地下水石油污染的原位空气曝气修复技术

针对东北某石油污染场地水文地质条件进行模拟,按照试验场地地层现状进行实验室缩放。选取苯和二甲苯作为目标石油污染物,采用电阻层析成像技术测定空气曝气技术的影响半径,研究非均质介质砾砂、粗砂和中砂条件下,空气曝气技术对苯和二甲苯的去除效果。实验结果表明:在非均匀介质中的影响半径不是围绕曝气井呈中心对称分布的,存在气体偏流和绕流现象。空气曝气技术(AS)对中砂层中苯和二甲苯的去除效果要比砾砂层和粗砂层的好;曝气15 d后,AS对苯和二甲苯的去除率分别为75.6%和71.3%。AS在去除污染物的过程中,存在明显的拖尾现象。     

新型生物反应墙原位修复石油烃污染地下水

以功能微生物、泥炭和粗砂为填充介质设计新型生物反应墙,研究了反应墙对地下水中石油烃污染物的修复效果与机理。结果表明:运行期内生物反应墙修复效果良好,苯系物、萘系物及菲去除率为83.6%～99.85%,其中71.23%～99.71%在墙体前半部分被去除。泥炭介质和功能微生物能够稳定发挥对污染物的吸附与降解功能,32.63%～77.98%的BTEX和97.14%～99.81%的目标PAHs被泥炭吸附去除;18.96%～50.98%的BTEX和已吸附于泥炭上的大部分石油烃污染物均显示被生物降解。微生物对污染物的降解可有效延长泥炭的吸附寿命,泥炭对功能微生物的营养供给可使反应墙内长期保持较高的功能微生物数量,每克干介质约含有3.46×106～6.16×109个。因此新型生物反应墙原位修复石油烃污染地下水是可行的。     

固定化微生物修复氯苯污染地下水实验

 采用静态因素选择实验与动态模拟实验相结合的方法,证实聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)复合凝胶固定的微生物在氯苯污染地下水中对污染物的降解效果优于游离微生物和土著微生物,并且证明了含水层介质粒径与小球粒径比值越大,越有利于固定化微生物对氯苯的迁移的观点,含水层介质粒径与小球粒径比在2—5之间时,15d后氯苯降解率高达78.16%;小球粒径越小,越有利于降解效率的提高。同时得到最佳氯苯降解效果的PVA-SA复合凝胶固定化条件为：PVA浓度80g/L,CaCl₂浓度10g/L,包埋剂与菌液体积比30:1,SA质量分数1.0%。     

绿茶制备纳米铁在饱和多孔介质中的迁移特性及影响因素

绿茶还原制备纳米铁颗粒(GT-NIPs)由于成本低,对环境二次污染风险较小,在地下水环境修复中具有较好的应用前景。为研究GT-NIPs在饱和多孔介质中的迁移特性及影响因素,通过批试验和一维模拟柱试验,分析GT-NIPs颗粒沉降及迁移情况,并计算其最大迁移距离。结果表明：GT-NIPs在乙醇溶液中具有较好的悬浮稳定性,2000min内,相对吸光度保持在0.95以上;在石英砂介质中,GT-NIPs迁移能力随介质粒径的增大而增强,其在粗砂中的截留量仅为在中砂和细砂中的1/2和1/3;离子强度及二价阳离子对GT-NIPs运移影响较小;粘土矿物促进了GT-NIPs在介质中的沉积,使其截留率增加了1倍;GT-NIPs在天然砂中的迁移能力大幅降低,出流率较在石英砂中降低了36.67%;利用滤床理论模型对GT-NIPs的最大迁移距离进行预测是合理且符合实际的,其在不同介质条件下的最大迁移距离约为1~5m。     

