| 题名 | 产电生物可渗透反应栅地下水有机污染修复的研究 |
| 作者 | 朱仕坤 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 栾兆坤 ; 范彬 |
| 关键词 | 地下水修复 有机污染 产电生物 可渗透反应栅 阴极氢还原 groundwater remediation organic contamination electricigens electricigenic permeable reactive barrier cathodic proton reduction |
| 其他题名 | Electricigenic Permeable Reactive Barrier for Remediation of Groundwater Organic Contamination |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 针对地下水有机污染原位生物修复技术所面临的关键技术难题，提出了产电生物可渗透反应栅地下水污染修复的技术原理，针对氧还原产电生物可渗透栅（OREPRB）和氢还原产电生物可渗透反应栅（PREPRB）两种工艺，较为系统地开展了工艺性能研究、影响因素与影响机制研究以及对地下水中典型有机污染物的修复性能研究；并针对研究过程中发现的阴极反应能力不足和机理研究手段 滞后等问题，制备了基于过渡金属大环化合物的碳载氧还原催化电极，并发展了一种快速、微干扰测定产电生物反应系统极化曲线的方法。取得以下创新性成果： （1）建立了OREPRB 的基本方法，试验表明OREPRB 可以有效去除模拟配水中的有机污染物，对污泥消化液稀释配水的COD 去除率可达到60％以上，对蔗糖配水的COD 去除率超过70％。有机质和产电微生物膜是OREPRB 产电电流的两个必要条件；阴极氧还原反应能力不足的问题是制约OREPRB 系统性能提升的主要因素。 （2）通过二次热解技术制备了基于卟啉钴（COTMPP）的碳载氧还原立体催化阴极，显著提升了OREPRB 系统的阴极氧还原性能。实验结果表明CoTMPP电极材料对于阴极氧还原反应具有良好的催化活性。与普通电极相比，采用CoTMPP 电极的反应装置的电流输出能力可以提高8 倍以上。 （3）建立了PREPRB 的原理与方法。通过外电源驱动，PREPRB 方法可以实现以水为最终电子受体的产电生物修复功能，解决了在应用生物方法进行地下水有机污染修复时所面临的电子受体投加方面的技术难题，同时大幅提高了产电生物反应系统的污染修复能力。 （4）研究了PREPRB 系统对地下水中的几种典型有机污染物的处理效果，结果表明PREPRB 方法可以有效去除地下水中的BTEX 和煤焦油类污染物质，对BTEX 类物质的总去除效率可达到90%以上；对煤焦油去除效率可以达到60%左右。外加电压对PREPRB 系统的启动和运行都有显著的影响。 （5）提出了一种微干扰快速测定产电生物反应系统极化曲线的方法，该方法纠正了目前文献在应用极化曲线法测定内电阻方面存在的常见错误，可用于对产电生物反应系统进行热力学和动力学上的机理研究。该方法具有测定时间短、结果准确性高、对系统运行状态干扰小等优点，测定结果的相对标准偏差小于1.2％，单次测定用时小于1min，测定过程对反应器运行状态的干扰在2min 内 即可消除。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 水处理工程 |
| 公开日期 | 2011-08-30 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/763]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱仕坤. 产电生物可渗透反应栅地下水有机污染修复的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
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