复合介质PRB去除地下水中氯代烃和苯系物混合污染研究

【摘要】地下水是我国重要的饮用水源，但近年来地下水污染逐渐加剧，其中以氯代烃和苯系物为代表的有机污染由单一的污染发展至混合污染，且污染情况越来越复杂。针对这种现状，本研究利用已经广泛应用的渗透反应格栅技术（PRB），将零价铁PRB与微生物PRB进行有机整合，开发了复合介质PRB技术，用于修复地下水中以氯代烃和苯系物为代表的混合污染。本文通过柱实验与野外中试试验结合的方式，研究该技术对于地下水中氯代烃和苯系物混合污染的修复能力以及长期有效性。柱实验中设计了反应柱与微生物控制柱进行对照实验，并选择三氯乙烯作为氯代烃的代表污染物，苯和甲苯作为苯系物的代表污染物。通过监测发现：（1）反应柱和控制柱的零价铁PRB在反应初期都能够完全去除地下水中的TCE污染，反应柱中由于引入了微生物，在微生物PRB段能够很好地去除地下水中的苯系物；（2）当运行达到70pv时，反应柱零价铁PRB出现了TCE的穿透现象，而此时控制柱中由于人为引入了大量的NO3-，此时铁格栅已经不具有还原TCE的能力；（3）微生物能够很好的适应铁格栅出水中的高pH环境，能够很快的将pH降低至适于微生物生长活动的范围，并保持较高的苯和甲苯去除能力；（4）通过监测结果发现，生物格栅内部存在的可能电子受体有Fe（Ⅲ）和SO42-，而在本实验中通过监测结果推测主要电子受体是Fe（Ⅲ）。通过中试试验发现：（1）TCE污染地下水之后会形成污染羽，并向下游扩散。同时TCE的迁移具有一定的滞后现象；（2）通过后期调高TCE的入水浓度后的运行结果发现，实际环境中铁格栅对于TCE的去除能力比较明显，但是由于当地地下水中存在较高浓度的NO3-污染，严重影响了铁格栅的寿命，在运行了60d之后即发现零价铁格栅失去了对TCE的还原能力；（3）由于地下水水位较浅，水中含氧量，Fe（Ⅲ）、NO3-等电子受体较多，且通入的苯系物为易于微生物利用的甲苯，在进入反应池之后很快即被微生物去除，去除效果较高。总体来说复合介质渗透反应格栅去除TCE、苯和甲苯的效果比较明显，但是当地下水中存在高浓度的NO3-时，会严重影响铁格栅的使用寿命，建议在以后的应用中与去除NO3-的工艺联用，以保证格栅的使用寿命。
【作者】田雷；
【导师】陈鸿汉；刘菲；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地下水科学与工程，2014，硕士
【关键词】复合介质；渗透反应格栅；三氯乙烯；苯和甲苯；地下水；

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