本文關鍵詞：礦化垃圾生物反應器修復石油污染土壤的優(yōu)化試驗研究　出處：《西南交通大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：由于社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們對石油的需求量越來越大,但在勘探、開采、煉制和儲運石油過程中,均可能由于操作及工藝的缺陷使石油進入土壤中,從而導致土壤污染。目前,石油污染土壤修復多采用生物修復方法,然而傳統(tǒng)的生物修復方法通常存在高效菌種難以獲得、菌種篩選難度高,且易受環(huán)境影響的缺點,由于礦化垃圾中含有種類繁多、代謝能力強及耐受環(huán)境能力的微生物群落,因此本文提出利用礦化垃圾來修復石油污染土壤。以宜賓市衛(wèi)生填埋場(填埋齡為8年)的礦化垃圾及自配的石油污染土壤為研究對象,通過室內(nèi)模擬,采用單因素研究了(鹽分含量、石油含量、表面活性劑含量、翻動次數(shù)、含水量)等因素對礦化垃圾修復石油污染土壤的影響,并利用前期實驗成果及單因素實驗結(jié)果,篩選出影響石油污染土壤的主要因素(石油含量、含水量、礦化垃圾與石油污染土壤的比例),通過響應面法對篩選因素進行了優(yōu)化,最終采用準好氧生物反應器對優(yōu)化結(jié)果進行驗證。通過對影響石油污染土壤中石油降解的單因素研究結(jié)果表明,鹽分、表面活性劑的含量及翻動次數(shù)均對石油去除率具有一定的抑制作用。通過石油降解動力學的研究,各因素的石油降解均符合二級降解動力學。隨著含水量的增加,石油去除率先增加后減少,在含水量40%時去除效果最好,其半衰期為87d,降解速率常數(shù)為0.00458d-1。隨著石油含量的增加,石油去除率先增加后減少,在含油量為4%時去除效果最好,其半衰期為51d,降解速率常數(shù)為0.00655d-1。各因素條件下石油污染土壤中的總氮均隨時間變化先增加后維持穩(wěn)定不變,有機質(zhì)均隨時間變化逐漸減少,經(jīng)過94d修復后,土壤有機質(zhì)中的碳氮比為37:1～60:1。通過GC-MS對石油降解前后成分分析,礦化垃圾降解石油污染土壤其降解成分主要以十八烷烴以下的烷烴為主,更長鏈及環(huán)烷烴主要經(jīng)微生物降解為酸、酯、酮等有機物后再繼續(xù)降解。通過對石油含量、含水量、礦化垃圾與石油污染土壤的比例三因素進行響應面優(yōu)化研究,得出了其二階多項式回歸模型,通過回歸模型得出最優(yōu)條件為礦化垃圾與石油污染土壤的比例為1.6,含水率為41%,石油含量為3.8%,最優(yōu)預測石油去除效果為 59.89%。通過驗證實驗結(jié)果表明,經(jīng)過4個月的處理其石油去除率為51.38%(紫外分光光度法)、55.51%(GC-MS法),均與模型預測值(59.89%)的結(jié)果相近,表明模型具有較好的相關性。
[Abstract]:Because of the rapid development of social economy, the demand for oil is increasing, but in the process of exploration, exploitation, refining and oil storage and transportation, oil may enter the soil due to the defects of operation and technology. At present, bioremediation methods are mostly used in oil contaminated soil remediation. However, traditional bioremediation methods are usually difficult to obtain high efficient bacteria species, and it is difficult to screen them. And vulnerable to the shortcomings of the environment, because of the mineralized waste contains a variety of strong metabolic ability and tolerance to the environment of the microbial community. Therefore, this paper proposes to use mineralized garbage to remediate oil-contaminated soil. Taking mineralized refuse and self-made petroleum-contaminated soil from the sanitary landfill site of Yibin City (the age of landfill is 8 years) as the research object, the indoor simulation is carried out. The effects of single factor (salt content, oil content, surfactant content, turning times, water content) on the remediation of petroleum contaminated soil by mineralized garbage were studied. The main factors (oil content, water content, the ratio of mineralized garbage to petroleum-contaminated soil) were selected by using the results of previous experiments and single-factor experiments. The screening factors were optimized by response surface method, and the results were verified by quasi-aerobic bioreactor. The content of surfactant and the number of turning times have certain inhibition on the removal rate of petroleum. Through the study of the kinetics of oil degradation. With the increase of water content, the oil removal increased first and then decreased, and the removal effect was the best when the water content was 40, and its half-life was 87 days. The degradation rate constant was 0.00458 d ~ (-1). With the increase of oil content, the oil removal increased first and then decreased, and the removal effect was the best when the oil content was 4, its half-life was 51 days. The degradation rate constant was 0.00655d-1.The total nitrogen in the oil-contaminated soil increased first with time and then remained stable, while the organic matter gradually decreased with time. After 94 days of remediation, the ratio of carbon to nitrogen in soil organic matter was 37: 160: 1.The composition of oil was analyzed by GC-MS before and after degradation. The degradation of petroleum contaminated soil by mineralized waste was mainly composed of alkanes below 18 alkanes, longer chains and cycloalkanes were mainly degraded into acids and esters by microorganism. By optimizing the response surface of three factors, the oil content, water content and the ratio of mineralized garbage to petroleum contaminated soil, the second order polynomial regression model was obtained. Through the regression model, the optimum conditions are as follows: the ratio of mineralized garbage to petroleum contaminated soil is 1.6, the water content is 41 and the oil content is 3.8%. The best predicted oil removal efficiency is 59.89. The experimental results show that the oil removal rate is 51.38 after 4 months treatment (UV spectrophotometry). The results of the GC-MS method were similar to those of the model prediction value (59.89), which indicated that the model had a good correlation.
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X53

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