PRB技术修复地下水中硝酸盐反应介质的试验研究

摘要

可渗透反应墙技术是自90年代来发展迅速的一种原位治理地下水污染的修复技术。其关键技术之一是反应介质的研制。国内外就墙体活性反应介质的研究工作主要集中在对零价铁去除各种污染物效能的探究，采用生物负载介质原位修复硝酸盐污染地下水的研究尚未见报道。目前，结合研究地区的区域性特征选择适宜的PRB反应介质是我国将该技术用于工程实践的研究重点，也是本论文研究的重点内容。 本项研究以此为出发点，针对被硝酸盐污染的地下水，用生物介质和化学介质分别作为PRB反应材料，试验所用的条件参数（温度、pH、含水层孔隙率、地下水流速等）依据辽河流域脆弱性强的地下水环境给出，通过设计系列模拟试验进行去除地下水硝酸盐的研究，考察地下水环境条件下PRB两种反应介质对硝酸盐去除效果的影响，并将试验效果进行对比分析，为实施PRB工程提供技术参数。 试验结果表明：通过正交试验确定制备固定化生物介质载体的最佳配比为（质量分数）：PVA：8%、海藻酸钠：0.2%、氯化钙：4%；细菌的最佳接种量为0.20mg干菌泥/L； 根据一系列静态试验确定固定化小球在地下水环境中的最佳反应条件：温度：13-15℃、pH：7.2-7.5、进水COD：700mg/L、最佳停留时间：2.5h。 通过试验找到Fe0去除硝酸盐的最佳辅助物，Fe0/粉煤灰最高去除率为79%；而Fe0/活性炭对硝酸盐的最高去除率达80.37%。因此，本试验选用活性炭作为零价铁的辅助反应介质；不同Fe0/C质量比对硝酸盐还原作用有一定影响。相对比较，当Fe0/C=2时，降解效果较好；反应介质粒径对硝酸盐的去除过程具有一定的影响。经试验对比研究发现，细炭/零价铁粉的组合方式更有利于硝酸盐的去除。 通过动态试验可知，在地下水环境条件下，当进水COD保持在700mg/L左右时，以固定化生物介质为填料的PRB反应器可以连续运行45天左右，其对硝酸盐的去除率保持在90%左右，以该介质作为PRB墙体反应材料有一定可行性；化学反应介质Fe0/活性炭对硝酸盐的去除也有一定效果，通过地下水动态试验模拟研究发现，以该介质作为填料的PRB反应器对硝酸盐的去除率稳定保持在60%左右。但是，在反应中有一定量的副产物氨氮产生，影响了去除效果。 通过将上述两种材料作为PRB反应介质的对比试验发现，固定化生物介质对硝酸盐的去除效果优于化学反应介质。以固定化生物介质作为PRB的反应介质来修复硝酸盐污染的地下水具有潜在的应用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 仪器及测试方法

第三章 固定化生物介质制备及其降解硝酸盐性能研究

第四章 化学反应介质-Fe0降解硝酸盐效能的研究

第五章 去除地下水中硝酸盐的室内动态模拟试验

第六章 结论与建议

参考文献

作者简介、作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