用于地下水Cr(Ⅵ)和Cd污染防控的可渗透反应墙材料研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:skylishuai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
地下水作为不可缺少的饮用水水源,由于采矿、冶金等人类活动使得重金属超标后,会在生物体内积累并引起多种疾病。相比于传统的抽出-处理方法,原位修复中的可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB)技术投资低,消耗能源少,处理效果好,越来越多的应用于地下水重金属防控。PRB系统主要由填充的反应性材料组成,因此本文以常用的零价铁和麦饭石为原材料,分别使用有机复合物改性制得酸酐修饰的Fe@Si O2@PEI粒子和阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate,SDBS)改性的麦饭石,将以含氧阴离子形式存在的Cr(Ⅵ)和阳离子Cd2+作为代表性污染物,探讨了温度、p H、重金属离子浓度、吸附剂投加量等因素对改性后的吸附剂吸附性能的影响,然后以合适的质量比将两者混合为复合吸附剂作为PRB的填料,研究进水浓度和流速对动态柱实验的影响,最后使用模型验证PRB的可行性。实验结果表明:(1)在初始浓度为300 mg/L,吸附剂投加量为0.10 g时,酸酐修饰的Fe@Si O2@PEI粒子相比较改性前的零价铁,对Cr(Ⅵ)和Cd的吸附容量达到了47.638 mg/g和62.047 mg/g,分别提升了159.95%和76.60%。研究表明,大量羧基、氨基和羟基的引入使得重金属离子与这些基团进行螯合配位,增强了零价铁对重金属的去除效率。在经过4次吸附-解吸循环后吸附剂对Cr(Ⅵ)和Cd的吸附容量仍在30 mg/g和50 mg/g以上。(2)SDBS修饰的麦饭石增加了表面电负性,扫描电镜表明其表面呈层状分散结构,比表面积增加,XRD和FTIR分析表明阴离子表面活性剂的引入没有改变材料结构和表面基团。在初始浓度为300 mg/L,吸附剂投加量为0.10 g,反应温度298 K的条件下,SDBS改性麦饭石对Cr(Ⅵ)和Cd的吸附容量分别为27.776 mg/g和35.858 mg/g。表面电荷的不同使得吸附剂对Cd吸附量高于以含氧阴离子形式存在的Cr(Ⅵ)。吸附剂对Cr(Ⅵ)和Cd的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。(3)将SDBS改性麦饭石和酸酐修饰的Fe@SiO2@PEI质量比为5:1复合后作为动态试验和PRB的填料,在填充高度为90 cm、进水浓度为60 mg/L、流速为2 m/d的条件下,系统对Cr(Ⅵ)、总铬和Cd的去除率分别达到66.51%、61.43%和68.16%。两者混合的体系中麦饭石粒径较大可以增大填料的有效孔隙度进而增大渗透系数,延缓沉淀造成的堵塞,而改性零价铁将Cr(Ⅵ)还原为Cr(III)后更利于表面为带负电荷的SDBS修饰麦饭石的吸附。在初始条件为进水浓度5 mg/L、反应墙厚度40 cm、进水流速1 m/d的模拟PRB试验中,Cr(Ⅵ)和Cd分别在第33 d和第24 d时超过地下水III类水标准,但是60 d后试验结束时吸附剂尚未完全失效,对两者的去除率仍旧达到85.94%和83.45%,有较强的去除能力。因此本试验所制得的混合填料可应用于PRB对地下水的重金属污染防控。
其他文献
油基钻井液具有良好的润滑、抗温抗盐、抗滤失等性能,在开发难度较大的油气藏时被广泛应用。但油基钻井液经多次使用后性能下降,已难以达到使用要求,成为含油废弃物。废弃油
目的:以相同的磁共振扫描参数为前提,比较基于可控混叠的快速并行成像(Controlled Aliasing in Parallel Imaging Results in Higher Acceleration,CAIPIRINHA)技术加速的三维稳态进动快速成像序列(Constructive Interference In the Steady State-3D,CISS-3D)与传统三维稳态进动
在我国北方早春季设施生产中由于土壤等的缓冲作用,存在土壤温度回温较慢的现象。低温胁迫下,植物根系对于感知根区温度变化更敏感,根区温度的小幅度变化就能直接引起根系发生一系列形态结构和生理生化变化,降低水分和养分的吸收传导速率,同时根系还可以感受、识别根区低温信号,并向地上部传导,降低光合速率,进而影响地上部的生长发育。本研究以番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)品种‘辽
河流沉积物重金属生态风险评价对维护河流生态安全具有重要意义。本文以河流沉积物常见的重金属镉为研究对象,开展基于形态分类的生态风险评价方法及应用研究,通过实验确定了
目的:乳糜泻是一种携带有遗传易感基因的个体因摄入麸质蛋白而诱发的自身免疫性肠病。麸质蛋白,尤其是其中的麦醇溶蛋白,可触发免疫反应,造成肠道炎症和组织损伤。目前,乳糜泻的唯一治疗方法是终生严格无麸质饮食。然而因麸质蛋白被广泛用于食品加工,乳糜泻患者在日常生活中难以完全避免摄入麸质。黑米具有良好的抗氧化、抗炎作用,有可能缓解麸质蛋白引起的氧化应激和炎症等,对肠道损伤起到保护作用。因此,本研究探讨黑米提
研究背景:自Lever首次提出大疱性类天疱疮(Bullous pemphigoid,BP)以来,该病便一直被人们所研究。该病好发于60岁以上的老年人中,临床上以躯干、四肢等部位的张力性大疱为特征。典型的皮肤损伤是基于外观正常的皮肤上有红斑同时伴有水疱或大疱,直径范围从小于1厘米到几厘米不等。女性略多于男性,年发病率估计至少达到6-7/百万人群。随着年龄的增长,疾病的发病率将显著增加。经长期统计发现
水稻种子休眠性与穗发芽抗性和种子的安全贮藏密切相关,同时也严重影响着水稻的产量和稻米品质。因此,研究水稻种子休眠性的遗传基础对培育适度休眠性的水稻优良品种、保障种
目的在固定的扫描时间下,评估呼吸触发门控技术(RT)是否能够减少呼吸运动伪影,从而提高斜矢状位臂丛神经MRI图像质量,提高臂丛神经显示清晰度。材料与方法本试验共选择2019年9月-12月在我院进行臂丛神经核磁检查的24名患者,应用3.0T MRI,分别在有和没有呼吸门控的情况下获得斜矢状位图像,然后由两名放射线科诊断医生在不告知检查过程中RT是否存在的情况下,分别独立的对RT存在和RT不存在时所获
300系列奥氏体不锈钢(304、316、316L)因为其优良的抗氢脆性能,广泛应用于高压氢系统中,作为加氢反应器内衬、储氢容器、高压氢压缩机、压力表、高压阀门、配管、管路接头材
甜瓜(Cucumis melo L.)是我国广泛种植的重要经济作物,其香甜的品质深受消费者认可及欢迎。然而,品种、栽培技术及环境等不利因素使设施栽培中成熟时期的甜瓜常出现苦味,对果实品质及商品性造成了不利影响。苦味是甜瓜果实容易出现的性状之一,主要由四环三萜化合物葫芦素B引起。CPPU是生产中常用的细胞分裂素类植物生长调节剂,因其能有效提高甜瓜坐果率而被广泛应用。生产中发现,浓度较高的CPPU会引