喷淋曝气吹脱去除岩溶地下水中四氯化碳污染的实验研究

摘要

四氯化碳是一种挥发性有机物，对人体的危害主要表现为致癌、致畸、致突变。微溶于水的物理特性使其能够在地下水中长期存在，影响着人类的生产、生活以及身体健康。针对岩溶地下水中四氯化碳的污染，本文主要研究了如何利用喷淋曝气吹脱技术快速将其去除。 本文研究了曝气吹脱、喷淋以及喷淋曝气吹脱组合三种状态下的四氯化碳去除效果，其中曝气吹脱分为静态无隔板单因素试验和动态有隔板试验。最终构建并修正了静态曝气吹脱数学模型，运用响应面法构建了动态曝气吹脱数学模型，探究了喷淋组合最优参数，验证了喷淋曝气组合式试验的可行性，为该技术的推广应用提供参考。研究的主要成果有： （1）气泡与水体接触面积较充分，低水位的去除效果更好，四氯化碳的去除率与水位高度呈负相关变化；与初始浓度呈正相关变化，即四氯化碳初始浓度高，去除效果更好；与曝气量呈正相关变化，容积一定，气水比增加，去除效果增加。 （2）建立了静态曝气吹脱数学模型：C/C0=exp(-Gq)。q为气水比，G吹脱系数与H亨利常数有关。 （3）运用响应面法构建动态曝气吹脱模型。选取曝气量、温度和取样时间为影响因子，四氯化碳的去除率为响应值。响应面的二次方程模型极显著，失拟项显著，说明模型准确可靠。多项式回归方程为：Y=33.87870-19.95525A+3.53593B+4.15238C+0.65167AB+0.10600AC-0.020333BC+0.25833A2-0.11296B2-0.091267C2 根据二次回归方程得出曝气吹脱去除四氯化碳的最佳条件为：曝气量 6m3/h,温度30.4℃，取样时间20min。 （4）喷淋距离越高，喷淋强度越低的组合对四氯化碳的去除效果最好。本试验中，最优喷淋参数是喷淋高度30cm，喷淋强度1m3/h。 （5）装置中喷淋、落差和曝气吹脱对水体中四氯化碳的去除起到了显著作用；在初始浓度基本等同情况下（误差=1.1.20μ g/L ），曝气吹脱试验的去除率为92.37%，而喷淋曝气吹脱组合式试验的去除效率达95.89%。

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