不同压砂厚度和粒径对土壤水盐运移的影响

为研究砂石厚度和粒径对土壤水盐运移规律的影响,用土柱模拟试验,裸土为参照组(CK),以砂石厚度(5、10、15cm)和粒径(粗砂、中砂、细砂)为影响因子,研究了不同压砂厚度和粒径对土壤水分蒸发和盐分迁移的规律.结果表明:土壤表层压砂可以抑制水分蒸发,抑制蒸发效果与压砂厚度和细砂的质量分数皆呈正相关关系.压砂可有效地抑制土壤盐分表聚,CK盐分上升发生在0~35cm土层,压砂土壤盐分上升主要发生在0~20cm土层,压砂可缩短盐分在土壤中的迁移深度.随着土层深度的增加,压砂对盐分的抑制作用减弱,抑制盐分表聚作用与压砂厚度和细砂的质量分数皆呈正相关关系,当压砂厚度超过10cm后,厚度的增加对抑制盐分表聚作用提高不明显.综合考虑压砂厚度和粒径对抑制水分蒸发和盐分表聚的作用及经济性,率定出10cm厚的细砂粒径级配对黄黏土保水抑盐效果最优.     

颗粒粒径对三氮硝化-反硝化影响特征研究

为了探索自然条件下毫米级砂颗粒粒径大小对三氮硝化反硝化的影响,分别用细砂、中砂和粗砂进行了室内静态实验,分析了粒径对氮硝化反硝化的影响规律。结果发现:三氮的硝化反硝化能力与介质颗粒粒径大小有关。随着颗粒粒径的增大,硝化反应开始时间越早、持续时间越长和反应速率越快;对应的氮浓度变化幅度越大,表现为氨氮去除率增高和硝氮积累率增大。而且反硝化反应持续时间和反硝化速率也会随着颗粒粒径的增大而增加。该规律对自然条件下不同粒径的含水系统对氮的自净能力的大小有一定的指导意义。     

基于人工回灌场地典型含水介质的悬浮物堵塞实验研究

地下水人工回灌过程中含水层堵塞问题是制约地下水回灌效率的关键因素,引起含水层堵塞现象中最主要的类型为悬浮物堵塞。通过室内实验的方法,根据石家庄市藁城区梨园人工回灌场地的垂向介质特征,选取3种不同的典型含水介质作为入渗介质,将悬浊水连续注入3种介质中,刻画悬浮物堵塞在场地介质中的发展规律,量化堵塞深度及堵塞速率。实验结果表明:回灌时介质表层的渗透系数随时间逐渐减小,逐渐向介质内部发展时渗透系数随时间先增大后减小。实验介质均在靠近表层的部位发生严重堵塞,堵塞深度与介质粒径大小呈正相关,且在堵塞影响深度范围内,随时间的延长,介质渗透系数降幅不断减小。粗砂比重大的介质表层堵塞速率为0.91/h,细砂比重大的介质表层堵塞速率为0.66/h,中砂比重大的介质表层堵塞速率为0.58/h。介质内部发生堵塞时堵塞速率与相应层位介质的渗透系数呈负相关。     

PRB技术处理污染地下水的试验研究

试验采用粗砂、零价铁、富含微生物的土壤和锯末按不同比例搅拌均匀形成混合物,以此为介质做成可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,简称PRB)反应器;取大通垃圾场产生的垃圾渗滤液,分别稀释5倍和40倍制成水样,作为模拟污染的地下水;进行2组正交试验,对各反应器的综合处理效果进行对比分析,结果表明:地下水中污染物的含量增高时,PRB出水pH值的增幅也会随之增大;进水污染物浓度变化时同一反应器CODCr去除率、BOD5去除率差异均很大,部分反应器CODCr和BOD5去除率在50%以上,但也有反应器出水CODCr和BOD5不降反升;2组正交试验的浊度去除率都处在较高的水平,许多反应器浊度去除率达到了80%~90%;进水浓度低时反应器的色度去除率超过70%。因此,用PRB处理受垃圾渗滤液污染的地下水是可行的。同时,从正交试验结果也得出了进水污染物浓度不同时PRB的最佳介质配比、反应时间以及各影响因素的主次排序,为PRB进一步的研究和设计提供了依据。     

