渗透性反应墙在地下水污染修复中的应用

渗透性反应墙技术是近年来比较流行的地下水污染原位处理方法。本文综述了渗透性反应墙技术的基本机理、主要结构类型、活性反应介质的选取原则及主要的反应介质,介绍了渗透性反应墙的工程实践应用及存在问题。     

零价铁PRB技术在地下水原位修复中的研究进展

PRB(可渗透反应墙)是地下水治理中新型的原位修复技术,具有成本低、处理效果好、对环境干扰小等优点,已逐渐应用到实际. 原位修复技术中PRB根据结构的不同可分为单处理系统PRB和多单元处理系统PRB,单处理系统PRB适用于单一污染物、污染浓度较低、污染羽规模较小的场地,多单元系统用于污染场地较复杂、污染种类较多的场地. 零价铁PRB去除地下水中无机污染物及有机组分的反应机理主要是氧化还原反应和还原性脱卤反应. 实际场地PRB的运行中存在的主要问题是零价铁钝化及PRB堵塞,现阶段的解决方法主要包括超声、电化学等,但为了提高PRB技术的实用性,铁材料的解钝化技术、实际场地PRB的设计与安装、PRB体系的长期运行及服务期满后的处置均需进一步的研究探索.      

污染地下水零价铁原位反应带修复技术:理论·应用·展望

ZVI-IRZ(零价铁原位反应带)是一种新兴的地下水原位修复技术,具有工程造价低、施工简单、环境扰动小、修复效果好等优势, 而ZVI(零价铁)自身理化性质、场地的水文地球化学特征以及场地的污染状况等是影响修复效果的主要因素. 当前的研究内容主要包括IRZ(原位反应带)中ZVI的反应活性、稳定性、迁移性、生物毒性以及注入方式等方面. 在修复工程中存在的问题主要体现在:①ZVIs(细粒径零价铁)在含水介质中的迁移性较差,并且多采用Fe2+、pH等间接指标考察含水层中ZVIs的分布情况;②ZVIs表面钝化而诱发介质反应活性下降;③ZVIs的潜在生物环境效应尚不明确. 因此,需要加强对ZVIs表面改性手段、作用机制、老化特性、使用寿命、解钝化及钝化抑制技术等方面的理论与应用研究,还应关注ZVIs在环境中的归趋、转化机制和暴露路径,建立生态系统尺度上的评估体系; 同时,在实际应用中,需要在系统评估污染场地水文地质条件的基础上,加强对注入含水层中ZVIs及其反应产物的原位监测技术研发和监测体系完善.      

硫化零价铁的制备及去除头孢噻肟机理研究

采用后置硫化法制备了硫化纳米零价铁(S-nZVI),并采用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等方法表征了材料表面形貌及元素化学形态等特性.同时,以头孢噻肟为目标污染物,考察了S-nZVI对其去除效率及去除机理等.结果表明,S-nZVI颗粒呈球形,平均粒径为56 nm,材料表面形成一层不连续的低密度FeS/FeSn.硫化率、Fe~(2+)和溶液p H均能影响S-nZVI对头孢噻肟的去除.S/Fe=1/4(质量比),S-nZVI投加量为0.5 g·L~(-1),溶液pH为8时,120 min内头孢噻肟的去除率为82.2%,远大于nZVI的去除率(23.4%).最后,采用液相色谱-电喷雾质谱分析了头孢噻肟的降解产物,发现头孢噻肟的降解主要是由酯基取代反应和内酰胺键的开环反应引起的.     

零价纳米铁吸附去除水中六价铬的研究

利用液相还原法制备的零价纳米铁(nZVI)进行了去除水中Cr(Ⅵ)的实验研究.结果表明,nZVI对Cr的去除效果明显优于还原铁粉和粉末活性碳;pH值越小、初始Cr浓度越低、nZVI放置时间越短及投加量越大均有利于水中Cr(Ⅵ)的去除,最佳去除率近100%;反应动力学拟合结果表明,nZVI去除六价铬符合准二级动力学模型;反应后nZVI颗粒的扫描电镜及电子能谱结果显示Cr占12.02%(wt),结合对反应溶液中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)分析,说明吸附、还原与共沉淀可能是nZVI去除水中六价铬的主要机理.     

