海绵状零价铁修复硝酸盐污染地下水试验研究

研究以50~100目的海绵状铁粉为还原剂,采用静态试验方法,研究了铁对硝酸盐氮的还原作用及其影响因素,分析了铁粉用量、铁炭比、pH值、硝酸盐氮初始浓度、温度以及铁粉表面预处理对硝酸盐去除率的影响。试验结果表明,最佳铁氮质量比为400∶1,铁粉投入过多对硝酸盐的去除率没有进一步促进;活性炭的加入有助于零价铁(Fe0)还原硝酸盐,降低反应后溶液中的NH+4-N浓度,试验最佳的铁炭比为1∶2;溶液的初始pH值降低有利于硝酸盐氮的去除;硝酸盐氮初始浓度越大,反应的平均速率越高;升高温度和酸洗预处理,有利于提高硝酸盐的去除率;产物分析表明,试验过程中,去除的NO-3-N含量中约60%以上转化为NH+4-N,NO-2-N浓度很低。     

零价铁修复硝酸盐污染地下水的影响因素

在零价铁原位修复硝酸盐污染地下水的工程设计时需要考虑部分因素的影响.以人工配制含硝酸钠地下水为研究对象,采用静态烧杯试验研究了pH值、铁屑粒径、铁炭比、原水浓度、铁屑投加量对零价铁去除硝酸盐的影响,并对反应产物进行了分析,为工程设计提供参考。结果表明:pH值降低有利于硝酸盐氮的去除;铁屑粒径过大或者过小都不利于硝酸盐的去除,试验最佳粒径为40~100目,在此粒径下去除效率可得到显著提高;加入活性炭有助于Fe0还原硝酸盐,铁炭的微电解有助于硝酸盐的去除,试验最佳的铁炭比为1∶2,活性炭的吸附作用使反应后溶液中的NH4+-N浓度降低;铁氮比超过205∶1时,会有铁的过剩,通过铁氮比计算可知有大量铁屑没有被有效利用;产物分析表明试验条件下NO3--N中约85%转化为NH4+-N,NO2--N浓度很低,部分转化为N2。     

Fe0去除黄土地区土壤水中的硝酸盐

在欧美发达国家,以Fe0为填料的PRB(permeable reactive barriers)技术已成功用于去除土壤和地下水中的硝酸盐污染,而在我国的实际应用还未见报道,但我国许多地区的土壤水中硝酸盐污染日趋严重,必须采取相应措施.为此,在实验室条件下,通过批实验采用200～300目的还原铁粉研究了在有黄土存在时溶液pH、铁粉表面预处理及铁粉与硝态氮质量比、土壤水中主要阴离子及加活性炭等对硝酸盐去除效果的影响.结果表明,在黄土的碱性条件下,Fe0仍然可以还原硝酸盐,起始pH值影响不大,因为土壤的缓冲作用能抵消进水pH值的影响;铁粉经过酸预处理后能提高反应速率和硝酸盐的去除率;增大铁粉与硝态氮的质量比能提高硝酸盐的去除率,但当这个比值超过100∶1以后,用酸预处理和不作预处理的效果相当,且再增大比值对硝酸盐的去除率影响不大.黄土地区土壤水中的主要阴离子Cl-、SO42--和HCO3-可促进铁粉腐蚀进而加快硝酸盐的还原,同浓度下促进作用顺序为SO42-＞HCO3-＞Cl-;加入活性炭可形成原电池从而加快硝酸盐的去除.硝酸盐还原产物主要是氨,亚硝酸盐只是在反应初期出现但很快就减少,可溶性铁含量都小于0.2mg·L-1.     

