论文部分内容阅读
渗透反应格栅（permeable reactive barrier,PRB）是一种用于污染地下水原位修复的新兴技术。零价铁（zero valent iron,Fe0）是在实验室研究和工程应用中使用最广泛的反应介质。Fe0由于自身的特性,在实际应用中极易团聚、失活、板结,甚至导致Fe0-PRB堵塞,限制了该技术的大规模应用发展。为解决Fe0-PRB中Fe0利用效率低、易板结、堵塞的问题,采用粒径为0.074mm试剂铁粉和0.1500.270mm工业铁粉为反应介质,分别在Fe0表面负载不同比例的Cu或Ni制备Fe/Cu、Fe/Ni双金属和Fe/Cu/Ni多金属颗粒,通过批试验研究Fe0、双金属和多金属系统去除Cr（Ⅵ）的性能、机制,通过PRB柱试验比较不同PRB反应介质的除铬效果和PRB柱运行的长期稳定性,为提高Fe0-PRB反应介质的利用效率和使用寿命提供理论指导和技术支撑。批试验结果表明:双金属和多金属系统能够显著提高Cr（Ⅵ）去除率和Fe0利用效率。反应8h达到平衡后,试剂Fe0和工业Fe0的Cr（Ⅵ）去除率仅为45%和20%,两种Fe0的Fe/Cu双金属、Fe/Cu/Ni多金属的Cr（Ⅵ）去除率均能达到90%以上,试剂Fe/Ni和工业Fe/Ni的Cr（Ⅵ）去除率最高分别为76.6%和44.0%。反应过程中可溶的Cr（Ⅲ）浓度较低。反应后溶液的pH从反应前的5.0升至10.0左右。反应初期总铁浓度超过了0.30mg/L,其余时间均达标。反应过程中Cu2+浓度均在0.40mg/L以下,均未检测出Ni2+。PRB柱试验结果表明:反应介质与含Cr（Ⅵ）模拟地下水反应生成的Fe（Ⅲ）-Cr（Ⅲ）氢氧化物或Fe（Ⅲ）-Cr（Ⅲ）羟基氧化物的共沉淀会附着在反应介质中。当试验出水中Cr（Ⅵ）浓度达到20.00mg/L时,PRB柱处理含Cr（Ⅵ）模拟地下水的出水体积从高到低依次为:试剂Fe/Cu/Ni柱>试剂Fe/Cu柱>工业Fe/Cu柱>试剂Fe/Ni柱>工业Fe/Cu/Ni柱>试剂Fe柱>工业Fe/Ni柱>工业Fe柱。PRB柱出水中可溶的Cr（Ⅲ）浓度很低;总铁浓度均在0.30mg/L以下;pH由6.5升至10.0左右;电导率先迅速升高然后降低,最后又有小幅度的升高。双金属和多金属系统能够显著提高Cr（Ⅵ）去除率和Fe0利用效率,提高PRB柱处理含Cr（Ⅵ）模拟地下水的出水体积,延长PRB柱的使用寿命,一定程度上可以解决Fe0-PRB反应介质利用效率低的问题。