加强反硝化条件下地下水中常见有机污染物苯和甲苯微生？…

利用实验室含水层特微环境实验，对地下水常见有机污染物苯和甲苯在厌氧反硝化条件下的微生物降解进行了研究。通过１０种方案实验结果的分析对比，所得重要结论如下：在加强了的反硝化条件，微生物利用ＮＯ３＾－作为电子受体降解苯和甲苯；降解苯和甲苯的反硝化细菌来自于含水层物质；微生物所需的宏量营养由苯，甲苯和硝酸盐提供，痕量元素来自于含水层物质；环境的酸碱条件对微生物降解具有重要影响，ｐＨ值过高或过低均抑制微生     

石油类污染物在土壤中的迁移渗透规律

在石油勘探开发过程中 ,作为主要污染物的石油类物质可通过土壤下渗从而对地下水产生不利影响。利用土柱淋滤实验、原油渗透实验和土壤微生物降解实验等方法对石油类物质在土壤中的降解规律、土壤截留率及土壤中微生物降解效率进行了研究。结果表明 ,土壤对石油类物质虽然具有很强的截留能力 ,但是其截留能力有一定的限度。超过该限度 ,石油类物质将穿透土层直接威胁地下水的质量。掌握石油类污染物的迁移规律可以为石油勘探开发中控制污染物提供理论依据     

生物曝气去除MTBE的实验

在一维土柱模拟装置上采用生物曝气技术去除饱和土壤和地下水中的甲基叔丁基醚(MTBE).通过实验和非线性最小二乘法拟合得到MTBE在生物降解过程中的Monod参数:最大利用速率、半饱和常数和生物得率.考察了在不同污染物初始浓度和不同微生物接种量情况下生物曝气对MTBE的去除效果及生物贡献率.实验结果表明:MTBE初始质量浓度为50 mg/L和100 mg/L时,降解率分别为23.23%和12.08%,降解量分别为25.74 mg和26.75 mg.对于高污染物浓度,挥发是主要的去除机理.在初始污染物浓度相同的情况下,微生物数量的增加直接导致了污染物总去除量的增加,微生物的数量决定了所能降解的污染物的质量.     

地下渗滤系统不同基质层对污染物的去除效果

以草甸棕壤为介质构建了污水地下渗滤模拟系统SWIS,监测有机污染物和氮、磷的浓度变化,研究不同深度基质中污染物的去除效果及削减规律.结果表明:进水负荷0.04m3.(m2.d)-1,散水深度55cm时,地下渗滤系统对有机物、氮、磷有较好的去除效果,去除率随时间延长趋向稳定,不同基质层对污染物的去除效果依次为Q(100)Q(80)Q(20)Q(40)Q(60);20～40cm基质层是有机物去除的主要范围,除污机制是物化吸附与生物降解;硝化作用主要发生在0～60cm的基质层,80cm以下区域反硝化作用为主导;基于Langmuir吸附模式的草甸棕壤磷最大吸附量为545.6mg.kg-1.     

降解苯的微生物燃料电池产电性能研究

 通过构建填料型微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）,对葡萄糖、苯为单一燃料和葡萄糖+苯混合燃料条件下MFC的产电性能及苯的降解效果进行了研究。试验结果表明,1 000 Ω外电阻条件下,以1 500 mg/L葡萄糖作为单一燃料时,MFC可获得的最高功率密度为228 mW/m2（阳极）,相应的体积功率密度为205 W/m3（按阳极室有效体积计算）; 以1 000 mg/L苯作为单一燃料时,最高功率密度为95 mW/m2（阳极）,体积功率密度为09 W/m3;以1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯为混合燃料时,最高功率密度为288 mW/m2 (阳极),相应的体积功率密度为259 W/m3。1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯混合燃料情况下,MFC在24 h内可将苯完全降解,产电周期结束时MFC的 COD去除率在95%以上。以1 500 mg/L葡萄糖和1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯分别作为燃料时,MFC可获得的库仑〖JP2〗效率分别为157%和23%。结果表明,MFC能够利用苯作为燃料,在实现高效降解的同时可稳定地向外输出电能,这为苯类难降解有机物的高效低耗处理提供了新的研究思路。     

