地下水修复系统中释氧材料的改进及pH调控

在采用释氧材料的地下水污染修复系统中,释氧材料提供溶解氧的同时,往往造成体系pH的升高。针对这一问题,将过氧化钙(CaO2)、水泥、河沙、膨润土和KH2PO4按一定比例混合在一起制作了3种释氧材料,并在柱实验中观测了不同释氧材料对水体溶解氧(DO)及pH值的影响。实验数据表明,水泥对释氧材料的缓释作用明显,有助于保证释氧速率平稳,避免由于释氧材料反应过快所带来的高pH问题;在释氧材料中添加一定量KH2PO4(质量分数小于10%),可以起到缓冲体系pH值的作用,并且不会造成修复系统磷污染;电气石具有降低溶液高pH值的作用,以粒径为1～2 mm的电气石作缓冲介质可以将体系pH值由11.3降至10.2。     

地下水中BTEX的原位生物修复研究进展

BTEX是苯、甲苯、乙苯和二甲苯的统称,存在于原油和石油产品中,其作为化工原料,广泛应用于农药、塑料及合成纤维等制造业.BTEX已成为地下水中普遍存在的污染物,自然衰减或生物修复工程已成功应用于地下水中BTEX的去除.自然衰减受BTEX污染的地下水具有良好的效果,但相比之下,生物修复工程更快、更有效.综述了在好氧和厌氧条件下,地下水中BTEX原位生物修复过程的微生物降解机制.     

应用可渗透反应墙技术原位修复地下水污染

可渗透反应墙是20世纪末出现的一种地下水原位修复技术,是目前地下水修复研究领域中的热点.可渗透反应墙设置在受污染的地下水流动路径的横截面上,通过墙体或反应器内填充的反应材料与地下水的接触,降解和滞留水中的污染组分,达到修复地下水的目的.填充的反应材料,根据受污染地下水中主要污染组分的不同而有所不同,零价金属、螯合剂、吸附剂或者微生物等是目前的主要选择.污染区的水文地质条件是可渗透反应墙应用的前提;反应材料和系统结构的筛选、反应器尺寸和水力停留时间的确定是其设计的关键;数值模拟、柱体实验是完善设计的重要辅助手段.     

可渗透反应墙原位修复垃圾渗滤液污染地下水

实验模拟地下环境,以垃圾渗滤液污染地下水为研究对象,分别采用沸石、无烟煤、陶粒、活性炭、炉渣、粉煤灰和零价铁作为填充材料,设计了7种地下可渗透反应器(PRB)。分2个阶段对PRB技术治理污染地下水可行性和有效性进行实验模拟研究,还研究了填充材料配比对PRB修复效率影响,分阶段调整复合填充材料配比,观察反应器产生的不同处理效果。考察了7种反应器内pH、EC和DO的变化情况及对污染物去除效果影响,分析了污染物去除机理;找出了反应器存在的某些不足之处。实验结果显示,2个阶段反应器对COD去除率都较高,分别为82.36%～88.11%和89.45%～93.65%。     

地下水污染原位修复技术在离子型稀土矿区的工程应用

为解决离子型稀土矿区地下水酸化以及高浓度氮污染问题,探索可行的原位修复技术路线,选择广东省某典型离子型稀土历史遗留矿区,优选并联合运用多项原位修复技术,集成了“植物修复+原位化学耦合微生物+可渗透反应墙”技术体系,实施了地下水污染修复试点工程,周期为7个月。植物修复工程选种对氮素具有较强吸收能力的香根草、芒草等草本植物,植株密度4株·m⁻²,草籽撒播量25 g·m⁻²,有效减少了表层土壤氮素向下迁移污染地下水;原位化学耦合微生物工程针对NH₄⁺-N高浓度污染区共布设300口注射井,通过间歇性曝气以及碱剂、微生物菌剂、零价铁高压注射,动态调控好氧硝化和厌氧反硝化作用,工艺参数为地下水pH=7~8、含水层有效菌含量>10⁵ CFU·g⁻¹、Fe含量>2 mg·g⁻¹,靶向削减地下水污染高值;可渗透反应墙工程布设于试点区域下游,规格为20 m×10.5 m×4.9 m,分区填充微生物菌剂11 t、零价铁20 t、碱剂3 t、玉米芯22 t、沸石400 t、生物炭100 t,实现了地下水末端深度修复。修复后,试点区域地下水NH₄⁺-N高值区污染削减超过90%,反应墙下游水质优于Ⅲ类标准(GB/T 14848-2017),NH₄⁺-N和NO₃⁻-N最高去除率分别达到99.7%和96.9%。结果表明,试点工程修复效果显著,在相关应用案例中处于领先水平,具有很强的工程示范意义和推广应用价值。     

