电动修复硝酸盐污染高岭土影响因素

【摘要】近几十年来，随着工农业的发展地下水和土壤硝酸盐氮污染日益严重，土壤硝酸盐氮污染修复技术越来越受到广泛重视。本文以高岭土中硝酸盐氮污染为主要研究对象，采用当前国际土壤修复研究热点电动修复技术，以提高土壤硝酸盐氮的去除率为目的，使用板框式电动装置、板框式电动与PRB联合装置试验及阳极内置辐射式电动装置进行试验，主要研究了阴阳极的pH值、修复时间、修复电压、EK+PRB联合修复及电极排列方式对修复效果的影响，得到如下结论：（1）在电迁移作用下带正电的硝酸根离子向阳极迁移，部分硝酸根离子在电渗析作用下向阴极迁移，少量硝酸盐氮在阴极附近被还原为亚硝酸盐氮和氨氮。（2）电动修复过程中用乙酸和氢氧化钠溶液分别对阴极和阳极的pH加以控制时，土壤硝酸盐氮的去除率明显提高。对于硝酸盐氮初始浓度为1000mg/kg的高岭土，将土壤的pH控制为中性，修复电压为30V，修复时间为10天时，硝酸盐氮的去除率可高达99.25%。（3）延长修复时间和增大修复电压，土壤硝酸盐氮的去除率都会升高，但是延长修复时间电能消耗呈增加趋势，增大修复电压电能消耗也会增加。综合考虑去除效率和电能消耗2种因素，对于试验所研究的硝酸盐污染高岭土最佳修复时间是4d，最佳修复电压为0.7~1.0V/cm。当修复电压为1.0V/cm，修复时间为4d时，土壤硝酸盐氮的去除率为87.67%，电能消耗为335.2kW·h·g-1。（4）EK+PRB联合修复系统中，NO3-被PRB(Fe)还原的主要产物是NH4+。可能由于废铁屑的还原性下降或硝酸根离子通过PRB的速度较快，绝大部分NO3-透过PRB继续向阳极移动导致NO3-的去除率与EK系统相比要低。氨氮的毒性比硝酸盐氮小，且溶液中氨氮的处理要比硝酸盐氮容易，相比EK系统EK+PRB（Fe）系统在处理土壤硝酸盐氮污染时更具优势。（5）使用阳极内置辐射式电动装置进行试验，不对阴极和阳极的pH加以控制，施加10V电压即电压梯度为1Vcm-1，运行时间为6天时，硝酸盐氮的去除率为47.66%，去除率相对较低，可见阳极内置式电动装置与板框式电动装置相比并不具优势。
【作者】韩娟娟；
【导师】侯光才；胡伏生；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地质工程，2014，硕士
【关键词】电动修复；硝酸盐污染；去除率；

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