表面活性劑強化曝氣修復MTBE污染飽和砂土室內試驗研究.pdf

1、地下水原位曝氣是一種經濟、有效的飽和帶揮發(fā)性有機物污染修復技術，但常規(guī)曝氣條件下受污染物特性及場地地質條件限制，導致曝氣影響范圍小、污染物去除效果不佳。因此，開展實用有效的強化曝氣修復方法機理與效果研究具有重要的科學和工程意義。本文以國家自然科學基金項目(41330641，41272311)為依托，針對揮發(fā)性有機物甲基叔丁基醚(MTBE)污染飽和砂土，基于地下水曝氣修復物理化學機制及一維與二維模型試驗，對十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)表面

2、活性劑強化曝氣修復機理、氣相運動規(guī)律與修復效果進行了系統(tǒng)的研究。取得了以下主要研究成果:
　　1)通過表面活性劑強化曝氣修復的物理化學機理試驗，研究了地下水pH值及鹽度對SDBS溶液表面張力影響以及SDBS對MTBE的增溶與解吸附作用規(guī)律。結果表明，當SDBS濃度低于臨界膠束濃度時，表面張力隨溶液pH值增大略有升高;在較低鹽度時（小于15‰），SDBS溶液的表面張力隨鹽度增大明顯減小;SDBS濃度較低時，對于有機污染物MTBE的增

3、溶和解吸附作用都不明顯，當SDBS濃度分別達到200 mg/L和500 mg/L后其增溶和解吸附特性才開始發(fā)揮作用。
　　2)通過一維與二維室內模型試驗，對表面活性劑強化地下水曝氣過程氣相運動規(guī)律包括壓力流量關系、氣相飽和度、氣流形態(tài)、影響半徑、通道數(shù)目等進行了系統(tǒng)研究。結果表明，表面活性劑的引入降低了最小曝氣壓力;相同曝氣壓力下泡沫化表面活性劑曝氣流量較常規(guī)曝氣和表面活性劑預飽和曝氣小;表面活性劑的引入能顯著增大曝氣過程中的氣相

4、飽和度和影響半徑，氣流通道數(shù)量也有一定程度增加，并且以上強化效果粗顆粒砂土(2.0-4.0 mm)優(yōu)于細顆粒砂土（0.5-1.0 mm）;表面活性劑引入對氣流形態(tài)基本沒有影響，但2.0-4.0 mm砂土中氣泡的尺寸有所減小，且出現(xiàn)較多微型氣泡;表面活性劑溶液預飽和方式氣相運動規(guī)律較泡沫化表面活性劑方式好，但后者更適于現(xiàn)場應用。
　　3)通過表面活性劑SDBS強化曝氣修復MTBE污染飽和砂土室內模型試驗，研究了污染物的去除規(guī)律與效果

5、。結果表明，一維和二維模型試驗條件下，泡沫化表面活性劑曝氣較常規(guī)曝氣對污染物的去除速率均有明顯提高;表面活性劑強化修復效果粗顆粒砂土(2.0-4.0 mm)優(yōu)于細顆粒砂土(0.5-1.0 mm);一維模型試驗條件下，無論何種曝氣方式模型柱從底部到頂部各點的集總參數(shù)KLa均逐漸減小，泡沫化SDBS曝氣情況下相同位置表面活性劑影響區(qū)KLa值高于常規(guī)曝氣法;在二維模型試驗條件下，由于單井曝氣影響范圍有限以及空氣注入對地下水的擾動作用，可引起M