微生物渗透性反应墙原位修复石油烃污染地下水研究

发布时间：2017-09-07 07:41

  本文关键词：微生物渗透性反应墙原位修复石油烃污染地下水研究

  更多相关文章： 微生物固定化技术 石油烃 固定化菌 石油烃降解率 渗透反应墙

【摘要】：本文对微生物渗透反应墙技术修复石油烃污染地下水运行条件与效果进行了实验研究。采用低温驯化法从长期受石油污染的土壤中筛选出4株具有石油降解能力的菌株,选育其中1株石油烃降解能力较高的菌株Jc作为实验菌株,对其进行16Sr DNA序列测定和降解性能研究。在此基础上,选择农业废弃物核桃壳为载体,吸附法制备固定化菌,研究了pH值、石油烃初始质量浓度、固定化菌投加量、菌株固定化时间等单因素对Jc菌降解性能的影响,采用响应面法优化降解条件,并对其生物降解动力学特征进行了研究。同时研究了不同结构形式释氧材料的释氧速率、pH值、溶解氧、氨氮、总磷在水溶液中变化特征。在填充介质废弃物核桃壳中固定石油烃降解菌,构建微生物-PRB系统,并通过微生物渗透反应墙技术对石油烃污染地下水修复效果进行了深入研究,结果表明:根据Jc菌16Sr DNA序列测定,并通过同源性比较,Jc为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。对Jc进行生长特性研究,确定其最佳生长时间为6-16h。采用响应面法对固定化菌降解石油烃优化结果得到Jc菌降解石油烃污染物的最佳条件为:pH值7.5、石油烃初始浓度2735.55mg/L、固定化时间为28.79h,固定化菌投加量2.87g。上述条件下,菌株经过七天时间后石油烃降解率可达66.8%,与响应面法最优条件下的结果66.5%非常接近。对影响因素进行显著性分析表明微生物对石油烃降解率影响的显著性从大到小依次为pH值、固定化时间、石油烃初始浓度、固定化菌投加量。通过动力学分析,二级动力学模型对固定化菌降解石油过程具有较好的拟合效果。对不同结构形式释氧材料的释氧速率、水溶液pH值、溶解氧、氨氮、总磷的研究表明:双层式释氧材料中膨润土层和水泥层对CaO2与水反应起到了很好的延缓作用,释氧速率稳定。在最佳固液比(1:40)条件下,水溶液中的pH值为8~8.5、溶解氧长时间保持在10mg/L左右,氨氮为0.5mg/L、总磷为0.06mg/L,表明其对水环境影响很小,因此可为微生物在好氧或兼氧环境中较快原位修复受污染地下水提供了良好环境条件。将石油降解菌固定于PRB处理系统填充介质(核桃壳)上,构建微生物-PRB系统。在确定PRB系统最佳渗流速率后,检测各取样孔及出水口处的pH值、溶解氧以及石油烃去除率的变化特征。实验结果表明,最佳渗流速率为6mL/min,符合常见地下水流基本特征,此水流速率下系统对石油烃污染地下水有良好的处理效果,因此微生物PRB系统为石油污染地下水的修复提供一定的新思路。
【关键词】：微生物固定化技术 石油烃 固定化菌 石油烃降解率 渗透反应墙
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X523
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 地下水石油烃污染现状12-13
• 1.1.1 地下水石油烃污染主要来源12
• 1.1.2 石油烃污染的危害12-13
• 1.2 石油烃污染地下修复技术13-15
• 1.2.1 异位修复技术（以抽出-处理技术为例）13-14
• 1.2.2 原位修复技术14-15
• 1.3 渗透反应墙技术综述15-18
• 1.3.1 渗透性反应墙技术15-16
• 1.3.2 PRB技术的研究现状16-18
• 1.4 微生物固定化技术18-20
• 1.4.1 固定化方法18-19
• 1.4.2 固定化载体材料19-20
• 1.5 课题的研究内容、意义及技术路线20-23
• 1.5.1 课题主要研究内容20-21
• 1.5.2 研究的目的意义21-22
• 1.5.3 技术路线22-23
• 第2章 石油降解菌的筛选、驯化及鉴定23-31
• 2.1 实验仪器与材料23-25
• 2.1.1 实验仪器23-24
• 2.1.2 实验材料24
• 2.1.3 培养基及溶液的配制24-25
• 2.2 实验方法25-27
• 2.2.1 石油烃降解菌的培养25-26
• 2.2.2 石油烃降解菌生长曲线测定26
• 2.2.3 石油烃降解率的测定26-27
• 2.2.4 16S rDNA序列的PCR扩增和测定27
• 2.3 结果与讨论27-30
• 2.3.1 石油烃降解菌的筛选27-28
• 2.3.2 石油烃降解菌的鉴定28-29
• 2.3.3 石油烃降解菌生长特性29-30
• 2.4 结论30-31
• 第3章 石油降解菌处理石油废水31-45
• 3.1 实验仪器与原料31
• 3.1.1 实验仪器31
• 3.1.2 实验材料31
• 3.2 实验方法31-32
• 3.2.1 固定化微生物的制备31
• 3.2.2 石油烃降解率的测定31-32
• 3.2.3 单因素考察实验32
• 3.2.4 响应面优化实验32
• 3.2.5 固定化菌降解石油烃的动力学实验32
• 3.3 结果分析32-44
• 3.3.1 单因素影响32-36
• 3.3.2 固定化菌降解石油烃响应面分析优化实验36-42
• 3.3.3 固定化微生物降解石油动力学实验42-44
• 3.4.结论44-45
• 第4章 释氧材料的制作与研究45-54
• 4.1 实验仪器与原料45-46
• 4.1.1 实验仪器45
• 4.1.2 实验材料45-46
• 4.2 实验方法46-48
• 4.2.1 释氧材料的制作46-47
• 4.2.2 释样材料的研究47-48
• 4.3 结果与讨论48-53
• 4.3.1 释氧材料的释氧速率研究48-49
• 4.3.2 释氧材料对p H值的影响49-51
• 4.3.3 释氧材料对氨氮、总磷的影响51-53
• 4.4 结论53-54
• 第5章 PRB装置中微生物修复石油污染地下水实验研究54-62
• 5.1 实验材料与方法54-55
• 5.1.1 实验材料54
• 5.1.2 实验方法54-55
• 5.2 模拟装置55-57
• 5.3 微生物- PRB系统处理石油水57-61
• 5.3.1 不同流速对PRB系统的影响57-58
• 5.3.2 PRB系统运行中p H的变化58-59
• 5.3.3 PRB系统运行中溶解氧的变化59-60
• 5.3.4 PRB系统运行中石油烃的去除效果60-61
• 5.4 小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录68

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本文编号：808279