天然矿物组合材料渗透反应墙修复地下水镉污染

实验模拟地下环境,以天然矿物材料石灰石、海泡石和膨润土作为可渗透反应墙(PRB)填充材料,采用正交实验法设计了16种可渗透反应器,研究了天然矿物组合材料组配对污染地下水模拟液中镉污染的修复效果、出水pH、有效孔隙度和渗透系数的影响,同时对机理进行了分析。实验结果显示,组合材料对镉去除率达99.8%以上,石灰石对处理效果贡献最大,增加石灰石用量,处理效果明显改善,当石灰石含量为10%及更高时,对含镉1.0 mg/L的污染地下水模拟液处理后镉浓度低于0.7μg/L,达到地下水质量标准GB/T 14848-93规定的II类水质标准;石灰石用量的增加对渗透系数影响不大,但出水pH呈弱碱性(7pH9),随反应时间延长逐渐降低并稳定于8。增加海泡石和膨润土用量对处理效果改善作用不大,但显著降低体系渗透系数,影响透水性。以正交实验直观分析法计算得到修复效果最优的PRB填充材料组配为石灰石/海泡石/膨润土=20/10/2(质量分数)。     

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.     

生物可渗透性反应墙修复石油烃污染地下水的效果及微生物多样性研究

采用可渗透性反应墙(PRB)协同微生物作用对石油烃污染地下水进行室内模拟修复.研究结果表明,生物PRB对石油烃污染地下水具有较好的处理效果.反应器运行200 d后,生物PRB前端介质总石油烃(TPH)含量高,15个取样点的TPH质量浓度为0.74～5.42 mg/L,后端介质TPH含量较低且分布较均匀,10个取样点中TPH均低于0.29 mg/L,生物PRB出水中未检出TPH.采用聚合酶链式反应(PCR)-变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对生物PRB内的微生物群落结构进行分析,结果显示,生物PRB中微生物群落结构的相似性随着横向距离的增大而降低,其中B2与B5取样点微生物相似度最高,达83.1％.在生物PRB前端TPH浓度高的部位,微生物群落较为稳定,多样性较低,而后端TPH浓度低的部位,微生物群落不稳定,多样性较高.     

海绵铁作为渗透反应墙介质去除地下水中NO3--N的初步研究

采用孔隙率高、比表面积大的海绵铁作为渗透反应墙(PRB)介质,通过3批动态实验讨论了海绵铁+锰砂单层介质、海绵铁+锰砂+活性炭单层介质,以及海绵铁+锰砂和活性炭的双层介质对地下水中NO3--N的去除效果.结果表明,经过292 h的PRB动态实验,填充海绵铁+锰砂单层介质、海绵铁+锰砂+活性炭单层介质、海绵铁+锰砂与活性炭双层介质的反应器的NO3--N去除率分别达到了70.65％、84.22％、88.09％,采用海绵铁与活性炭的单层介质或双层介质的反应器对地下水中NO3--N和TN的去除效果显著增强,出水中NH4+-N浓度相对也有所降低;扫描电镜和X射线衍射分析结果表明,经过PRB动态实验后,海绵铁表面覆盖了厚厚的膜,微孔隙被许多新的物质堵塞,这会导致海绵铁的氧化还原反应能力减弱,阻碍地下水中NO3--N的进一步还原去除,这也是以后实际应用中需要解决的问题.     

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%。     

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。     

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.     

污染地下水原位处理方法:可渗透反应墙

可渗透反应墙法是 2 0世纪 90年代新兴的一种地下水污染原位处理方法 ,该方法目前在欧美已开始进入广泛的工程应用阶段。该方法与早期的一些处理方法相比 ,具有能持续原位处理、处理组分多、价格相对便宜等特点。本文系统介绍了该处理方法的基本原理、系统的结构构造和类型、处理机理和反应材料以及设计与施工等 ,为在我国开展该方法的研究和应用打下基础。     

松树皮在厌氧渗透性反应墙中对地下水的脱氧效果的影响

四氯乙烯(PCE)、三氯乙烯(TCE)等氯化溶剂常被看作地下水中的主要污染物质,针对该类典型污染物,厌氧脱氯渗透性反应墙的应用引起了较多关注。在渗透性反应墙中,微生物消耗地下水中的溶解氧,为后续生物厌氧脱氯提供高还原性环境。树皮填料水解后,同时为好氧微生物消氧气及降解氯化乙烯污染物提供电子,而好氧微生物电子消耗量远高于生物脱氯。研究解释了不同环境下松树皮对好养微生物脱氧作用的维持能力,得到松树皮的耗氧容量为31.2 mg·g~(-1),并证明了不同环境条件会改变反应墙对地下水脱氧反应的速率。     