微米零价铁去除磷酸盐效果与机理研究

为探究微米零价铁除磷效果与机理,首先考察了水化学条件对微米零价铁除磷效果的影响;其次研究了微米零价铁对磷的去除效果以及酸盐磷在磁性固体和悬浮固体中的动态分配情况,并通过监测不同浓度反应体系中理化参数(pH、DO、ORP)的变化,进一步分析了体系中的反应过程;最后通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对反应产物进行了分析。结果表明:较低pH能显著提高微米零价铁的反应活性,加快磷的去除;离子强度的增加可加快反应速率; AsO 4 3 -和 SiO 3 2 -对微米零价铁除磷具有明显的抑制作用, SO 4 2 -影响很小,而 NO 3 -和 CO 3 2 -有一定的促进作用。被去除的磷酸盐在反应产物磁性固体和悬浮固体中的浓度接近。SEM分析表明,有磷条件与无磷条件下反应产物固体表面形貌具有明显区别。XPS分析表明,微米零价铁除磷过程中主要生成了Fe2+铁和Fe3+。1,10-菲啰啉掩蔽试验结果表明,磷酸盐与Fe2+结合是微米零价铁除磷的主要途径。XRD分析发现生成了H2FeP2O7,说明微米零价铁除磷存在沉淀作用。     

零价铁表面积对泥浆反应体系中硝基苯降解行为的影响

硝基苯能够被零价铁还原成为苯胺. 利用气相色谱分析方法,研究了泥浆体系中零价铁表面积对硝基苯污染底质降解行为的影响. 结果表明,在沉积物中初始w(硝基苯)为8.87 μg/g,按照3.27 g/L最佳比例投加还原铁粉,经2 h反应约有97%的硝基苯被降解;其还原机理为表面接触反应,铁粉总表面积是影响硝基苯降解的主要参数;沉积物中硝基苯降解速率常数(K)和残留量(y)与单位体积泥浆中零价铁总表面积(ρ_a)之间表现为线性和负指数相关性,其关系式分别为:K0.006　5+5.165　87×10－4ρ_a和y8.57exp(-ρ_a/7.66)+0.25;零价铁还原硝基苯的降解过程,其降解动力学符合准一级方程,并且通过SEM扫描电镜发现零价铁在反应过程中表面被严重腐蚀,颗粒组成发生明显改变.      

零价铁去除水中钼的研究

文章通过序批实验,研究了零价铁对钼的去除效果,考察了零价铁投加量、钼初始浓度、pH值及竞争离子等因素的影响。结果表明,零价铁对钼具有较好的去除效果。钼的去除效率随pH值的降低而增加,在pH=2.0时,去除率达到98%;无机阴离子均在不同程度上抑制钼的去除,而无机阳离子则促使钼的去除率从60%提高到95%。     

零价铁脱氯还原多氯联苯的研究进展

多氯联苯(PCBs)是环境中广泛存在的一种典型的持久性有毒有机污染物,对人类和环境产生了许多不利影响。近年来,零价铁技术作为化学修复PCBs污染介质的一种有效方法,具有较好的应用前景。文章综述了国内外应用零价铁技术对环境介质中PCBs污染物脱氯还原的研究进展,介绍了铁粉、纳米铁、铁钯双金属降解PCBs的反应以及影响因素的研究,指出了目前利用零价铁技术降解PCBs研究存在的问题,并对今后零价铁脱氯还原技术治理土壤或沉积物中PCBs污染物的实际应用提出了展望。     

南渡江铁含量测定的影响因素

调查南渡江铁在溶解相和颗粒相的分布,并开展实验探讨颗粒物和pH对铁测定的影响。南渡江下游总铁的变化范围从1.374到3.098 mg/L,跟浊度呈现较强的相关性(R2=0.8930)。溶解态铁的变化范围为0.043~0.072 mg/L,仅占总铁2%~3%。自然静置实验铁的浓度从1.550 mg/L降到0.043 mg/L,移除率达到93.1%。加酸静置实验表明加酸能促使颗粒态或胶体态铁析出到溶解相。     

Pd-Cu/石墨烯协同零价铁(Fe0)的催化反硝化实验

为解决城市污水处理厂二级出水中硝态氮含量较高的问题,对Pd-Cu/石墨烯协同零价铁(Fe0)的新型催化反硝化法处理水体中NO3--N 进行了深入研究,重点对催化反硝化操作条件进行了优化.研究发现,新型催化反硝化法获得较好催化效果的最佳运行条件为:Fe0 投加量为4 g/L,m(Pd)∶m(Cu)为3 ∶1,溶液pH 为...     

