探索双层可渗透生物反应格栅去除地下水中mtbe的研究

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1、天津大学硕士学位论文双层可渗透生物反应格栅去除地下水中MTBE的研究姓名：朱琳申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李鑫钢20060101中文摘要可渗透反应格栅(PRB)技术是二十世纪九十年代新兴的一种污染地下水原位修复技术。该技术与抽出一处理方法相比，具有成本低、效率高和时效长等显著优势。作为抽出一处理方法的替代技术，PRB技术可有效去除地下水中的重金属、无机阴离子、有机物等污染物质，具有良好的发展前景。目前在欧美已开始进入广泛的工程应用阶段。本文以被甲基叔丁基醚(MTBE)污染的地下水作为主要修复对象，设计一双层可渗透生物反应格栅系统，格栅中分别填充释氧材料和以膨胀珍珠岩为载

2、体的固定化微生物，研究该系统对地下水中MTBE的去除效果。由微生物降解间歇实验，确定了MTBE好氧降解最优条件：温度20℃：pH值8．0；接种量9．1％。降解实验研究中检测到叔丁醇(TBA)，未检测Nc02。用非线性最小二乘法拟合得到M113E在生物降解过程中基质最大利用速率、半饱和常数及生物得率。由膨胀珍珠岩静态吸附MTBE的热力学研究发现，该吸附过程是一个吸熟过程，升高温度有利于吸附进行。回归膨胀珍珠岩中的液．固吸附等温线发现：该吸附类型为Freundlich吸附。通过测定膨胀珍珠岩的水力传导系数确定其可以作为本实验生物降解格栅的填充介质。双层可渗透生物反应格栅系统是由释氧格栅和

3、降解格栅组成。释氧格栅内装填了一定配比的Ca02、(N地)2S04、KH2P04、微量无机盐和砂土。ca02为格栅系统提供氧气；(N】

4、{4)2s04，KH2P04不仅为微生物生长提供了营养元素，还可以调节由Ca02引起的高pH值问题；微量无机盐为微生物降解提供了必须的微量元素；砂土可以提高释氧格栅的渗透性。降解格栅内装填了表面吸附固定微生物的膨胀珍珠岩。污染水中的MTBE是生物降解过程中的唯一碳源。实验研究发现污染水通过可渗透生物反应格栅后MTBE浓度降低了45．6％。降解中间产物为叔丁醇(ⅡlA)，且TBA可以被微生物继续降解。关键词：可渗透反应格栅(PRB)生物降解甲基叔丁基醚

5、(MTBE)叔丁醇(TBA)膨胀珍珠岩ABSTRACTPermeablereactivebarrier(PRB)isanapproachdevelopedrecentlytoinsiturcmediationofthecontaminatedgroundwater．Comparingwithpump-and-treatsystem,thepermeablereactivebarrierischeap，durableandhaveahighefficiencyin缸'eatmentofcontaminatedgroundwater．Asasubstitutingtechnologyfo

6、rpump-and-treatmethod,permeablereactivebarriersCaneffectivelyremoveheavymetals，inorganicanionsandorganiccompounds．So，itwillhasagoodbrightprospectfutureintheremediationofcontaminatedgroundwater．IthasbeenwidelyusedinparcticalprojectsinAmericaandE1lrope．Inthispaperwedesignedatwo-layerpermeablereac

7、tivebiobarrieranduseddilatantperliteastheadsorptioncarrierofmicrobetofocuseontheremovalofMTBEingroundwater．TheconditionsforaerobicbiodegradationofMTBEweredeterminedbybatchexperiments．Duringbiodegradationexperiments，TBAwasdetectedandC02Wasnotdetectd．MonodmodelparameterswhichincludethenlaxiIn啪spe

8、cificsubstrateutilizationrate，half-saturationcoefficientandtheyieldcoefficientweremeasllredfxombatchexperimentsandfiredbyleast-squaremethod．ThereactionthatdilatantperliteadsorbMTBEisaendothermalprocess．Sohightemperatureishelpforad