污染土壤原位生物修復(fù)中的多相流動傳輸特性.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，油類物質(zhì)大量被廣泛的使用，在油類的儲存以及運移過程中因原油泄漏而產(chǎn)生的污染越來越引起人們的重視。對油類物質(zhì)泄漏而產(chǎn)生的污染物的治理方法有很多種，其中原位生物修復(fù)方法由于具有經(jīng)濟(jì)、花費少、不產(chǎn)生二次污染、降解徹底、能夠大面積治理污染、操作較為簡單、人類接觸污染物的時間短、不會改變土壤結(jié)構(gòu)、對土壤環(huán)境的影響小、能夠降解化合物的種類多等諸多優(yōu)點，使其在石油類污染物降解中得以推廣應(yīng)用。目前，在國外已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量實際工程應(yīng)

2、用，而在國內(nèi)只有少數(shù)的報道。本文針對原位生物修復(fù)技術(shù)中所涉及的氣液流動過程進(jìn)行了流動特性的實驗研究和理論研究，主要研究工作和結(jié)論如下： 1．本文中首先對所研究的土壤取樣并設(shè)計了測試實驗系統(tǒng)并對所取的土壤進(jìn)行了測定，得出了土壤的滲透率、密度、顆粒粒徑等參數(shù)。 2．設(shè)計并搭建了頂置滲透廊條件下土壤內(nèi)液體流動特性的實驗系統(tǒng)，實驗研究了滲透廊內(nèi)液位高度、滲透廊底面材料厚度等參數(shù)對液體滲流流量的影響，以及土壤中的液體飽和度和液

3、膜厚度的分布。實驗結(jié)果表明增加滲透廊內(nèi)液位高度及減小滲透廊底部材料的厚度都可以使液體的流量增加；液體流動的Fanning摩擦因子與Re的關(guān)系與擬合曲線 較吻合；土壤中的液體飽和度以及液膜厚度隨著液體向土壤深處運移而漸漸增大，直至最終達(dá)到完全飽和狀態(tài)。 3．建立了頂置滲透廊條件下的液體流動傳輸降解模型，根據(jù)飽和度突變理論以及滲透廊的結(jié)構(gòu)特征，首次賦予滲透廊以飽和度突變功能。計算了滲透廊中液位高度以及滲透廊底面材料厚度兩個參數(shù)對于

4、液體流量的影響：液位的高度增加以及滲透廊厚度的減小則液體流量會增加，土壤中的飽和度分布和液膜厚度分布具有相同的趨勢，即在液體流向土壤深處飽和度會增加直至在最大毛細(xì)高度處達(dá)到完全飽和。計算結(jié)果與相同條件下的實驗數(shù)據(jù)趨勢相同，吻合較好。土壤中的污染物濃度逐漸變小，在開始時降解速度很快而隨著向下流動降解速度變慢。 4．設(shè)計并搭建了原位生物修復(fù)土壤內(nèi)氣液兩相流動特性的可視化實驗研究系統(tǒng)。實驗結(jié)果顯示：氣體的強(qiáng)制注入會對液體的流量、土壤

5、中液體飽和度的分布以及液膜厚度的分布產(chǎn)生影響，液體流量會顯著降低，液體飽和度以及液膜厚度變化趨勢趨于平緩。在實驗中對氣體流動阻力特性進(jìn)行了測定，在氣體流量增大的過程中氣體的阻力呈線性增加。 5．對強(qiáng)制通風(fēng)條件下的土壤內(nèi)氣液兩相流動傳輸特性建立了預(yù)測模型并進(jìn)行了計算。對液體流量以及氣體流動阻力特性進(jìn)行了實驗驗證，結(jié)果較為吻合。模型計算結(jié)果顯示氣體的強(qiáng)制注入會對液體的流量、土壤中液體飽和度的分布以及液膜厚度的分布產(chǎn)生影響：液體流量