡（SEM）照片
            6.1.3 浸入法測定丙酮在四種凝膠顆粒內的有效擴散系數(shù)
            6.1.4 浸出法測定丙酮在四種凝膠顆粒內的有效擴散系數(shù)
            6.1.5 結果討論
        6.2 模型研究
            6.2.1 概述
            6.2.2 實驗裝置
            6.2.3 反應器運行方式及去除結果
            6.2.4 分析方法
            6.2.5 模型假設及建立
            6.2.6 參數(shù)列表及其確定過程
            6.2.7 模型結果與討論
        6.3 本章小結
第三部分 中空纖維膜生物反應器處理氣態(tài)甲苯和正己烷的研究
    第7章 中空纖維膜生物反應器處理單一甲苯氣體以及甲苯與正己烷的混合氣體
        7.1 實驗方法
            7.1.1 膜的類型
            7.1.2 實驗裝置
            7.1.3 反應器運行方式
            7.1.4 分析方法
        7.2 反應器處理單一甲苯氣體的結果與討論
            7.2.1 中空纖維膜掃描電鏡照片
            7.2.2 入口甲苯濃度和停留時間對去除效率和去除能力的影響
        7.3 HFMB去除甲苯-正己烷（Toluene/n-hexane）復合氣的結果與討論
            7.3.1 復合氣中正己烷對甲苯去除效率的影響
            7.3.2 復合氣中甲苯對正己烷去除效率的影響
        7.4 本章小結
第四部分 生物滴濾器對氣態(tài)三氯乙烯進行厭氧脫氯的研究
    第8章 不同氧化還原電位和氧氣條件對三氯乙烯的厭氧脫氯效果的影響
        8.1 概述
        8.2 實驗方法
            8.2.1 實驗裝置
            8.2.2 反應器運行方式
            8.2.3 分析方法
        8.3 反應器啟動后達到穩(wěn)態(tài)時的處理效果
        8.4 氧化還原電位和氧氣濃度對系統(tǒng)的影響
            8.4.1 氧化還原電位和氧氣濃度對三氯乙烯脫氯效果的影響
            8.4.2 氧化還原電位和氧氣濃度對去除能力的影響
            8.4.3 氧化還原電位和氧氣濃度對脫氯基因的影響
            8.4.4 氧化劑對脫氯過程的抑制機理討論
            8.4.5 反應器性能恢復
        8.5 本章小結
    第9章 不同電子供體對三氯乙烯的厭氧脫氯效果的影響
        9.1 概述
        9.2 實驗方法
            9.2.1 實驗裝置
            9.2.2 反應器運行方式
            9.2.3 分析方法
        9.3 反應器在每階段達到穩(wěn)態(tài)時的處理效果
            9.3.1 停止添加乳酸鈉對處理效果的影響
            9.3.2 乳酸鈉作為電子供體對處理效果的影響
            9.3.3 抑制甲烷后對處理效果的影響
            9.3.4 乙酸鈉作為電子供體對處理效果的影響
            9.3.5 氫氣作為電子供體對處理效果的影響
            9.3.6 總有機碳、乳酸根和乙酸根的測試結果
        9.4 每個階段的分子生物學研究
        9.5 本章小結
    第10章 三氯乙烯在生物滴濾器內的厭氧脫氯動力學模型研究
        10.1 概述
        10.2 實驗方法
            10.2.1 實驗裝置及運行方式
            10.2.2 分析方法
            10.2.3 數(shù)據處理方法
        10.3 實驗結果計算
            10.3.1 初始的去除速率
            10.3.2 甲烷的產生速率
        10.4 模型的建立
            10.4.1 模型假設
            10.4.2 模型結構
            10.4.3 三氯乙烯脫氯速率方程
            10.4.4 氧化劑抑制對速率方程的修正
            10.4.5 模型參數(shù)列表及確定方法
        10.5 結果與討論
            10.5.1 動力學參數(shù)的測定
            10.5.2 活性系數(shù)的測定
        10.6 本章小結
第五部分 論文結論與建議
    第11章 結論與建議
        11.1 結論
            11.1.1 凝膠顆粒固定化活性污泥反應器研究
            11.1.2 中空纖維膜生物反應器研究
            11.1.3 厭氧生物滴濾器對三氯乙烯脫氯的研究
        11.2 論文的主要創(chuàng)新和特色工作
        11.3 建議
參考文獻
致謝
附錄1 污染物氣提計算
附錄2 微量元素溶液配制方法
附錄3 基因在經過PCR擴增后的瓊膠電泳結果
博士研究生期間發(fā)表的論文、成果情況匯總



本文編號：2917961