电化学循环井驱动模拟含水层化学氧化降解三氯乙烯

摘要

传统原位化学氧化地下水修复技术存在氧化剂迁移距离短和利用率低等问题.本研究在双井循环模式促进传质的基础上,通过注水井中的地下水电解原位提供O2和H2,配合乙二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid,EDTA)络合溶解出含水层Fe(Ⅱ),活化O2产生羟基自由基(·OH),实现地下水三氯乙烯(TCE)的氧化降解.在填充了砂土和黏土互层的二维砂槽中,设置电流为0.2A、流速为72 cm/d、初始TCE浓度为3 mg/L,经过9d的连续通电处理后,TCE浓度降低到1 mg/L,降解率达到67％.通电前投加0.5 mmol/L EDTA,经过1d水流循环后含水层中溶解态Fe(Ⅱ)浓度从0～2 mg/L增加到4～14 mg/L,黏土区域较高.通电过程中,循环井促进O2、Fe(Ⅱ)-EDTA和TCE的有效接触与反应,使TCE氧化降解.通电初期,黏土区域Fe(Ⅱ)氧化速率、TCE降解速率较周围慢,后期差异逐渐减小.未通电时加入醋酸钠可促进Fe(Ⅲ)还原,使含水层中铁循环利用.该修复过程通过循环井提升了氧化剂迁移距离,使用源于含水层的Fe(Ⅱ)-EDTA和稳定性较好的O2提高了氧化剂利用率,有望应用于有机污染地下水修复.