硝酸盐对铁屑修复铬污染地下水的影响研究

文章模拟地下水环境,研究不同铁屑投加量、初始pH、反应温度、反应时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,探讨铁屑去除单一铬和硝酸盐时的反应速率常数;不同铁屑投加量条件下,研究了硝酸盐和铬共存时对铁屑除铬的影响,并对其影响机理做简要分析。结果表明:单一铬存在时,铁屑的最佳投加量为15 g/L,最佳pH为3~4,温度对铁屑除铬效率的影响不大;铁屑对单一硝酸盐组分的去除率不理想;硝酸盐与铬共存时,铁屑除铬的最佳投加量为10 g/L,硝酸盐的共存可以显著提高铁屑的腐蚀速度,从而提高除铬效率。     

去除地下水硝酸盐PRB生物介质可行性试验研究

为了探讨去除地下水硝酸盐PRB生物介质可行性,试验模拟地下水环境,通过柱试验,以硝酸盐为靶污染物,将聚乙烯醇(PVA)作为微生物负载体,采用微生物固定化技术-包埋法将硝化与反硝化细菌混合包埋固定,制成负载生物介质作为PRB反应介质,探究有机碳源、pH、温度、停留时间(HRT)等主要因子对去除靶污染物的影响水平,对PRB技术治理硝酸盐污染地下水的可行性进行试验研究。试验结果表明:当水温为13～15℃、pH在7.2～7.5,HRT为2.5h时,以负载生物介质作为PRB技术反应介质的对地下水中硝酸盐最高去除率可达90.1%的,具有较高的去除效果。以负载生物介质作为墙体活性反应材料的可渗透反应屏(PRB)技术治理硝酸盐污染的地下水是可行的。     

ANAMMOX菌铁自养反硝化工艺的稳定性

在非严格厌氧的连续流反应器中,通过调节进水pH、外加一定浓度的Fe~(2+)以及定期更换新鲜铁粉这3种运行方式探讨维持厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌利用零价铁去除硝酸盐反应体系长期稳定运行的适宜条件.结果表明,随着反应进行、受零价铁表面钝化的影响,该体系硝酸盐去除率逐渐下降,反应器难以持续运行.在一定范围内降低进水pH(5～7),或者额外投加一定量的Fe~(2+)对改善该反应体系的稳定性效果不显著.通过定期更换新鲜铁粉的方式,可以有效提高硝酸盐去除率、增强反应器稳定性.相比对照组可稳定运行7 d,实验组可至少稳定运行60 d,硝酸盐平均去除率提高22. 23%.因此,采取适宜措施保证体系内有足够具有活性的零价铁、消除零价铁钝化的不利影响,是ANAMMOX菌利用零价铁去除硝酸盐反应体系高效、稳定运行的关键.     

PRB技术修复铬污染地下水的试验研究

以铬污染地下水为研究对象,用零价铁作为反应介质设计了可渗透反应墙(PRB),对零价铁处理铬污染地下水的处理效果和长期稳定性进行了研究。对不同粒径的铁粉处理效果进行对比,发现铁粉粒径越小,处理效果越好。用铁粉作为PRB反应介质,对PRB处理铬污染地下水的长期稳定性进行了研究。试验结果表明,采用Fe0-PRB原位技术处理铬污染地下水,铁粉粒径越小处理废水的水质越好,但介质粒径越小,反应器渗透系数越小,处理水量显著减少;且铁粉在处理含铬废水时生成了大量的难溶化合物,容易造成填料堵塞,导致铁粉利用效率不高。因此有必要研制铁粉复合填料,增大填料的渗透性,提高填料处理含铬废水时铁粉的利用效率。     

生物-化学联合法去除地下水中硝酸盐

采用添加锯末和零价铁的土柱实验,比较了不同填料组成和不同填装方式对硝酸盐去除的影响,初步考察了生物-化学联合法去除水溶液中硝酸盐的效果.结果表明,同时添加锯末和铁粉比单独加锯末或铁粉的脱氮效果好;而只加堆肥腐熟后的锯末比只加锯末的脱氮效果好;只加锯末或堆肥锯末的效果比只加零价铁的好;增加锯末和零价铁的量都有助于硝酸盐的去除,而同时添加活性碳更有助于硝酸盐的去除.此外,填料的不同放置方式对硝酸盐去除有一定影响.在所有处理中,同时加了锯末和铁粉的出水中NO-2-N和NH 4-N浓度最低.这表明生物-化学联合法是一种很有前景的脱氮方法.     

