本文關(guān)鍵詞：微生物滲透性反應(yīng)墻原位修復(fù)石油烴污染地下水研究

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【摘要】：本文對微生物滲透反應(yīng)墻技術(shù)修復(fù)石油烴污染地下水運行條件與效果進(jìn)行了實驗研究。采用低溫馴化法從長期受石油污染的土壤中篩選出4株具有石油降解能力的菌株,選育其中1株石油烴降解能力較高的菌株Jc作為實驗菌株,對其進(jìn)行16Sr DNA序列測定和降解性能研究。在此基礎(chǔ)上,選擇農(nóng)業(yè)廢棄物核桃殼為載體,吸附法制備固定化菌,研究了pH值、石油烴初始質(zhì)量濃度、固定化菌投加量、菌株固定化時間等單因素對Jc菌降解性能的影響,采用響應(yīng)面法優(yōu)化降解條件,并對其生物降解動力學(xué)特征進(jìn)行了研究。同時研究了不同結(jié)構(gòu)形式釋氧材料的釋氧速率、pH值、溶解氧、氨氮、總磷在水溶液中變化特征。在填充介質(zhì)廢棄物核桃殼中固定石油烴降解菌,構(gòu)建微生物-PRB系統(tǒng),并通過微生物滲透反應(yīng)墻技術(shù)對石油烴污染地下水修復(fù)效果進(jìn)行了深入研究,結(jié)果表明:根據(jù)Jc菌16Sr DNA序列測定,并通過同源性比較,Jc為假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)。對Jc進(jìn)行生長特性研究,確定其最佳生長時間為6-16h。采用響應(yīng)面法對固定化菌降解石油烴優(yōu)化結(jié)果得到Jc菌降解石油烴污染物的最佳條件為:pH值7.5、石油烴初始濃度2735.55mg/L、固定化時間為28.79h,固定化菌投加量2.87g。上述條件下,菌株經(jīng)過七天時間后石油烴降解率可達(dá)66.8%,與響應(yīng)面法最優(yōu)條件下的結(jié)果66.5%非常接近。對影響因素進(jìn)行顯著性分析表明微生物對石油烴降解率影響的顯著性從大到小依次為pH值、固定化時間、石油烴初始濃度、固定化菌投加量。通過動力學(xué)分析,二級動力學(xué)模型對固定化菌降解石油過程具有較好的擬合效果。對不同結(jié)構(gòu)形式釋氧材料的釋氧速率、水溶液pH值、溶解氧、氨氮、總磷的研究表明:雙層式釋氧材料中膨潤土層和水泥層對CaO2與水反應(yīng)起到了很好的延緩作用,釋氧速率穩(wěn)定。在最佳固液比(1:40)條件下,水溶液中的pH值為8~8.5、溶解氧長時間保持在10mg/L左右,氨氮為0.5mg/L、總磷為0.06mg/L,表明其對水環(huán)境影響很小,因此可為微生物在好氧或兼氧環(huán)境中較快原位修復(fù)受污染地下水提供了良好環(huán)境條件。將石油降解菌固定于PRB處理系統(tǒng)填充介質(zhì)(核桃殼)上,構(gòu)建微生物-PRB系統(tǒng)。在確定PRB系統(tǒng)最佳滲流速率后,檢測各取樣孔及出水口處的pH值、溶解氧以及石油烴去除率的變化特征。實驗結(jié)果表明,最佳滲流速率為6mL/min,符合常見地下水流基本特征,此水流速率下系統(tǒng)對石油烴污染地下水有良好的處理效果,因此微生物PRB系統(tǒng)為石油污染地下水的修復(fù)提供一定的新思路。
【關(guān)鍵詞】：微生物固定化技術(shù) 石油烴 固定化菌 石油烴降解率 滲透反應(yīng)墻
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X523
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 地下水石油烴污染現(xiàn)狀12-13
• 1.1.1 地下水石油烴污染主要來源12
• 1.1.2 石油烴污染的危害12-13
• 1.2 石油烴污染地下修復(fù)技術(shù)13-15
• 1.2.1 異位修復(fù)技術(shù)（以抽出-處理技術(shù)為例）13-14
