化学—微生物渗透性反应墙（PRB）技术修复铬污染地下水的室内试验研究

【摘要】随着经济社会的快速发展和工业化进程的日益加快,水资源遭受的污染日趋严重,地下水资源受到的重金属污染也越来越普遍,其中来自重金属铬离子污染及其治理的有效方法与技术研发逐渐引起专家和学者们的重视,目前,地下水铬污染原位修复主要采用渗透反应墙(permeablereactivebariierPRB)技术,但是该技术也存在一些不足,比如,修复铬污染地下水采用的常规填充介质—零价铁成本高、需定期更换填充介质以及化学反应介质修复铬污染地下水会带来不同程度的二次污染问题等。为有效解决该工艺存在的上述不足之处,本试验尝试对铁粉、纳米复合材料、铁屑作为填充介质来修复铬污染地下水的效果进行深入研究,以确定最佳PRB填充反应介质及其最佳反应条件；同时,本研究还对具有降解Cr(Ⅵ)特性的微生物进行了筛选和驯化,并对菌种特性进行了初步分析研究,在此基础之上,创新性地构建了化学—微生物双介质渗透反应墙并对其原位修复铬污染地下水的效果和最佳反应条件进行了系统研究。试验结果表明：铁屑、纳米复合材料和铁粉对Cr(Ⅵ)污染地下水均具有较好的修复效果,但相比之下,铁屑同时具有修复效果好和经济成本低的优势,对于5mg/l的铬液,试验过程中铁屑作为反应介质的最佳试验条件是：投加量0.5g、pH值5、反应时间60min、温度25℃。进而以铁屑作为PRB介质修复铬污染地下水,对试验结果进行模拟分析,结果表明：不同流速下,Cr(Ⅵ)去除率随初始浓度变化的最佳回归模型是三次多项式回归分析模型；Cr(Ⅵ)去除率与Cr(Ⅵ)初始浓度和流速都有一定的相关性,且Cr(Ⅵ)去除率和初始浓度的相关性比Cr(Ⅵ)去除率和流速的相关性高；二元非线性回归模型比二元线性回归模型能更好地展示Cr(Ⅵ)去除率随初始浓度和流速的变化趋势。通过比较青海省西宁市某铬渣处理厂附近干土壤、湿土壤和铬污染地下水三种驯化基料降解Cr(VI)的效果表明：湿土壤对Cr(Ⅵ)具有很高的降解能力；微生物修复铬污染地下水最佳碳源和氮源添加量均为5g/l。通过化学—微生物渗透反应墙修复铬污染地下水的研究表明：出水Cr(Ⅵ)浓度为0.04mmg/l,出水二价铁离子离子浓度为0.2mg/l,出水水质指标均达到了我国《地下水质量标准》Ⅲ类水的标准要求。
【作者】杜旺兵；
【导师】韩志勇；
【作者基本信息】兰州理工大学，环境工程，2014，硕士
【关键词】渗透性反应墙；原位修复；地下水；铬污染；去除效果；

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