寒区石油污染场地浅层地下水原位增温强化空气扰动修复

原位空气扰动技术(air sparging,AS)常被用在治理地下水与土壤的有机污染,在寒区,由于低温环境,污染物传质过程的多种基本参数受到影响,导致修复结果不理想。本文基于野外原位空气扰动实验结果,以甲苯为代表性污染物,进行室内土柱模拟实验,并构建增温空气扰动下污染物迁移模型,对野外场地增温强化空气扰动效果进行模拟,以预测采用增温方式时寒区污染物的去除效果。结果表明,甲苯的挥发速率与温度之间存在正比例关系;在室内柱实验中,高温注气条件下甲苯浓度衰减速率更快;野外数值模拟中的增温强化空气扰动修复过程中温度传导半径为2~4 m,曝气场污染物去除半径达10 m,比非增温强化条件污染物去除范围扩大3~5 m,进而将去除率有效提高40%~50%。     

生物通风修复含石油污染物土壤过程

以苯、甲苯和对二甲苯（BTX）为模拟污染物,研究了生物通风原位土壤修复方法去除土壤中石油污染物的效果.用一维生物通风土柱实验和控制实验对比了有生物降解和无生物降解土柱中BTX的去除情况.在通风后期,控制实验中发现了很长的拖尾阶段,污染物不能进一步被有效去除,而生物通风土柱中由于生物降解作用可使土壤中污染物残留浓度更小,修复效率更高.根据实验数据估算得到生物通风过程中苯、甲苯及对二甲苯的生物降解贡献率分别为17.8%, 30.0% 和 32.3%.还用间歇实验探讨了多组分污染物之间的相互影响作用,发现甲苯的降解能够促进对二甲苯和苯的降解,而对二甲苯的存在则增加了甲苯和苯的降解滞后期.     

模拟多相抽提去除地下水中甲苯的过程监测与传质试验

研究三维砂箱模拟装置中多相抽提修复甲苯污染地下水过程关键参数的影响规律和污染物传质的去除效果。结果表明,多相抽提修复过程真空度是影响修复效果的关键参数,真空度的变化影响管路的摩擦阻力损失、气液相抽提流量和最终修复效果。通过真空度监测结果分析,可确定多相抽提影响范围。连续多相抽提修复过程中,气液相流量和污染物浓度均逐渐降低,初期以液相去除为主,后期以气相去除为主。经10 h抽提后,砂土和地下水中甲苯去除率均达到99%以上。抽提修复效果随抽提管径向距离降低,边界残余污染高。     

甲苯在UIO-66及UIO-66-（CH3）2上的吸附

挥发性有机物是空气中的主要污染物。这些污染物中,甲苯在室外和室内都扮演者重要角色。因此无论是环境科学还是实验研究制备出能够有效去除甲苯的材料就显得尤其重要。由于UIO-66及UIO-66-(CH3)2有着高的水、热(773 K)稳定性而受到众人的关注。本实验中,两种材料都显示出了对甲苯良好的吸附能力,因此,在去除甲苯方面有着非常广阔的前景。     

空气吹脱法模拟去除地下水中三氯乙烯研究

三氯乙烯(TCE)是地下水中的典型有机污染物，其有效治理技术的开发一直是环境领域热点。本文研究了四种曝气流量和三种曝气模式下空气吹脱法对溶液中TCE的去除效果，以及空气吹脱结合热修复法去除TCE时三种因素曝气流量、溶液浓度和温度的影响程度。结果表明：0.5 L/min是最佳的曝气流量，同一流量下浓度越高的溶液中TCE去除速率越大，脉冲曝气模式比连续曝气模式对溶液中TCE的去除效率更高，曝气流量是最重要的影响因素。论文研究结果为后续开展空气吹脱在实际地下水污染场地的应用提供了基础数据和技术支持。     