污染地下水原位治理技术--透水性反应墙法

20世纪90年代初期在美国和加拿大兴起的原位被动修复技术--透水性反应墙,是一种地下水污染原位处理方法.其通过在垂直于地下水流动方向设置活性渗滤墙,当地下水流通过活性渗滤墙时,污染物与墙体材料发生化学反应,从而达到环境修复的目的.该技术具有原理简单,施工方便,能持续原位处理,处理组分多,且运行费用低廉等特点,能有效吸附和降解多种重金属和有机污染物.该方法目前在欧美已开始进入广泛的工程应用阶段,正逐步取代运行成本昂贵的抽水处理技术,成为地下水修复技术的发展方向.系统介绍了透水性反应墙法,阐述了反应墙的类型、活性材料的选取、反应机理、反应墙的构建以及应用实例,同时分析了其存在问题并展望其今后的研究方向.     

PRB技术同步去除地下水中硝酸盐和镉

为评估可渗透反应墙(PRB)技术同步去除复合污染地下水中硝酸盐和重金属的可行性,选取蛭石、活性炭、固定化微生物为PRB反应介质,采用批实验和柱实验在不同填装方式及不同水力停留时间等条件下,考察PRB技术对硝酸盐和Cd2+的同步去除效果。结果表明：PRB介质为蛭石或活性炭与固定化微生物组合型填料时,Cd2+对PRB去除复合污染水体中的硝酸盐影响甚微,可实现高效的同步去除;当进水NO3-N浓度为50 mg·L-1、Cd2+浓度为10 mg·L-1时,活性炭与固定化微生物的组合型反应介质对NO3-N和Cd2+去除率分别可达93.13%和95.80%,蛭石与固定化微生物的组合型反应介质对NO3-N和Cd2+去除率分别可达92.70%和99.50%,经处理后的水质可达到地下水Ⅲ级质量标准(GB/T 14848-2017)。以蛭石+固定化微生物、活性炭+固定化微生物作为反应介质的PRB技术可以实现NO3-N和Cd2+的同步去除,该技术可应用于处理硝酸盐和重金属复合污染地下水。     

Fe0协同生物麦饭石的PRB系统井下原位处理煤矿酸性废水

针对煤矿酸性废水(AMD)具有污染组分多、危害程度严重、地面处理成本高等特点,以固定SRB污泥的生物麦饭石作为PRB活性填料,并添加Fe0构建生物-非生物协同去污的新型PRB井下原位修复系统,对AMD开展了连续动态、变负荷的模拟修复研究。实验结果表明,3个动态柱对pH均具有较强的调节能力,同时仅以麦饭石作为活性填料的PRB-3对Fe2+、Mn2+、NH3-N具有较好的去除效果,最大去除速率分别为45.77、9.23和12.10 mg/(L·d);以Fe0协同生物麦饭石的PRB-2在碳源充足时对SO42-、Fe2+、Mn2+、NH3-N最高去除速率分别为552.29、57.64、14.51和7.05 mg/(L·d),而相同条件下只以生物麦饭石作为活性填料的PRB-1对上述污染物的最高去除速率分别为446.62、57.20、10.87和3.53 mg/(L·d);应用PRB-2系统处理AMD不仅可以实现多种污染物的同步去除,还能实现无外加碳源的井下原位长效修复。     

三氯乙烯污染地下水的原位修复技术研究进展

三氯乙烯(TCE)可通过多种途径进入土壤及地下水.TCE具生物毒性,不易降解,进入地下水后会沉入水底长时间稳定存在,并不断向水中溶解,造成地下水长期污染,严重危害人类健康和环境安全.总结了TCE污染地下水原位修复技术的现状和研究进展,并对相关修复技术的原理、优缺点和适用范围进行系统阐述,以期为中国TCE污染地下水修复技...     