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。     

污染地下水原位处理方法：可渗透反应墙

可渗透反应墙法是20世纪90年代新兴的一种地下水污染原位处理方法，该方法目前在欧美已开始进入广泛的工程应用阶段，该方法与早期的一些处理方法相比，具有能持续原位处理，处理组分多，价格相对便宜等特点，本文系统介绍了该处理方法的基本原理，系统的结构构造和类型，处理机理和反应材料以及设计与施工等，为在我国开展该方法的研究和应用打下基础。     

Fenton和类Fenton氧化处理地下水中BTEX及其动力学

研究比较Fenton试剂和类Fenton试剂氧化处理地下水中苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)的效果及动力学.结果表明,Fenton氧化处理BTEX较类Fenton效果好,且反应过程中体系均处于强氧化环境,pH值维持在3左右;Fenton和类Fenton氧化去除BTEX过程均符合二级反应动力学方程:1/C=kt+1/C...     

水泥基可渗透反应墙处理渗滤液生物处理尾水的研究

采用水泥基复合剂连续序批式处理渗滤液生物处理尾水,不仅可使出水达《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB 16889-2008)中规定的渗滤液排放二级标准,而且成本低廉.为了避免堵塞,采用间歇式可渗透反应墙处理渗滤液生物处理尾水.填充水泥+CaCO3+CaO2(3者质量比为2:1:1)的可渗透反应墙,由于能持续产生·OH,对...     

生物墙对地下水中六价铬的去除效果模拟研究

通过土柱实验模拟地下水环境,研究以发酵树皮为主要反应介质的渗透性生物墙对地下水中六价铬的去除效果,为六价铬污染地下水的修复提供方法和依据.结果表明,模拟生物墙运行数天后,墙内形成弱碱性(pH 7~8)、强还原(Eh<-100 mV)环境,有利于六价铬转化为三价铬并生成沉淀.在进水六价铬浓度为20 mg/L、水流速度为3.7 cm/d的运行条件下,3周期间生物墙对六价铬的去除率稳定在98%左右,生物墙内沿水流方向三价铬的浓度先上升后下降(最高达6.6 mg/L),出水三价铬约为1.0 mg/L.吸附和微生物转化是生物墙对水中六价铬去除的主要反应.     

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.     

可渗透反应墙技术的水质净化特性

通过中试研究考察了可渗透反应墙(PRB)技术的动态水质净化特性。结果表明:(1)在动态条件下,PRB中试系统中COD、NH4+-N、NO3--N、TN、TP去除率随水力停留时间(HRT)的延长而增加。当HRT为7.00h时,COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别为59.4%、26.9%、76.6%、62.2%、82.0%。HRT的延长使难生物降解的有机物也得到部分降解,PRB中试系统中铁屑及新生态的[H]、铁离子的氧化还原作用可以大幅度提高水的可生化性。(2)PRB技术对COD、NH4+-N、TN、TP的去除主要发生在反应区前半段,而且PRB中试系统中COD、NH4+-N、TN、TP沿程的变化情况可用指数方程来描述,动态模型预测曲线拟合较好。同时,对于实际PRB技术工程,PRB技术选择适当的反应介质及介质配比是关键环节。     

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。     

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。     

复合介质渗透反应格栅去除地下水中的氨氮

针对受低浓度氨氮污染的地下水,实验筛选组合了不同的反应介质,利用串联的多介质填充柱模拟渗透反应格栅,通过物理吸附及生物硝化-反硝化作用来实现氮的去除。结果表明,在进水氨氮浓度为10 mg/L、流速为0.5 m/d的条件下,模拟柱对氨氮的去除率达到98%以上,且不会出现亚硝酸盐及硝酸盐浓度的升高。水体经过释氧柱后溶解氧由2mg/L升高至10 mg/L以上,表明释氧材料可提供硝化细菌所需的好氧环境。好氧柱中填充易于生物挂膜的生物陶粒及对氨氮有较强吸附能力的沸石,二者联用通过生物硝化-物理吸附协同作用实现对氨氮的去除,其中生物作用实现的氨氮去除量占总去除量的50%左右。后续厌氧反应柱填充海绵铁除氧并利用松树皮颗粒作为碳源,创造反硝化菌生长条件,硝酸盐氮浓度可由10 mg/L降低至5 mg/L以下,实现对好氧反应阶段所产生的硝酸盐的去除,避免了地下水的二次污染。