固相反硝化同时去除地下水中硝酸盐和阿特拉津的试验研究

以稻草秸秆作为固相反硝化的碳源和载体,采用自行设计的有机玻璃反应柱研究固相反硝化对地下水中硝酸盐和阿特拉津同时去除的效果。结果表明,当硝酸盐初始浓度分别为50,100 mg/L时,出水硝酸盐浓度在5 d内均达到较高去除率。当硝酸盐的初始浓度提高至150 mg/L时,硝酸盐去除率降低至82.3%。系统反硝化作用稳定,且表现出了一定的耐冲击负荷能力。研究还发现,随着阿特拉津浓度的提升(1,5,10 mg/L),去除率由80%下降至30%。试验结果表明高浓度的阿特拉津更容易达到稻草秸秆的饱和吸附量,产生较多无法被吸附的阿特拉津剩余量。相较于硝酸盐,阿特拉津更容易受到水力停留时间变化的影响,硝酸盐去除率在试验中一直维持在80%以上。阿特拉津去除率随水力停留时间的延长而增加,在HRT为8 h时,稻草秸秆对阿特拉津达到吸附饱和,最大去除率为78.64%。试验表明,适宜的HRT对阿特拉津和硝酸盐的同时去除起着关键作用。     

铁屑对低浓度含铬地下水的处理研究

以某铬渣污染场地上抽提上来的低浓度含铬地下水作为实验研究对象。选用铁屑对含铬废水进行处理。通过静态试验考察了影响六价铬去除率的因素:pH、铁屑用量、反应时间,得到了较好的反应工艺参数。并在静态试验的基础上,用铁屑填充自制的反应柱研究了动态试验的效果。结果表明:六价铬的出水浓度低于0.05 mg/L,达到GB/T 14848-93《地下水质量标准》Ⅲ类排放标准。     

低分子有机酸对高浓度锑砷污染土壤的淋洗效率及机理研究

为研究土壤淋洗技术对锑矿区周边高浓度锑(Sb)、砷(As)污染土壤的修复效果,筛选生物降解性能良好的淋洗剂,以广西河池市南丹县某锑矿区周边高浓度Sb、As污染土壤为研究对象,考察了不同低分子有机酸及淋洗条件(浓度、固液比、淋洗时间和淋洗级数)对Sb、As淋洗效率的影响,利用Wenzel连续形态提取法比较淋洗前后土壤中Sb、As形态变化,并结合扫描电子显微镜-X射线能量色散谱(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法初步探索了淋洗去除土壤Sb、As的反应机理.结果表明：由于草酸(oxalic acid,OA)具有较强的酸性及还原性,其对Sb、As的淋洗效率最高,且在最佳淋洗条件下Sb、As淋洗效率分别可达91.18%、97.63%.高浓度污染土壤中Sb、As主要以铁铝氧化物结合态形式存在,占Sb、As总量的70%以上;OA淋洗后,土壤中结合态、残渣态的Sb、As向吸附态Sb、As转化. OA淋洗去除Sb、As的反应机理主要包括三方面：(1) OA的含氧官能团与Sb、As含氧阴离子竞争土壤颗粒中铁(氢)氧化物表面的吸附位点,发生配位交换,从而解吸出Sb、As;(2) OA的有...     

用钢管酸洗废水生产聚合硫酸铁技术的研究和应用

为了解决钢管酸洗废水污染环境和浪费资源难题,可用其生产聚合硫酸铁,从而实现循环经济。采用蒸发浓缩和催化聚合反应实现聚合硫酸铁的生成。其产品质量达《净水剂聚合硫酸铁》标准,可作为絮凝剂使用。研究和实践证明,用钢管酸洗废水制备聚合硫酸铁是可行的,具有明显的经济效益和环境效益,值得推广。     

Kinetics and corrosion products of aqueous nitrate reduction by iron powder without reaction conditions control

Although considerable research has been conducted on nitrate reduction by zero-valent iron powder (Fe0), these studies were mostly operated under anaerobic conditions with invariable pH that was unsuitable for practical application. Without reaction conditions (dissolved oxygen or reaction pH) control, this work aimed at subjecting the kinetics of denitrification by microscale Fe0 (160–200 mesh) to analysis the factors affecting the denitrification of nitrate and the composition of iron reductive products c...     

