纳米乳化油在多孔介质中的吸持残留堵塞机制研究
发布时间：2022-02-24 02:39
乳化油作为一种新型缓释碳源在地下水污染原位修复过程中出现的堵塞现象是制约该技术发展的主要瓶颈。虽然粒径优化后的纳米乳化油（NEVO）能在一定程度上缓解物理截留堵塞,但仍有吸持残留的存在,对传质和修复效率仍有影响。因此,进一步研究NEVO在多孔介质中的吸持残余机理,对于寻求原位修复过程中含水层堵塞的缓解方法具有重要意义。本文针对NEVO残留问题,利用批实验、柱实验、特性表征以及三维重构等手段,深入刻画表征NEVO在多孔介质中吸持残留过程、形态及特征,探讨了其控制影响因素及机理,进而对介质粒径、均质性以及流速等条件分析,优选了缓解吸持残留的有效手段,主要成果如下;（1）NEVO在多孔介质中的吸持残留是NEVO和介质性质综合作用的结果。研究结果表明:毛细数（<1）、邦德数（>1）、粘度及稳定性决定了NEVO与水相吸湿排干的差异;孔应变、表面粗糙度和界面效应对NEVO残留起协同作用。在这些因素影响下,NEVO在试验采用的粗、中和细砂中的残留率分别为85.9%,72.2%和46.3%。界面效应是影响NEVO残留的主控因素,包括固相表面和气液界面,贡献率分别为47.33%,45.16%...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 乳化油结构和性质特征
1.2.1 乳化油结构特征
1.2.2 乳化油性质特征
1.3 乳化油在环境修复中的应用进展
1.3.1 乳化油功能基材料的发展及应用
1.3.2 乳化油厌氧发酵降解污染物
1.3.3 乳化油在多孔介质中的迁移滞留
1.4 科学问题的提出
1.5 研究内容与技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 项目依托及技术路线
1.5.3 创新点
第2章 纳米乳化油在多孔介质中吸持残留特征及控制影响因素
2.1 实验材料与方法
2.1.1 实验材料与仪器
2.1.2 纳米乳化油结构及基本理化性质的表征
2.1.3 填充介质基本理化性质表征
2.1.4 砂芯漏斗释出实验设计及运行
2.2 纳米乳化油及填充介质的基本理化性质
2.2.1 纳米乳化油基本理化性质
2.2.2 填充介质及砂芯漏斗基本理化性质
2.3 纳米乳化油在非饱和多孔介质中的分布滞留特征
2.3.1 纳米乳化油在多孔介质中的吸湿排干曲线
2.3.2 纳米乳化油在非饱和多孔介质中的吸持残留
2.4 纳米乳化油与水相吸持残留的差异分析
2.4.1 纳米乳化油吸湿排干的主要驱动力
2.4.2 纳米乳化油粘度及稳定性的动态变化
2.5 多孔介质对纳米乳化油吸持残留的影响
2.5.1 孔应变对纳米乳化油吸持残留影响
2.5.2 表面粗糙度对纳米乳化油吸持残留影响
2.5.3 界面效应对纳米乳化油吸持残留影响
2.6 纳米乳化油吸持残留的综合评估
2.7 本章小结
第3章 纳米乳化油在微观孔隙中的残余形态识别和形成机制
3.1 实验材料与方法
3.1.1 实验材料与仪器
3.1.2 实验柱的构建与表征
3.1.3 数据的分级与处理
3.2 纳米乳化油在微孔中的残余及分布特征
3.3 残余纳米乳化油的量化分级和形态表征
3.4 纳米乳化油残余的潜在影响因素和机理
3.4.1 与膜状残留相关的介质表面特性
3.4.2 角隅和喉道状残余的潜在影响因素
3.4.3 微孔结构对纳米乳化油簇状残余的影响
3.5 纳米乳化油在孔隙结构中残留的潜在机理
3.6 本章小结
第4章 纳米乳化油在多孔介质中吸持残留的缓解途径
4.1 实验材料与方法
4.1.1 实验材料与仪器
4.1.2 实验柱构建及预处理
4.1.3 氯离子示踪及测试
4.1.4 纳米乳化油穿透曲线与残余形态
4.1.5 纳米乳化油与浊度的标线
4.2 多孔介质实验柱基本理化性质
4.2.1 实验柱基本参数
4.2.2 氯离子示踪结果