复合功能树脂NXD-2对水中邻苯二甲酸单丁酯的去除性能

酞酸单酯是水体环境中一类新型的环境激素污染物。以含叔胺基的复合功能树脂NXD-2为吸附剂,以邻苯二甲酸单丁酯(MBP)为目标污染物,通过吸附等温线、热力学、动力学和柱吸附脱附实验,考察了NXD-2对MBP的吸附性能。研究结果表明,NXD-2对MBP的吸附以氢键作用为主,在288~313 K的温度范围内,平衡吸附量随温度的升高而升高;升高温度有利于加快NXD-2对MBP的去除速率。柱吸附脱附研究表明,在进水浓度为300mg·L-1的高浓度条件下,吸附出水的前100 BV中,溶液中MBP的浓度低于检测限(10-g·L-1),说明NXD-2对MBP具有较高的处理深度;同时NXD-2具有较好的脱附效果,脱附体积达到20 BV时,脱附率接近100%。因此,复合功能树脂NXD-2作为一种吸附剂,在水体中酞酸单酯的去除方面具有良好的应用前景。     

生物通风修复多种有机污染物体系的模拟分析

针对多污染物体系的生物通风修复过程，对生物通风（bioventing, BV）操作中的空气注入方式，单井修复还是多井修复及生物降解作用用BIOVENT软件进行了模拟，系统研究了各种操作条件对修复效果的影响。模拟研究结果表明：BV修复现场采用间歇注入的操作方式，其处理效果与连续注入方式相似，且可减小操作费用；在受污染区域小的现场采用单井修复较为合适，而当受污染区域远大于单井影响半径时，应采用多井修复才能够达到较好修复效果；BV修复前期宜使用较大空气速率来加快挥发性有机污染物的挥发速率，后期则宜采用较小空气速率以充分利用微生物降解作用去除土壤中残留污染物。     

活性炭负载TiO2的甲苯光催化降解性能研究

以竹炭活性炭颗粒为载体，采用溶胶-凝胶法制备TiO₂溶胶，以浸渍和微波辐照的方法实现催化剂的固定，高温活化制备了负载型TiO₂光催化剂。采用XRD、FSEM和FT-IR等分析方法对催化剂样品进行了表征。以甲苯为目标污染物，在紫外光照下模拟污染物的吸附与降解情况，探究了甲苯初始浓度和空气流量对光催化降解效果的影响。并通过在紫外光照下通入洁净空气、微波辐照和高温处理三种方法研究了催化剂的再生效果。结果表明，该方法制备的TiO₂为锐钛矿晶型，晶粒大小约为18 nm。甲苯的降解效率最高达到80%，其去除量先随负荷增加而上升，以后随负荷的进一步增加，甲苯的光催化去除量反而下降。微波辐照是实现催化剂再生的最为理想的方法。     

污染场地地下水修复技术研究进展

结合近年来地下水污染修复技术研究的热点问题和学科发展需求,对异位生物、异位淋洗、原位化学、原位生物4种修复技术的基本原理、技术特点、研究发展情况和发展方向进行论述。以期为我国污染场地地下水修复技术的发展提供借鉴。值得关注的是：异位淋洗修复技术中,新型螯合型表面活性剂N-十二酰基乙二胺三乙酸分子具有亲水亲油两性结构,能同时去除有机物和重金属污染物;生物修复技术中,在有些地质条件复杂的环境很难向地下水中输送氧气,强化厌氧生物修复处理技术可能是去除污染物最有效的解决方法;EK-PRB-EDTA联合修复技术能够对污染物的去除产生协同增强作用,比单一的修复技术更有效果,未来联合多种修复技术用来修复地下水污染将是研究的重点方向。     