电动力学技术强化原位生物修复研究进展

介绍了利用电动力学技术强化土壤及地下水原位生物修复的原理和最新进展。电动力学强化的基本原理是利用电渗析、电迁移和电泳等电动力学效应加速污染环境中有机污染物和微生物运动,注入营养物、电子受体或活性微生物,或者利用电极反应和电流热效应为地下生物降解创造有利条件。研究表明．电动力学技术能有效地强化原位生物修复,而且该技术不破环生态环境．安装和操作简单,成本低廉．有广泛的应用前景。     

零价铁渗透性反应墙原位修复含砷地下水的柱实验研究

为了解决地下水砷污染问题,设计了3根实验柱,开展了零价铁渗透性反应墙（zero valent iron permeable reactive barrier,ZVI PRB）原位修复5价砷的实验研究,调查了ZVI PRB的长期运行效果,探索了反应介质粒径、进水As浓度、渗流速度和腐殖酸（humic acid,HA）对反应墙除砷性能的影响。结果表明,PRB 1（铁粉,30~32目）的As去除率为76.2%~93.8%,出水As浓度为9.8~41.9 μg·L-1;PRB 2（铁粉,300~325目）的去除率为84.4%~95.9%,出水As浓度为6.5~9.5 μg·L-1。ZVI PRB能有效地去除地下水中砷,且PRB 2比PRB 1的性能更高效更稳定并能保证出水水质满足《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）中As限值要求（10 μg·L-1）。在现有条件下,ZVI粒径和进水As浓度显著影响ZVI PRB的除砷性能,渗流速度基本未影响除砷性能,而HA显著抑制除砷性能。     

某电厂堆灰场附近浅层地下水中Cr6+的成因及治理措施

分析了焦作某电厂堆灰场附近浅层地下水中Cr6+ 的形成原因。根据该区水文地质背景 ,提出在地下污染水羽的下游建可渗透反应墙的漏斗 -通道系统 ,用对Cr6+ 有很高去除效率的风化煤作为反应材料 ,使污染水羽流经此系统时有效去除地下水中的Cr6+ ,达到净化的目的     

多介质渗透反应格栅中氨氮的转化与存在形态

在利用渗透反应格栅技术修复地下水氨氮污染过程中,掌握氨氮在不同介质环境中的转化规律及存在形态对多介质渗透反应格栅中各介质作用及氮转化过程的控制十分重要.针对进水氨氮浓度约10 mg/L的模拟地下水,以天然河沙、释氧材料、斜发沸石及海绵铁为反应介质,设计了一套多介质渗透反应格栅模拟氨氮在各介质环境中的转化及归宿.结果表明,在天然河沙层,氨氮优先被河沙吸附固定,但去除量有限(△C＜1.5 mg/L),氨氮主要以离子态溶于模拟地下水.在好氧沸石层,氨氮经沸石吸附及生物硝化协同作用几乎被完全去除,该层出水氨氮浓度低于0.01 mg/L,且氮主要存在形态为硝酸盐氮(C=10～26.6 mg/L).在铁厌氧层,部分硝酸盐氮经海绵铁化学还原和生物反硝化作用,分别被转化为氨氮(△C=2～9.5 mg/L)和氮气(△C＜8 mg/L),其余硝酸盐氮以离子态继续存留于模拟地下水.     

修复铬污染地下水的可渗透反应墙介质筛选

通过实验研究筛选出一种经济、高效的用于修复铬污染地下水的可渗透反应墙(PRB)介质。实验以铬污染地下水为研究对象,分别对Fe0、Fe0+石英砂和包覆型零价铁填料进行了筛选实验,选取处理效果好且经济可行的包覆型零价铁材料作为PRB反应介质。结果表明,以包覆型零价铁材料作为PRB反应介质,大大提高了铁粉的利用效率,且缓解了系统堵塞严重的问题。以包覆型零价铁材料作为PRB反应介质修复Cr(VI)污染地下水是可行的。     

新型高效气体扩散电极的制备与性能

评述了原位产生H₂O₂的电化学法污水处理技术中使用的主要电极,研究了用石墨制备高效气体扩散电极的方法。对石墨用HNO₃与H₃PO₄的混合液改性,石墨与聚四氟乙烯的质量比为2∶1,电极经350℃煅烧1 h,对溶解O₂还原产生H₂O₂的催化活性最高。仅在pH值很低时,电极的活性较差,在pH=3～9时,电极的活性受pH值变化影响较小。在pH=3时电解150 min,电极的电流效率始终高于72%,H₂O₂浓度达到了274.5 mg/L。     