螯合型表面活性剂对Pb-Zn复合污染土壤的洗脱效果

为了探究螯合型表面活性剂对重金属污染土壤的洗脱效果,通过室内模拟试验,采用振荡洗脱法研究了新型螯合型表面活性剂LED3A(N-十二酰基乙二胺三乙酸钠盐)对Pb-Zn复合污染土壤的洗脱作用,并重点分析了洗脱时间、ρ(LED3A)、洗脱温度等因素对洗脱效果的影响. 结果表明:室温下LED3A洗脱Pb-Zn复合污染土壤的最佳质量浓度为7.0 g/L、洗脱时间为7.0 h. 洗脱平衡时间随ρ(LED3A)的增加而缩短,洗脱过程符合准二级动力学模型;孔隙扩散为LED3A对Pb和Zn洗脱速率的控制过程,但内扩散并非唯一的洗脱速率控制机制. 等温平衡洗脱试验结果显示,洗脱温度升高有利于LED3A配位污染土壤中的Pb和Zn,LED3A对重金属的洗脱过程为吸热过程. Pb、Zn的BCR形态分级结果显示,LED3A对酸可提取态Pb、Zn的去除率最大,分别达到79.87%、72.51%;氧化物结合态、有机结合态、残余态Pb的去除率分别为31.82%、18.83%、2.30%,相应形态Zn的去除率分别为21.81%、17.60%、26.22%;对比洗脱前、后土壤中重金属的形态分布可知,最易释放和被生物利用的酸可提取态Pb和Zn的质量分数所占比例明显降低,不易或不能被生物利用的氧化物结合态、有机结合态和残余态Pb和Zn的质量分数所占比例明显增加. 研究显示,LED3A洗脱不仅能够去除污染土壤中一定量的重金属,同时可降低污染土壤中重金属对环境的潜在危害,而且不会产生二次污染.      

硫酸、亚钠生产中烟气中水净化洗涤水的循环-硫化处理与综合利用

针对化工厂硫酸、亚硫酸钠生产过程中烟气中水净化系统存在的酸性废水未能利用问题,在净化洗涤水处理综合利用工业实验改进与完善的基础上,将净化洗涤水自身的水质特性、系统循环特点与经典硫化沉淀水处理技术应用有机结合,并形成循环-硫化沉淀酸水处理技术措施,克服烟气中水洗涤净化水处理过程中存在的沉淀分离不够稳定等问题,不但使酸性废水得到高效循环利用,而且使经除杂等处理后的含酸17%以上的酸水,作为补充水用于硫酸干吸系统浓酸的稀释;而且使酸水中所含有价金属酸泥经分步沉淀、分类分离回收后送至冶炼厂提炼,使硫酸烟气中水净化洗涤系统酸性废水得到综合利用并实现其净化酸水系统少排或零排放。     

钠盐类型对表面活性剂清洗煤油污染土壤的强化效应

采用表面活性剂清洗煤油污染土壤,考察添加钠盐对洗脱率的影响,并用Zeta电位仪、表面张力仪对溶液及用接触角仪对清洗前后的土壤进行表征.结果表明,硅酸钠对十二烷基硫酸钠(SDS)清洗的增效作用最明显;酒石酸钠对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及聚氧乙烯月桂醚(Brij35)清洗的增效作用最明显;不同类型钠盐对曲拉通X-100(TX-100)清洗均有一定的增效作用但差别不明显;腐殖酸钠及硅酸钠对皂苷溶液清洗的增效程度相当,但就改良土质而言选用腐殖酸钠作助剂更为合适;硅酸钠对Tw-80清洗的增效作用随着Tw-80浓度的增大而增强,氯化钠和酒石酸钠则相反.钠盐增效清洗的作用机制是降低离子型表面活性剂的表面张力和临界胶束浓度;而非离子型表面活性剂的增效作用则是利用钠盐防止煤油"重吸附"及抗表面活性剂"沉淀",增大胶团体积来实现.接触角测量表明,煤油污染后的土壤亲水性减弱,清洗后接触角变小,亲水性增强,且随着表面活性剂浓度的增大接触角减小,对恢复土壤运输水分和养料正常功能有利.     