大气有害颗粒物室内自然沉降实验研究

大气有害颗粒物(PM)对人体有极大的危害,紧闭门窗可使颗粒物自沉降,从而实现空气洁净。为研究室内有害颗粒物自然沉降的净化效果,该研究采用激光离散式颗粒物传感器与数据采集系统,对自然条件下室内大气有害颗粒物自然沉降进行实验研究。通过实验发现:室内大气有害颗粒物在重度污染(粒径小于2.5μm的PM150μg/m~3)浓度下,有较明显的自然沉降速率,PM粒径2.5μm～10μm、1.0μm～2.5μm、0.3μm～1.0μm自然沉降速率分别为:1.76μg/(m~3·min)、0.67μg/(m~3·min)和0.51μg/(m~3·min),当颗粒物为中度与轻度污染浓度时(150μg/m~3),自然沉降速率随浓度降低逐渐放缓;当密闭室内存在人员时,会加快室内大气有害颗粒物下降速率;此外,不同粒径的大气有害颗粒在空气中的分布均匀状态不同,粒径越大在空气中分布越不均匀,粒径越小越均匀,其在空气中自然沉降的速率越低。     

地下水曝气过程中空气流场的数学模拟

地下水曝气（AS）过程中空气流场的数学模拟是现场过程研究的必要手段。利用饱和度与相对渗透率、毛细压力间的关系建立了AS二维非稳态流场的数学模型,用有限元法模拟了复杂流场非稳态二维气相饱和度场、速度场和稳态压力场分布,结果显示气相饱和度随着曝气时间和距曝气井位置的不同而变化。在曝气5 h左右,流场区域稳定。由饱和度的分布确定了空气在地下水中流型为下部U形,上部水平。在本模拟条件下,单井AS的影响区半径为9 m,若修复大面积污染的地下水,宜采用多井曝气的方式,增大其影响区半径。     

层间地下水污染曝气修复的影响带

影响带是开展曝气修复机理研究和工程设计的重要基础,不同场地条件下影响带的型态与形成机制不同。以我国东北地区典型层间地下水污染场地为例,在阐明污染水文地质特征的基础上,开展曝气修复的运行、监测与分析,利用地下水水位、溶解氧、温度等参数的动态变化来反映曝气修复对地下环境的影响,并以之指示曝气影响带的空间分布。进而通过对影响带地下水动态特征的分析,阐明曝气驱替过程中的水流运动过程,量化分析该层间水曝气模式下的水流运动规律。结果表明,在该曝气模式下,影响半径可达9 m,影响区呈倒圆锥状,其中赋存地下水362.04 m³,受曝气驱替作用,影响带内地下水以一定流量向四周流散,该流量随时间递减,连续运行6 h累积流散量为0.97 m³,表明该曝气修复模式下地下水的侧向流散并不显著。     

Groundwater Cleanup by In-Situ Sparging. XIII. Random Air Channels for Sparging of Dissolved and Nonaqueous Phase Volatiles

Abstract

A mathematical model is developed to simulate the sparging of dissolved volatile organic compounds (VOCs) and nonaqueous phase liquid (NAPL) from contaminated aquifers. The sparging air moves through the aquifer in persistent, random channels, to which VOC must move by diffusion/dispersion to be removed. The dependence of the rate of remediation on the various model parameters is investigated and some practical conclusions are reached regarding the operation of air sparging wells for aquifer remediation. VOCs of low water solubility (such as alkanes) and present as NAPL are found to be removed by air sparging much more slowly than VOCs of higher water solubility (such as benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes) and present as NAPL, due to the very small maximum concentration gradients which can be maintained around droplets of the former. These small concentration gradients result in very slow rates of NAPL solution.     

地下水污染修复技术的研究进展

随着工业化进程的加快,越来越多的化学污染物通过各种途径进入土壤系统,进而污染地下水。目前世界的地下水污染严重,直接或间接地威胁到人类的健康,因此地下水修复引起了人们的关注。该文从原理、特点、适用范围以及研究成果等方面论述了地下水污染原位修复技术,包括渗透反应墙修复技术、原位曝气技术、原位化学氧化技术、原位电动修复技术以及原位生物修复技术等。最后根据我国实际展望了地下水污染修复技术的未来发展方向。     

地下水污染修复技术研究进展

综述了7种地下水污染修复技术(抽出处理技术、物理屏蔽技术、曝气技术、电动修复技术、化学氧化技术、生物技术和渗透反应墙技术)的研究进展,并进行了应用状况和性能的对比分析,旨在为国内地下水污染修复研究提供参考。     