4.2.3 纳米乳化油穿透曲线模型拟合
4.3 介质粒径对纳米乳化油吸持残留的影响
4.3.1 介质粒径影响下纳米乳化油的吸持残留
4.3.2 水流作用下纳米乳化油在不同粒径介质中的残留形态
4.4 介质均质性对纳米乳化油吸持残留的影响
4.5 流速对纳米乳化油吸持残留的影响
4.6 纳米乳化油吸持残留缓解手段的优选评估
4.7 本章小结
第5章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
参考文献
致谢
附录
本文编号：3641806
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 乳化油结构和性质特征
1.2.1 乳化油结构特征
1.2.2 乳化油性质特征
1.3 乳化油在环境修复中的应用进展
1.3.1 乳化油功能基材料的发展及应用
1.3.2 乳化油厌氧发酵降解污染物
1.3.3 乳化油在多孔介质中的迁移滞留
1.4 科学问题的提出
1.5 研究内容与技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 项目依托及技术路线
1.5.3 创新点
第2章 纳米乳化油在多孔介质中吸持残留特征及控制影响因素
2.1 实验材料与方法
2.1.1 实验材料与仪器
2.1.2 纳米乳化油结构及基本理化性质的表征
2.1.3 填充介质基本理化性质表征
2.1.4 砂芯漏斗释出实验设计及运行
2.2 纳米乳化油及填充介质的基本理化性质
2.2.1 纳米乳化油基本理化性质
2.2.2 填充介质及砂芯漏斗基本理化性质
2.3 纳米乳化油在非饱和多孔介质中的分布滞留特征
2.3.1 纳米乳化油在多孔介质中的吸湿排干曲线
2.3.2 纳米乳化油在非饱和多孔介质中的吸持残留
2.4 纳米乳化油与水相吸持残留的差异分析
2.4.1 纳米乳化油吸湿排干的主要驱动力
2.4.2 纳米乳化油粘度及稳定性的动态变化
2.5 多孔介质对纳米乳化油吸持残留的影响
2.5.1 孔应变对纳米乳化油吸持残留影响
2.5.2 表面粗糙度对纳米乳化油吸持残留影响
2.5.3 界面效应对纳米乳化油吸持残留影响
2.6 纳米乳化油吸持残留的综合评估
2.7 本章小结
第3章 纳米乳化油在微观孔隙中的残余形态识别和形成机制
3.1 实验材料与方法
3.1.1 实验材料与仪器
3.1.2 实验柱的构建与表征
3.1.3 数据的分级与处理
3.2 纳米乳化油在微孔中的残余及分布特征
3.3 残余纳米乳化油的量化分级和形态表征
3.4 纳米乳化油残余的潜在影响因素和机理
3.4.1 与膜状残留相关的介质表面特性
3.4.2 角隅和喉道状残余的潜在影响因素
3.4.3 微孔结构对纳米乳化油簇状残余的影响
3.5 纳米乳化油在孔隙结构中残留的潜在机理
3.6 本章小结
第4章 纳米乳化油在多孔介质中吸持残留的缓解途径
4.1 实验材料与方法
4.1.1 实验材料与仪器
4.1.2 实验柱构建及预处理
4.1.3 氯离子示踪及测试
4.1.4 纳米乳化油穿透曲线与残余形态
4.1.5 纳米乳化油与浊度的标线
4.2 多孔介质实验柱基本理化性质
4.2.1 实验柱基本参数
4.2.2 氯离子示踪结果
4.2.3 纳米乳化油穿透曲线模型拟合
4.3 介质粒径对纳米乳化油吸持残留的影响
4.3.1 介质粒径影响下纳米乳化油的吸持残留
4.3.2 水流作用下纳米乳化油在不同粒径介质中的残留形态
4.4 介质均质性对纳米乳化油吸持残留的影响
4.5 流速对纳米乳化油吸持残留的影响
4.6 纳米乳化油吸持残留缓解手段的优选评估
4.7 本章小结
第5章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
参考文献
致谢
附录
本文编号：3641806
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