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。     

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.     

铸铁和椰壳活性炭混合介质修复高浓度Cr(Ⅵ)污染地下水研究

铬是人体和动物必需的微量元素之一。但高浓度的铬,尤其是地下水中的Cr(Ⅵ)可能对人体健康和环境造成很大的危害,因此研究高浓度Cr(Ⅵ)污染地下水的修复技术至关重要。应用铸铁和椰壳活性炭作为模拟柱中渗透反应格栅(PRB)的反应介质,为了防止实验过程发生堵塞,添加适当河沙,通过铸铁的还原作用及椰壳活性炭的吸附作用研究PRB对高浓度Cr(Ⅵ)污染地下水的修复效能。结果表明:铸铁、椰壳活性炭、河沙的质量比为3∶1∶4、Cr(Ⅵ)为400 mg/L条件下,完全穿透时反应材料对Cr(Ⅵ)整体去除率为67.0%,PRB反应介质寿命为165d;侧孔Cr(Ⅵ)浓度随时间延长而逐渐增大,离进水口越近,材料去除Cr(Ⅵ)的能力降低越快;出水及沿程在没有Cr(Ⅵ)检出时pH为4.5～7.0,出水有Cr(Ⅵ)检出时pH均大于7.0;出水中无Cr(Ⅵ)检出时,总铁(TFe)含量较高,Fe(Ⅲ)含量较少,有大量Fe(Ⅱ)产生,出水有Cr(Ⅵ)检出时,对应的Fe(Ⅲ)和TFe检出浓度均较低,说明柱体内铸铁材料基本钝化完全。     

电动与渗透反应格栅联合修复镉污染地下水实验

通过实验方法研究了地下水中镉污染的电动力学修复效果,并分析其迁移变化特征。实验结果表明,电动修复中由于阴阳两极的氧化还原反应造成电极附近pH值产生明显变化,其中阳极附近的pH值由开始时的7.0逐渐变小到6.8,而阴极附近则相反,由开始时6.9逐渐增大到9.1,表明土壤的酸碱条件变化明显。Cd浓度变化反映在自然渗透条件下含水层中重金属污染物的迁移能力较弱,阳极附近地下水中Cd的去除率仅8.4%,而在电场作用下地下水中重金属的浓度发生明显变化,使得重金属污染物能在电极附近富集而被去除,当实验电场强度为0.5 V/cm时,Cd在阴极的累积使得阳极附近地下水中去除率为72.9%,说明电动修复重金属Cd污染地下水的效果明显好于自然渗透状态。     

地下水中锰对滤料表面氧化膜去除氨氮的影响

在中试实验条件下,考察锰对石英砂滤料表面复合氧化膜去除氨氮的影响.实验结果表明:进水不含Fe2+、Mn2+的条件下,接触氧化对NH4+-N的最大去除能力约为2.0 mg/L;氨氮浓度低于2.0 mg/L时,锰离子对氨氮的去除没有明显影响;增大进水氨氮浓度为2.7 mg/L时,进水锰离子浓度为1.8 mg/L时最有利于活性滤膜对氨氮的去除,氨氮的去除率较进水不含锰离子时提高了14.3%,出水氨氮浓度低于饮用水标准限值0.5 mg/L.     

地下水中二价锰对成熟石英砂滤层去除氨氮的影响

在中试条件下,考察了地下水中二价锰离子（Mn2+）对成熟石英砂表面滤膜去除氨氮（NH4+-N）的影响。结果表明,当进水Mn2+浓度不大于3.5 mg·L-1时,NH4+-N去除率随进水Mn2+浓度增大而增大。相应地,Mn2+的存在使得进水NH4+-N的浓度上限由2.51 mg·L-1提高到2.83 mg·L-1,且NH4+-N和Mn2+可实现同步去除。此外,进水Mn2+的存在（（2.1±0.1）mg·L-1）使得去除NH4+-N所需要的温度下降,这说明Mn2+对石英砂表面复合氧化膜催化NH4+-N氧化具有一定的促进作用,从而提高了NH4+-N在滤柱中的去除速率。     

公路两侧土壤中铅和镉污染以及存在形态分布的分析

测定了土壤中铅、镉总量,并采用五级连续浸提法和石墨炉原子吸收分光光度法对北京市3条典型公路两侧的土壤样品中铅和镉的存在形态分布进行了测定.结果表明,所选3条公路出京方向右侧的土壤铅和镉污染严重,其铅、镉总量分别是北京地区土壤铅和镉含量背景值的1.62～6.69、5.97～18.74倍.土壤中铅主要以铁锰氧化物结合态、碳酸盐结合态、有机结合态和残渣态等形式存在,镉主要以铁锰氧化物结合态和残渣态形式存在,而活性强的离子交换态浓度均较低.不容忽视的是,铅和镉的碳酸盐结合态在碱性条件下稳定,但是具有遇酸释放的隐患.     

