废弃混凝土PRB-电动联合修复铅-铜复合污染土壤试验研究

来源 :东北电力大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tanner007
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电动力学修复技术是近些年比较受国内外研究学者青睐的一种土壤修复技术。该技术造价低、无二次污染,尤其适用于低渗透性黏土中污染物的去除,也可以联合其他修复技术对复合污染土进行修复。本文主要以试验室配置的铜、铅复合污染土壤为研究对象,采用电动力学修复技术和渗透性反应墙(PRB)联合进行模拟修复试验。主要结果如下:(1)本文研究废弃混凝土作为吸附材料的安全性以及对水中重金属铜和铅的吸附特性,通过重金属浸出试验和静态吸附试验,考察了其安全性及吸附时间、吸附剂用量、重金属初始浓度对废弃混凝土吸附重金属的影响。结果表明,随着废弃混凝土粒径的减小,有重金属浸出,但都远小于标准值,不会造成二次污染。废弃混凝土对铜和铅的吸附符合Langmiur等温吸附模型,拟合得到的平衡吸附量分别40.75mg/g和86.73mg/g,拟二级动力学模型更适合描述废弃混凝土对铜和铅的吸附过程,说明控制吸附速率的主要是化学吸附。(2)本文通过改变修复电压和阴极电解液柠檬酸浓度参数来优化传统电动力学修复技术,提高土壤中重金属的去除率。结果表明,去除率随着电压的升高而增加,但却不是特别明显。当修复电压由40V升高至50V时去除率增加的最快,铜的去除率增加了5%,铅的去除率增加了5.66%,但是能耗只增加了28.3%,修复电压从50V升高至60V时,两种重金属去除率均提高了1%左右,而能耗却增加了45.7%,最终选择50V电压为后续试验的基础电压。采用柠檬酸控制阴极电解液的pH,使靠近阴极附近的土壤由碱性变成了酸性,有利于两种重金属的去除,通过对比分析,确定柠檬酸浓度为0.2mol/L时去除效果最好。(3)本文将废弃混凝土作为PRB材料,选择50V电压、0.2mol/L的柠檬酸作为修复条件进行电动-PRB联合修复试验,与单独电动力学修复试验进行对比。试验结果表明,与单独电动力学修复试验相比,铜和铅的去除率分别提高了20.1%和15%。并且电动-PRB联合修复比单独修复时的电流要小,总能耗节省了3%。PRB材料的添加能够有效的提高两种重金属在每个土壤区域的去除率,减少土壤中重金属的富集,同时也减少了阴极电解液中重金属的积累,使阴极电解液可以循环使用。(4)本文通过利用活性炭、沸石、钢渣3种曾被用作PRB的材料与废弃混凝土进行相同修复条件下的联合修复对比试验,通过对比分析废弃混凝土作为PRB材料的实用性。试验表明,4种PRB材料进行电动-PRB联合修复时,两种重金属的去除率都有提高,其中钢渣和废弃混凝土作为PRB材料时,对比单独修复时重金属去除率提高在15%-23%之间,但钢渣比混凝土能耗要高31.9%。废弃混凝土作为一种资源再利用的材料,相比其它材料性价比较高,还可以节约资源,具有更好的能源利用率。
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