發(fā)布時間：2023-04-01 15:47

　　原位曝氣(in situ Air Sparing,AS)是一種新興的地下水原位修復(fù)技術(shù),主要用于處理可揮發(fā)性有機(jī)物造成的飽和土壤和地下水污染。本文以被甲基叔丁基醚(MTBE)污染的地下水作為主要修復(fù)對象,從理論基礎(chǔ)、過程參數(shù)、傳質(zhì)影響因素、流體力學(xué)等方面對原位曝氣的復(fù)雜過程進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 由吸附平衡實(shí)驗確定MTBE在砂土中的液-固吸附等溫線為Freundlich關(guān)系,并用非線性最小二乘法擬合得到MTBE在生物降解過程中基質(zhì)最大利用速率、半飽和常數(shù)及生物得率。 采用間歇實(shí)驗,確定了MTBE好氧降解的條件:溫度25℃;pH值8.5;接種量30%。對被油污染土壤的土著混合菌進(jìn)行馴化、分離,得到一株降解MTBE的優(yōu)勢菌MTBE-2,根據(jù)生理生化實(shí)驗和16SrDNA測序結(jié)果,確定出該菌種為蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)。 采用土柱實(shí)驗,系統(tǒng)地研究了不同操作條件下AS去除地下水中MTBE污染的影響因素。實(shí)驗結(jié)果表明:無生物降解情況下,當(dāng)曝氣流量增加到0.10m³/h時,去除率達(dá)95%,為本操作條件的最佳曝氣流量。土壤的滲透率與去除效率有直接關(guān)系,滲透率越大...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
前言
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 AS 技術(shù)簡述及應(yīng)用狀況
        1.1.1 AS 技術(shù)簡述
        1.1.2 MTBE 污染狀況
        1.1.3 AS 應(yīng)用概況
    1.2 AS 修復(fù)效果影響因素
        1.2.1 土壤及地下水的環(huán)境因素
        1.2.2 曝氣的壓力和流量
        1.2.3 地下水的流動
    1.3 AS 過程中的傳質(zhì)研究
        1.3.1 污染物的相間傳質(zhì)
        1.3.2 污染物的轉(zhuǎn)化機(jī)理——生物降解
        1.3.3 污染物的傳遞機(jī)理
    1.4 數(shù)學(xué)模擬研究進(jìn)展
        1.4.1 集總參數(shù)模型
        1.4.2 多相流模型
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 AS 物理及數(shù)學(xué)模型的建立和推導(dǎo)
    2.1 AS 過程的物理模型描述
        2.1.1 物理描述
        2.1.2 模型基本假定
    2.2 AS 過程中污染物遷移的耦合控制方程
        2.2.1 組分質(zhì)量守恒方程
        2.2.2 流動方程
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基本模型參數(shù)的描述及其實(shí)驗測定
    3.1 土壤滲透率
    3.2 吸附參數(shù)的測定
        3.2.1 實(shí)驗方法
        3.2.2 平衡吸附類型及實(shí)驗結(jié)果
    3.3 MTBE 在土壤體系的有效擴(kuò)散系數(shù)研究
    3.4 相間傳質(zhì)系數(shù)
    3.5 本章小節(jié)
第四章 降解 MTBE 優(yōu)勢好氧菌種的培養(yǎng)分離與鑒定
    4.1 微生物的培養(yǎng)與馴化
    4.2 MTBE 降解條件的確定
        4.2.1 實(shí)驗儀器
        4.2.2 分析方法
        4.2.3 溫度對 MTBE 降解過程的影響
        4.2.4 pH 值對 MTBE 降解過程的影響
        4.2.5 接種量對MTBE 降解過程的影響
        4.2.6 MTBE 降解過程中溶解氧的變化
    4.3 優(yōu)勢菌種的分離和篩選
        4.3.1 菌種的分離純化過程
        4.3.2 菌種的篩選
    4.4 優(yōu)勢菌種的鑒定
        4.4.1 形態(tài)特征
        4.4.2 培養(yǎng)及生理生化特征
        4.4.3 分子生物學(xué)鑒定
        4.4.4 結(jié)果與討論
    4.5 本章小結(jié)
第五章 AS去除MTBE無生物降解的實(shí)驗研究及理論分析
    5.1 實(shí)驗方案
        5.1.1 實(shí)驗體系
        5.1.2 實(shí)驗流程
        5.1.3 實(shí)驗方案
    5.2 實(shí)驗結(jié)果與討論
        5.2.1 曝氣流量的影響
        5.2.2 介質(zhì)滲透率的影響
        5.2.3 不同曝氣形式的影響
    5.3 理論模型及數(shù)值求解方法
        5.3.1 模型描述
        5.3.2 模型的數(shù)值求解
        5.3.3 模擬結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
第六章 AS去除MTBE有生物降解的實(shí)驗研究及數(shù)值模擬
    6.1 實(shí)驗方案
        6.1.1 實(shí)驗體系
        6.1.2 實(shí)驗流程
        6.1.3 分析方法
        6.1.4 實(shí)驗方案
    6.2 實(shí)驗結(jié)果與討論
        6.2.1 曝氣實(shí)驗1#

        6.2.2 曝氣實(shí)驗2^#

        6.2.3 曝氣實(shí)驗3^#

    6.3 微生物降解參數(shù)的測定及擬合
        6.3.1 Monod 參數(shù)和生物的率擬合
        6.3.2 參數(shù)的實(shí)驗測定
        6.3.3 實(shí)驗及擬合結(jié)果
    6.4 理論模型及數(shù)值求解方法
        6.4.1 模型描述
        6.4.2 模型的數(shù)值求解
        6.4.3 模擬結(jié)果與討論
    6.5 本章小結(jié)
第七章 AS 二維流場數(shù)值模擬研究
    7.1 二維流動方程推導(dǎo)
    7.2 模擬區(qū)域及模擬參數(shù)
    7.3 定解條件
    7.4 模型的數(shù)值求解及模擬結(jié)果
        7.4.1 空氣飽和度場
        7.4.2 非穩(wěn)態(tài)速度場分布
        7.4.3 穩(wěn)態(tài)壓力場分布
    7.5 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
附錄
    附錄一 培養(yǎng)基成份
    附錄二 菌體計數(shù)報告
    附錄三 菌種16SrDNA 序列
    附錄四 Monod 參數(shù)擬合程序
    附錄五一維土柱無生物降解程序
    附錄六一維土柱有生物降解程序
    附錄七二維空氣飽和度模擬程序
    附錄八二維速度場模擬程序
致謝



本文編號：3777417

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