放电等离子体方法处理二甲苯废气的实验研究

介绍采用放电等离子体方法脱除二甲苯的实验研究。采用线一筒式反应器，分别就峰值电压、反应物浓度、停留时间变化对脱除率的影响进行了研究。结果表明，除去效果随峰值电压、反应时间增加而提高，随反应物入口浓度增大而降低，最高脱除率为71．7％。     

运用动力学模型研究盐度对厌氧生物的抑制作用

分别用未经盐驯化的污泥和经10 g/L及20 g/L盐驯化过的污泥对废水中化学耗氧量的降解性能进行对比研究,并研究盐度对厌氧生物的抑制特性.研究结果表明:用未经盐驯化的污泥处理含盐水样,当水样中含盐量小于或等于20 g/L时,盐对厌氧生物降解葡萄糖的抑制类型是反竞争型;当水样中含盐量达到30 g/L时,抑制类型属混合竞争型;用经10 g/L和20 g/L盐驯化的污泥处理含盐废水,当处理的废水含盐量与驯化污泥的盐浓度相同或相近时,驯化污泥时该种环境呈现较好的适应性;反之,当用驯化污泥处理与驯化污泥盐浓度相差较大的废水时,驯化污泥对微生物降解产生一定的抑制作用,且浓度相差越大,抑制作用越明显.     

固定化微生物去除地下水中氯苯研究

为探索固定化微生物技术去除地下水氯苯的最佳条件,采用聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠为包埋剂,培养了含氯苯的菌泥驯化培养的微生物,以制备固定化微生物小球,处理地下水中的氯苯.本研究从机械强度,传质性,氯苯降解率等方面综合考虑,利用正交实验确定了制备固定化微生物小球的最佳条件,并对固定化微生物和游离微生物降解氯苯的效果进行了比较.另外,还对固定化微生物降解地下水中氯苯的影响因素进行了探讨.实验结果表明,氯苯初始浓度大于20mg/L,固定化微生物降解氯苯效果好于游离微生物的.当小球粒径为1mm,菌液接种量为8%,氯苯初始浓度为80mg/L,pH值为7.0左右,盐度低于1.5%,控制培养温度为10℃,摇床转速为120r/min时,固定化微生物降解性能较好.     

Natural Biological Attenuation of Benzene in Groundwater

IntroductionBenzene is a toxic contaminant often detectedin high concentration above the allowable limits ingroundwater beneath petro- chemical plants.Theprocesses for removing benzene from groundwaterinclude adsorption by activated carbon,airstripping,chemical oxidation,and biologicaldegradation[1] .Pumping the benzene out of theground and treating itexternally is commonly usedbutis expensive and requires long periods of time.The method of in situ biological degradation isthought to be cost- …     

不同级配砂砾石介质渗透系数的试验研究

以黄河中游段河床自然堆积砂砾石体为研究对象,通过室内同容重不同级配混合体的系统渗流试验,探讨了大、中、小粒径组不同级配条件下渗透系数的变化特性,量化了分别反映大、中、小粒径组的特征粒径指标,建立了渗透系数与特征粒径指标之间的关系模型。研究结果表明:在大粒径砂砾石含量不变的情况下,渗透系数随着小粒径含量的增大而减小,与有效粒径d10呈密切的二次多项式相关关系;在中等粒径砂砾石含量不变的情况下,渗透系数随着大粒径含量的减小而减小,与不均匀系数cu呈对数相关关系;在小粒径砂砾石含量不变的情况下,渗透系数随着大粒径含量的减小而减小,与限制粒径d60也呈很密切的二次多项式相关关系。