地下水中多环芳烃迁移转化研究

吸附和生物降解是受污染地下水中多环芳烃(PAHs)归宿的主要途径.论述了PAHs在含水层中吸附过程的特征、影响因素与研究方法,并比较各种研究方法的优缺点;分析了PAHs在含水层中生物降解过程机制以及研究进展;介绍了PAHs在地下水中迁移、转化数学模型与数值模拟的研究开发状况;指出了PAHs与固相介质的吸附机制和竞争吸附行为、高分子量PAHs的生物降解途径和机制及共存PAHs或与其他污染物在地下水中的迁移、转化、归宿与修复技术是深入研究的方向.     

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。     

多介质环境循环模型的研究进展

多介质环境模型是８０年代发展起来的新型环境数学模型，它将各种不同环境介质单元同导致污染物跨过介质间交界面的各种过程相连接，对污染物的过程，迁移和归趋进行模拟，对环境影响的早期评价、化学品的环境暴露和安全管理具有重要的意义。本文就多介质环境数学模型的基本理论、研究现状、应用前景和发展趋势作了综述和展望，并提出了值得开展研究的若干前沿课题。文章还给出５幅图解和约１００篇参考文献。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

可渗透反应墙技术在固废填埋场渗滤液处理中的应用

可渗透反应墙技术(PRB)是一种高效、节能、绿色、可持续的原位修复技术,能有效治理垃圾渗滤液及污染地下水。由于固废填埋场渗滤液性质类似,PRB技术也可用于固废填埋场渗滤液的原位处理。以重金属污染土壤经固化/稳定化修复后安全填埋产生的渗滤液为研究对象,经前期调研筛选PRB反应介质,采用静态批实验、动态柱实验评估反应介质的修复效果,同时通过PRB设计、施工、运行监测等工程实践验证PRB技术处理渗滤液的可实施性。结果表明,选择赤铁矿和石灰石作为PRB反应介质,当赤铁矿∶石灰石=2∶1、反应时间为12 h时,对镍、砷、锑吸附容量分别达到499.31、494.32、18.63 mg·kg⁻¹。以赤铁矿∶石灰石=2∶1作为柱实验填充材料时,反应0~28 d溶液中砷、锑的浓度均远低于修复目标值,镍的浓度在反应0~14 d内达标、21 d后浓度急剧上升穿透PRB柱。采用上述填充材料建设与渗滤液收集池一体化的连续反应墙时,设计墙体厚度1.5 m。在工程运行初期,PRB建成使用1~3月后,场内监测井污染物数据均达到地下水Ⅳ类标准,且下游监测井污染物数据施工前后无变化未造成二次污染。PRB处理固废填埋场渗滤液具备一定应用前景。     

电动力耦合PRB技术修复POPs污染土壤

针对传统电动法修复土壤中持久性有机污染物（POPs）效率较低的问题,研究了电动力耦合渗透性反应墙（PRB）技术以提高污染物去除效率。以菲和2,4,6-三氯苯酚为目标污染物,铁碳混合物作为PRB填料,通过预实验确定了污染物的迁移方向及PRB的设置位置（靠近阴极）,探究最佳修复时间和电压梯度下人工配制模拟污染土壤中目标污染物的去除效果。结果表明：菲和2,4,6-三氯苯酚都是随着电渗流从阳极向阴极进行迁移。在电压梯度为1 V·cm-1,控制铁碳PRB的pH为4,铁碳质量比为6∶1的条件下,经过15 d的修复,菲总去除率可比传统电动力技术提高69.86%,2,4,6-三氯苯酚总去除率可比传统电动力技术提高71.53%。研究表明,电动力耦合PRB比传统电动力技术有明显的优势,在修复有机污染土壤方面具有良好的发展前景。     

污染土壤及地下水修复的PRB技术及展望

PRB技术是一类就地修复污染土壤及地下水的新型技术 ,主要由注入井、浸提井和监测井3部分所组成。污染地区的水文地质学研究 ,是实施该技术的关键 ;化学活性物质的筛选、注入的部位、浓度、速率以及是否均匀分布 ,是该技术是否有效的关键要素。胶态零价铁PRB技术 ,被证明是一项修复由卤代烃、卤代芳烃和有机氯农药以及一些有毒金属 (如铬、硒、铀、砷和锝等 )引起的土壤及地下水污染的有效技术。尽管这些技术存在一定的弊病 ,但与传统的处理方法相比 ,其技术上的优势是十分明显的。可以预料 ,这一技术在我国有良好的应用前景