吉林大学学报(地球科学版) ›› 2026, Vol. 56 ›› Issue (5): 1724-1740.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250296

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

臭氧微纳米气泡耦合循环井修复氯代烃污染地下水

王双1,艾康洪1,林熠2,朱奋1,童卫国1   

  1. 1.广东省地质局第四地质大队,广东湛江524049

    2.暨南大学环境与气候学院,广州511443

     

  • 出版日期:2026-09-26 发布日期:2026-10-18
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(42477085);广东省地质局湛江地质调查中心地质科技研发基金项目(2025-07-01)


Ozone Micro-Nano Bubble Coupled with Circulation Wells for Remediation of Chlorinated Hydrocarbon-Contaminated Groundwater

Wang Shuang1,Ai Kanghong1,Lin Yi2,Zhu Fen1 ,Tong Weiguo1   

  1. 1. Guangdong Geological Bureau Fourth Geological Brigade, Zhanjiang 524049, Guangdong,China

    2. School of Environment and Climate, Jinan University, Guangzhou 511443, China

     

  • Online:2026-09-26 Published:2026-10-18
  • Supported by:
    Supported by the National Natural Science Foundation of China (42477085) and the Geological Science and Technology R&D Fund of Zhanjiang Geological Survey Center,Guangdong Provincial Bureau of Geology (2025-07-01)

摘要: 为探究催化臭氧氧化耦合循环井技术降解三氯乙烯(TCE)的效能、影响因素及反应机理,本研究以地下水中典型污染物TCE为目标污染物,将臭氧微纳米气泡(O3-MNBs)与地下水循环井(GCW)修复技术相结合,在循环井中添加火山岩作为臭氧氧化催化剂,通过模拟槽批次实验开展系统研究。结果表明:O3-MNBs耦合GCW体系对TCE的降解效果优于单一的O3-MNBs或GCW;最优处理条件为催化剂用量15 g、臭氧流量150 mL/min、循环井曝气量1.200 cm3/h;耦合体系对低质量浓度(6.25~25.00 mg/L)TCE污水表现出高效降解性能,但对高质量浓度(37.50 mg/L)TCE的处理能力稍显不足;地下水流速与TCE降解率负相关。火山岩为多金属(Al2O3、Fe2O3和CaO等)复合型催化剂,可高效催化臭氧生成活性自由基,强化TCE降解效果;TCE通过臭氧直接氧化和臭氧产生的活性自由基间接氧化两种途径实现降解,最终基本矿化为无毒无害的产物。

关键词: 臭氧, 微纳米气泡, 循环井, 地下水, 三氯乙烯

Abstract:

To investigate the degradation performance, influencing factors and reaction mechanism of trichloroethylene (TCE) by catalytic ozonation coupled circulating well technology, this study takes TCE, a typical pollutant in groundwater, as the target contaminant. Ozone micro-nano bubbles (O3-MNBs) were combined with groundwater circulating well (GCW) remediation technology. Volcanic rock was added into the circulating well as an ozonation catalyst, and systematic research was carried out through batch tests in a simulation tank. The results showed that the O3-MNBs coupled GCW system achieved superior TCE removal efficiency compared with single O3-MNBs treatment or independent GCW treatment. The optimal operating conditions were determined as follows: catalyst dosage of 15 g, ozone flow rate of 150 mL/min, and aeration rate of 1.200 cm3/h for the circulation well. The coupled system exhibited excellent degradation performance toward TCE wastewater at low concentrations (6.25-25.00 mg/L), while its treatment capacity was slightly limited for high-concentration TCE wastewater (37.50 mg/L). A negative correlation was observed between groundwater flow velocity and TCE degradation rate. Volcanic rock acts as a composite polymetallic catalyst containing Al2O3, Fe2O3, CaO and other metal oxides, which can efficiently trigger the generation of reactive free radicals from ozone and further enhance TCE degradation. TCE is degraded via two pathways: Direct oxidation by ozone molecules and indirect oxidation by ozone-derived reactive free radicals, and is ultimately almost completely mineralized into non-toxic and harmless end products.

Key words: ozone, micro-nanobubbles, groundwater circulation well, groundwater, trichloroethylene

中图分类号: 

  • X523
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