零价铁法处理木竹制浆造纸中段废水的实验研究

应用零价铁法处理木竹制浆造纸含氯漂白工段产生的中段废水。考察了反应时间、pH值、零价铁投加量等因素的影响。结果表明,铁粒投加量、反应时间和实验水样初始pH值对水样中AOX和COD有明显影响,当铁粒投加量为100 g/L、反应时间为4 h、初始pH值为3.0时,AOX去除率可达65.3%,COD去除率可达53.6%。     

透水砖铺装面层抗冻性能实验

透水铺装是雨水源头减排的重要技术之一,其在寒冷地区冻胀损坏是亟待解决的突出问题。透水砖是广泛采用的透水铺装材料,通过冻融循环实验,对透水砖铺装面层不同孔隙率、水饱和度及不同透水基层厚度条件下的面层抗冻性进行研究,结果表明:面层孔隙率与其抗冻性能呈负相关,孔隙率越高,面层抗冻性能越差。面层水饱和度与其抗冻性能呈负相关,水饱和度越高,抗冻性能越差;面层水饱和度90%是产生冻胀损坏的临界值,当面层水饱和度<90%时,其抗冻性能受损较小;当面层水饱和度>90%时,其抗冻性能明显变差。透水基层厚度对透水砖铺装面层抗冻性的影响较小。3个主要因素对透水砖铺装面层抗冻性能影响程度顺序为:面层水饱和度>面层孔隙率>透水基层厚度。     

PRB修复地下水污染的研究综述

综述了可渗透反应墙(PRB)的概念、结构、反应机理,按照处理不同的污染物和反应介质对PRB进行分类,并对此应用现状进行了分析,分析当前PRB技术在修复地下水污染中所遇到的问题,展望其未来发展方向.     

零价铁活化过硫酸钠降解2-萘磺酸

近几年来,基于SO-4·的新型高级氧化技术逐渐成为水处理领域的研究热点。利用零价铁活化过硫酸钠产生SO-4·对水溶液中2-萘磺酸开展了降解研究。考察了零价铁投加量、过硫酸钠浓度、温度、p H值、腐殖酸、富里酸、硫酸盐及2-萘磺酸初始浓度对2-萘磺酸降解效果的影响。结果表明:温度升高,酸性或中性环境下有利于2-萘磺酸的降解;零价铁投加量为0.1 g/L、过硫酸钠浓度为3.0 mmol/L时,2-萘磺酸的降解率高达96.8%;腐殖酸和富里酸的存在有利于2-萘磺酸降解,硫酸钠的存在会抑制2-萘磺酸降解。研究表明:采用零价铁活化过硫酸盐降解技术去除水溶液中2-萘磺酸具有广阔的应用前景。     

零价铁-四钛酸钾晶须处理铀矿山废水

以四钛酸钾晶须作为处理材料去除废水中的铀,考察了四钛酸钾晶须投加量、溶液pH值、铀初始质量浓度、反应时间和温度等因素对去除效果的影响。结果表明:在温度为25℃、pH=8.0、反应时间为120 min的条件下,四钛酸钾晶须对初始质量浓度为100 mg/L的含铀废水中铀去除率达97.4%。在此基础上开展零价铁和四钛酸钾晶须联合处理含铀废水研究,二者在实验所设的8种投加量情况下均可将初始铀浓度为100 mg/L的废水降至GB 23727—2009《铀矿冶辐射防护和环境保护规定》规定值0.05 mg/L以下。在增加投加量的基础上,二者联合处理,可使铀浓度约为50 mg/L的实际铀矿山废水中铀含量降至0.1 mg/L左右,去除率达99.8%。     

非结构因素对石灰石水浴脱硫的影响

使用烟气净化测试系统 ,通过模拟烟气冷态正交实验 ,研究非结构因素对石灰石水浴脱硫的影响。经实验结果方差分析可知 ,在影响脱硫效率的诸因素中 ,烟气喷管在水中的插入深度为最显著因子 ,烟气中的二氧化硫浓度为次显著因子 ,钙硫比及喷管风速则为较显著因子。     

驯化菌种降解油制气废水的影响因素研究

利用筛选的3种微生物,在初步研究其对某些化合物降解能力的基础上,考察其降解油制气废水过程中一般因素如温度、pH值、供氧条件、废水浓度以及营养因素如磷源、碳源对微生物降解能力的影响。研究表明,各菌种可在自然环境条件范围内,保持对废水CODCr降解效果的稳定性。葡萄糖、乙醇的加入,可将各菌种对CODCr的去除率分别提高16.9%~26.5%、17.6%~25.6%。     

渗透反应墙技术处理铀尾矿库渗漏水的研究现状

铀尾矿库渗漏已造成严重的环境辐射问题。为保护铀尾矿库区地下水资源及其生态环境,迫切需要一种低价有效的方法对库区地下水放射性污染进行治理。渗透反应墙技术是用于原位治理污染地下水中污染组分的一种高效技术。介绍了铀尾矿库区地下水铀污染的几种主要修复技术,渗透反应墙的基本原理,结构类型及设计安装,分析了零价铁反应材料去除铀的作用机理,综述了当前国内外渗透反应墙技术治理铀矿山及尾矿库区地下水铀污染的实际工程应用情况,最后指出该技术当前存在的问题,并提出相应的研究展望。