Pilot study on contact efficiency of gaseous and misty substrates through in situ sparging

BACKGROUND: The efficiency of in situ bioremediation observed in the field is often lower than that found in the laboratory, which can be due to the contact efficiency of air, substrates and bacteria achieved in the field being lower than that obtained in the laboratory. In this study, in situ pilot tests of air injection were conducted to evaluate the contact efficiency of both gaseous (toluene) and misty (tritiated water) substrates in the subsurface environment. RESULTS: Based on the observed distributions of air saturation, toluene and tritiated water in the pilot, the contact efficiency of the gaseous substrate was significantly better than that of the misty substrate with a median mist size of 10 µm. CONCLUSION: The contact efficiency of the gaseous substrate is very close to that of air. The sweep volume of the misty substrate through in situ sparging is only present near the injection point and therefore the contact efficiency is very limited. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

Integrated air stripping and biofiltration for remediation of soils contaminated by organic compounds

This paper presents the results of a laboratory scale investigation on the remediation of a soil contaminated by a mixture of organic compounds using a two‐step process consisting of stripping and biofiltration. The biofilter was packed with the soil under examination in order to use autochthonous microorganisms. To assess the effects of both temperature and superficial velocity of the air stream on process performance different sets of experimental tests were carried out at two air temperatures (50 and 80 °C), and at two superficial air velocities (41.0 and 82.0 m h^?1), corresponding to apparent air residence times in the biofilter column of 38 and 19 s respectively. The stripping rate proves to be inversely correlated with the soil–water partitioning coefficient, while no evident correlation was found with the Henry coefficient. It can therefore be concluded that soil–water partitioning is limited by mass transfer while air–water partitioning reaches equilibrium. Temperature influences both stripping rate in the stripping column and degradation capacity in the biofilter. A stripping temperature of 80 °C combined with a biofiltration temperature of 34 °C provides the best process performance. Copyright © 2007 Society of Chemical Industry     

Electrode Design for Soil Decontamination with Radio‐Frequency Heating

Radio‐frequency heating to enhance soil decontamination requires adjusted solutions for the electrode design depending on scale and remediation technique. Parallel plate electrodes provide widely homogeneous field and temperature distributions and are, therefore, most suitable for supporting biodegradation processes. For thermally enhanced soil vapor extraction, certain temperature gradients can be accepted and, therefore, the less‐demanding geometry of rod‐shaped electrodes is usually applied. For electrode lengths of some meters, a design with an air gap has to be used in order to focus heating to the desired depth. Perforated rod electrodes may be simultaneously employed as extraction wells. Placing an oxidation catalyst in situ within the electrodes is an option for handling of highly loaded air flows. Coaxial antenna may be utilized to selectively heat soil compartments far from the surface of the soil.     

王窑-西河口地区长6油藏沉积相研究

根据大量的岩芯观察及测井曲线分析,研究区长6油层组主要为曲流河三角洲前缘亚相沉积,可将该区三角洲前缘亚相划分为水下分流河道、水下天然堤、水下决口扇、河口砂坝、席状砂以及水下分流间湾等六种沉积微相。其中水下分流河道微相和河口砂坝微相是该区长6的有利储层,水下分流河道砂体和河口坝砂体是该区今后勘探的方向。沉积相分析师研究砂体分布的关键技术,沉积相确定的正确与否直接影响着着对砂体分布规律的认识。     

渗流对海底管道非稳态传热影响的数值研究

基于多孔介质传热理论,建立海底土壤水热耦合控制方程.分析了海水温度和渗流速度对热油管道非稳态传热规律的影响,研究表明:海水渗流速度相对越大,管道周围土壤温度场在渗流方向的热作用半径越长,垂直渗流方向的热作用半径越短,且随着渗流速度的增大,整个土壤区域平均温度升高,土壤温度场达到稳定所用时间降低.在其他条件不变的情况下,...