평형 모델을 이용한 다공매질에서의 유동 세균에 의한 유기성 오염물의 가속이송

Modeling Bacteria Facilitated Contaminant Transport in Porous Media with Equilibrium Adsorption Relationships

지하수에 콜로이드가 있을 경우 지체계수 감소로인한 오염물의 가속이송이 일어난다. 세균은 콜로이드 크기이며, 비중이 물과 비슷하고. 또 특유의 표면조건으로 인하여 오염물을 가속이송시킬 수 있다. 유동 세균이 지하수에 있으면 그 system 은 액상, 고상, 그리고 입상의 3 상 (phase) 으로 해석되어야 한다. 본 연구에서는 물질수지에 기초한 수학적 모델을 개발하여 다공매질에서의 오염물의 이동을 예측했다. 세균과 오염물의 각 상사이의 분배는 평형분배 모델을 이용했다. 모델결과를 일반화하기 위하여 무차원화 기법이 사용되었다. 모델의 해는 수치해법이 사용되었고, 문헌상의 실험결과와 비교되었다. 유동 세균이 존재하므로써 오염물이 가속이송되었고, 오염물을 섭취하므로써 그 농도를 낮출 수 있었다.

Colloids such as exogenous biocolloids in a bioremediation operation can enhance the transport of contaminant in ground water by reducing retardation effects. Because of their colloidal size and favorable surface conditions in addition to their low density, bacteria can act as efficient contaminant carriers. When mobile bacteria are present in a subsurface environment, the system can be treated as consisting of three phases: water phase, bacterial phase, and the stationary solid matrix phase. In this work, a mathematical model based on mass balances is developed to describe the facilitated transport and fate of a contaminant in a porous medium. Bacterial partition between the bulk solution and the stationary solid matrix, and the contaminant partition among the three phases are represented by the equilibrium relationships. Solutions were obtained to provide estimates of contaminant and bacterial concentrations. A dimensionless analysis of the transport model was utilized to estimate model parameters from the experimental data. The model results matched with experimental data of Jenkins and Lion (1993). The presence of mobile bacteria enhances the contaminant transport. However, bacterial consumption of the contaminant which serves as a bacterial nutrient, can attenuate the contaminant concentration.