铁屑耦合生物麦饭石的PRB系统修复含铬酸根与硝酸根地下水

针对污染地下水中铬酸根和硝酸根迁移速度快,可渗透反应墙(PRB)常规活性材料修复效果差等问题,以铁屑、麦饭石和硫酸盐还原菌(SRB)为活性材料,构建4组耦合PRB动态柱修复地下水中Cr(Ⅵ)和NO3--N。结果表明,4#(铁屑、麦饭石和SRB)柱修复效果较1#(麦饭石)、2#(铁屑、麦饭石)和3#(麦饭石和SRB)柱好,且稳定,对Cr(Ⅵ)和NO3--N平均去除率分别是97.7%和97.34%,可见,以铁屑、麦饭石和硫酸盐还原菌为活性材料的耦合PRB系统修复地下水中Cr(Ⅵ)和NO3--N具有有效性与可行性。     

堆肥+零价铁可渗透反应墙修复黄土高原地下水中铬铅复合污染

为了研究堆肥+零价铁混合可渗透反应墙（PRB）修复黄土高原地下水中铬铅复合污染的可行性,分别用堆肥、零价铁、堆肥+ 零价铁、堆肥+ 零价铁+活性炭为反应介质,通过模拟柱实验考察PRB修复铬铅复合污染黄土高原地下水的效果。结果表明,在实验进行30 d后当反应柱1和2对六价铬的去除率接近于零,而且对二价铅的去除率迅速下降时,反应柱3对2种污染物仍保持较高的去除率;反应介质质量比为10：2：1的反应柱4和质量比为10：1：2的反应柱5对污染物的去除效果均优于质量比为10：1：1的反应柱3;反应50 d后,添加活性炭的反应柱6对2种污染物的去除率仍在90%。这说明使用堆肥+零价铁混合可渗透反应墙修复黄土高原地下水中铬铅复合污染是可行的;且以堆肥+零价铁作为介质的反应柱去除效果优于单独以堆肥或铁粉为介质的反应柱;增加铁粉或堆肥的用量有利于铬铅复合污染的去除;且同时添加活性炭更有助于污染物的去除。     

堆肥 + 零价铁可渗透反应墙修复黄土高原地下水中铬铅复合污染简

为了研究堆肥+零价铁混合可渗透反应墙（PRB）修复黄土高原地下水中铬铅复合污染的可行性,分别用堆肥、零价铁、堆肥+ 零价铁、堆肥+ 零价铁+活性炭为反应介质,通过模拟柱实验考察PRB修复铬铅复合污染黄土高原地下水的效果。结果表明,在实验进行30 d后当反应柱1和2对六价铬的去除率接近于零,而且对二价铅的去除率迅速下降时,反应柱3对2种污染物仍保持较高的去除率;反应介质质量比为10：2：1的反应柱4和质量比为10：1：2的反应柱5对污染物的去除效果均优于质量比为10：1：1的反应柱3;反应50 d后,添加活性炭的反应柱6对2种污染物的去除率仍在90%。这说明使用堆肥+零价铁混合可渗透反应墙修复黄土高原地下水中铬铅复合污染是可行的;且以堆肥+零价铁作为介质的反应柱去除效果优于单独以堆肥或铁粉为介质的反应柱;增加铁粉或堆肥的用量有利于铬铅复合污染的去除;且同时添加活性炭更有助于污染物的去除。     

O3、H2O2/O3及UV/O3在焦化废水深度处理中的应用

采用O₃、H₂O₂/O₃和UV/O₃等高级氧化技术(AOPs)对某焦化公司的生化出水进行深度处理,考察了O₃与废水的接触时间、溶液pH、反应温度等因素对废水COD去除率的影响,确定出O₃氧化反应的最佳工艺参数为：接触时间40 min,溶液pH 8.5,反应温度25℃,此条件下废水COD及UV₂₅₄的去除率最高可达47.14%和73.47%;H₂O₂/O₃及UV/O₃两种组合工艺对焦化废水COD及UV₂₅₄的去除率均有一定程度的提高,但H₂O₂/O₃系统的运行效果取决于H₂O₂的投加量。研究结论表明,单纯采用COD作为评价指标,并不能准确反映出O₃系列AOPs对焦化废水中有机污染物的降解作用。