污染土壤原位生物修復(fù)中的多相流動(dòng)傳輸特性.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，油類(lèi)物質(zhì)大量被廣泛的使用，在油類(lèi)的儲(chǔ)存以及運(yùn)移過(guò)程中因原油泄漏而產(chǎn)生的污染越來(lái)越引起人們的重視。對(duì)油類(lèi)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(fèi)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(jiǎn)單、人類(lèi)接觸污染物的時(shí)間短、不會(huì)改變土壤結(jié)構(gòu)、對(duì)土壤環(huán)境的影響小、能夠降解化合物的種類(lèi)多等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在石油類(lèi)污染物降解中得以推廣應(yīng)用。目前，在國(guó)外已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量實(shí)際工程應(yīng)

2、用，而在國(guó)內(nèi)只有少數(shù)的報(bào)道。本文針對(duì)原位生物修復(fù)技術(shù)中所涉及的氣液流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)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(duì)所研究的土壤取樣并設(shè)計(jì)了測(cè)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并對(duì)所取的土壤進(jìn)行了測(cè)定，得出了土壤的滲透率、密度、顆粒粒徑等參數(shù)。 2．設(shè)計(jì)并搭建了頂置滲透廊條件下土壤內(nèi)液體流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(yùn)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(dòng)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(jì)算了滲透廊中液位高度以及滲透廊底面材料厚度兩個(gè)參數(shù)對(duì)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(huì)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(shì)，即在液體流向土壤深處飽和度會(huì)增加直至在最大毛細(xì)高度處達(dá)到完全飽和。計(jì)算結(jié)果與相同條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)趨勢(shì)相同，吻合較好。土壤中的污染物濃度逐漸變小，在開(kāi)始時(shí)降解速度很快而隨著向下流動(dòng)降解速度變慢。 4．設(shè)計(jì)并搭建了原位生物修復(fù)土壤內(nèi)氣液兩相流動(dòng)特性的可視化實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：氣體的強(qiáng)制注入會(huì)對(duì)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(huì)顯著降低，液體飽和度以及液膜厚度變化趨勢(shì)趨于平緩。在實(shí)驗(yàn)中對(duì)氣體流動(dòng)阻力特性進(jìn)行了測(cè)定，在氣體流量增大的過(guò)程中氣體的阻力呈線性增加。 5．對(duì)強(qiáng)制通風(fēng)條件下的土壤內(nèi)氣液兩相流動(dòng)傳輸特性建立了預(yù)測(cè)模型并進(jìn)行了計(jì)算。對(duì)液體流量以及氣體流動(dòng)阻力特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果較為吻合。模型計(jì)算結(jié)果顯示氣體的強(qiáng)制注入會(huì)對(duì)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