低C/N亚铁氧化硝酸盐还原菌群脱氮特性

为削减微污染水库中氮污染负荷,从西安市李家河和黑河水库沉积物中驯化筛分出在低C/N条件下能够高效脱氮的亚铁氧化硝酸盐还原混合菌群,并将其命名为Z13.利用硝酸盐氮为唯一氮源、亚铁与乙酸作为共同电子供体的反硝化基础培养基,研究了亚铁氧化硝酸盐还原混合菌群Z13对氮素、亚铁和有机物等的代谢特征.考察了不同温度、初始pH值、C/N、Fe²⁺浓度对亚铁氧化硝酸盐还原混合菌群Z13脱氮性能及亚铁氧化的影响.结果表明,低C/N条件下亚铁氧化硝酸盐还原混合菌群Z13在78h时硝酸盐氮去除率为99.85%,总氮去除率为89.91%.Fe²⁺的总去除率为99.86%,其中生物氧化率为82.70%,无亚硝酸盐氮和氨氮的累积.单因素实验表明,在温度30℃,pH 6.5,C/N 1.821,Fe²⁺浓度30mg/L时,亚铁氧化硝酸盐还原混合菌群Z13对亚铁氧化和氮素的去除效果最好.亚铁氧化硝酸盐还原混合菌群Z13在微污染水体生物脱氮领域中具有很大的应用潜力.     

Anaerobic biodegradation of benzene series compounds by mixed cultures based on optional electronic acceptors

A series of batch experiments were performed using mixed bacterial consortia to investigate biodegradation performance of benzene, toluene, ethylbenzene and three xylene isomers （BTEX） under nitrate, sulfate and ferric iron reducing conditions. The results showed that toluene, ethylbenzene, m-xylene and o-xylene could be degraded independently by the mixed cultures coupled to nitrate, sulfate and ferric iron reduction. Under ferric iron reducing conditions the biodegradation of benzene and p-xylene could be occurred only in the presence of other alkylbenzenes. Alkylbenzenes can serve as the primary subs＇rates to stimulate the transformation of benzene and p-xylene under anaerobic conditions. Benzene and p-xylene are more toxic than toluene and ethylbenzene, under the three terminal electron acceptors conditions, the degradation rates decreased with toluene 〉 ethylbenzene 〉 m-xylene 〉 o-xylene〉 benzene 〉 p- xylene. Nitrate was a more favorable electron acceptor compared to sulfate and ferric iron. The ratio between sulfate consumed and the loss of benzene, toluene, ethylbenzene, o-xylene, m-xylene, p-xylene was 4.44, 4.51, 4.42, 4.32, 4.37 and 4.23, respectively; the ratio between nitrate consumed and the loss of these substrates was 7.53, 6.24, 6.49, 7.28, 7.81, 7.61, respectively; the ratio between the consumption of ferric iron and the loss of toluene, ethylbenzene, o-xylene, m-xylene was 17.99, 18.04, 18.07, 17.97, respectively.     

亚铁氧化反硝化生物膜反应器中铁矿物的多样性及其对重金属Cd的吸附

亚铁氧化反硝化过程,是指亚铁氧化和NO₃--N还原相结合的生物矿化过程,该过程不仅可以实现水中NO₃--N脱除,还可以得到对多种污染物有较强吸附去除能力的铁矿物。构建了亚铁氧化反硝化过程的连续流式生物膜反应器,分析了反应器运行3个月后内部生成的颗粒物特性及其对重金属镉(Cd)的吸附效果。结果表明:反应器内不同位置会生成颗粒成分不同的铁矿物,下部和中部以菱铁矿为主,上部以针铁矿为主。这些颗粒均具有较大的比表面积和多种有利于吸附的有机官能团,对于水中Cd2+具有较强的吸附能力,不同位置形成的颗粒物的吸附去除率从大到小依次为出水>上部>中部>下部,去除率均可达到84%以上,吸附动力学和热力学方程更符合准二级动力学方程和Freundlich模型。