• 1.2.2 原位修復(fù)技術(shù)14-15
• 1.3 滲透反應(yīng)墻技術(shù)綜述15-18
• 1.3.1 滲透性反應(yīng)墻技術(shù)15-16
• 1.3.2 PRB技術(shù)的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 微生物固定化技術(shù)18-20
• 1.4.1 固定化方法18-19
• 1.4.2 固定化載體材料19-20
• 1.5 課題的研究內(nèi)容、意義及技術(shù)路線20-23
• 1.5.1 課題主要研究內(nèi)容20-21
• 1.5.2 研究的目的意義21-22
• 1.5.3 技術(shù)路線22-23
• 第2章 石油降解菌的篩選、馴化及鑒定23-31
• 2.1 實驗儀器與材料23-25
• 2.1.1 實驗儀器23-24
• 2.1.2 實驗材料24
• 2.1.3 培養(yǎng)基及溶液的配制24-25
• 2.2 實驗方法25-27
• 2.2.1 石油烴降解菌的培養(yǎng)25-26
• 2.2.2 石油烴降解菌生長曲線測定26
• 2.2.3 石油烴降解率的測定26-27
• 2.2.4 16S rDNA序列的PCR擴(kuò)增和測定27
• 2.3 結(jié)果與討論27-30
• 2.3.1 石油烴降解菌的篩選27-28
• 2.3.2 石油烴降解菌的鑒定28-29
• 2.3.3 石油烴降解菌生長特性29-30
• 2.4 結(jié)論30-31
• 第3章 石油降解菌處理石油廢水31-45
• 3.1 實驗儀器與原料31
• 3.1.1 實驗儀器31
• 3.1.2 實驗材料31
• 3.2 實驗方法31-32
• 3.2.1 固定化微生物的制備31
• 3.2.2 石油烴降解率的測定31-32
• 3.2.3 單因素考察實驗32
• 3.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化實驗32
• 3.2.5 固定化菌降解石油烴的動力學(xué)實驗32
• 3.3 結(jié)果分析32-44
• 3.3.1 單因素影響32-36
• 3.3.2 固定化菌降解石油烴響應(yīng)面分析優(yōu)化實驗36-42
• 3.3.3 固定化微生物降解石油動力學(xué)實驗42-44
• 3.4.結(jié)論44-45
• 第4章 釋氧材料的制作與研究45-54
• 4.1 實驗儀器與原料45-46
• 4.1.1 實驗儀器45
• 4.1.2 實驗材料45-46
• 4.2 實驗方法46-48
• 4.2.1 釋氧材料的制作46-47
• 4.2.2 釋樣材料的研究47-48
• 4.3 結(jié)果與討論48-53
• 4.3.1 釋氧材料的釋氧速率研究48-49
• 4.3.2 釋氧材料對p H值的影響49-51
• 4.3.3 釋氧材料對氨氮、總磷的影響51-53
• 4.4 結(jié)論53-54
• 第5章 PRB裝置中微生物修復(fù)石油污染地下水實驗研究54-62
• 5.1 實驗材料與方法54-55
• 5.1.1 實驗材料54
• 5.1.2 實驗方法54-55
• 5.2 模擬裝置55-57
• 5.3 微生物- PRB系統(tǒng)處理石油水57-61
• 5.3.1 不同流速對PRB系統(tǒng)的影響57-58
• 5.3.2 PRB系統(tǒng)運行中p H的變化58-59
• 5.3.3 PRB系統(tǒng)運行中溶解氧的變化59-60
• 5.3.4 PRB系統(tǒng)運行中石油烴的去除效果60-61
• 5.4 小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-68
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄68

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本文編號：808279