高鐵錳氨氮有機(jī)污染地下水的鋼渣與沸石PRB活性材料修復(fù)試驗(yàn)研究.pdf

1、　　基于垃圾填埋場滲濾液滲漏造成地下水污染嚴(yán)重和污染成分復(fù)雜、濃度高、難處理等的問題,通過對比研究提出利用可滲透反應(yīng)墻(Permeable Reactive Barrier, PRB)技術(shù)修復(fù)滲濾液污染地下水,而高效、廉價(jià)、環(huán)保的活性材料是PRB技術(shù)研究的核心內(nèi)容和熱點(diǎn)問題。
　　根據(jù)前人的研究基礎(chǔ),篩選了鐵屑、粉煤灰、鋼渣和沸石四種材料對含有COD、NH4-N、Mn2+、Fe2+污染物的模擬垃圾滲濾液污染地下水進(jìn)行修復(fù)試驗(yàn)。

2、通過靜態(tài)試驗(yàn)對比研究鐵屑、粉煤灰、鋼渣和沸石處理污染地下水的有效性、可行性,優(yōu)選去除率較高的鋼渣和沸石為PRB活性材料；利用單因素和正交試驗(yàn)確定鋼渣和沸石材料處理污染地下水的最佳條件；借助動(dòng)態(tài)柱與砂箱試驗(yàn)驗(yàn)證鋼渣、沸石及其混合物去除污染地下水中COD、NH4-N、Mn2+、Fe2+的有效性和最佳反應(yīng)條件。主要的研究結(jié)果：
　　四種材料的靜態(tài)試驗(yàn)表明,鐵屑對COD、NH4-N、Mn2+、Fe2+去除效果較差,對應(yīng)去除率分別為：2

3、4.7%、12.4%、32.6%、41.3%；粉煤灰對COD、NH4-N、Mn2+、Fe2+處理效果一般,對應(yīng)去除率分別為：36.4%、24.4%、33.6%、72.3%；鋼渣對COD、NH4-N、Mn2+、Fe2+有較好處理效果,對應(yīng)去除率分別為：59.2%、24.1%、99.2%、99.7%；沸石對COD、NH4-N、Mn2+、Fe2+鐵處理效果較好,對應(yīng)去除率分別為：36.8%、98.2%、85.3%、99.4%。
　　

4、鋼渣單因素、正交試驗(yàn)表明,各因素影響由主到次的順序?yàn)椋轰撛?鋼渣投加量>振蕩頻率>反應(yīng)時(shí)間,最佳處理?xiàng)l件為：鋼渣粒徑為30~50目(0.3~0.6mm)、鋼渣投加量為5g/100mL、振蕩頻率為150r/min、反應(yīng)時(shí)間為2h。在此條件下, COD、NH4-N、Mn2+、Fe2+的去除率分別為：52.3%、22.4%、99.3%、99.2%。沸石單因素、正交試驗(yàn)表明,影響因素由主到次的順序?yàn)椋悍惺都恿?沸石粒徑>振蕩頻率>反應(yīng)時(shí)間

5、,最佳處理?xiàng)l件為：沸石粒徑為30~80目(0.18~0.6mm)、沸石投加量為5g/100mL、振蕩頻率為150r/min、反應(yīng)時(shí)間為60min,在此條件下,COD、NH4-N、Mn2+、Fe2+的去除率分別為：25.6%、80.7%、75.4%、95.7%。鋼渣和沸石混合單因素實(shí)驗(yàn)表明,最佳條件為：鋼渣與沸石質(zhì)量比為1：1、投加量為10g/100mL、反應(yīng)時(shí)間為2h、振蕩頻率為150r/min,在此條件下,COD、NH4-N、Mn2+

6、、Fe2+去除率分別為59.8%、96.7%、93.1%、99.8%。
　　動(dòng)態(tài)柱驗(yàn)證了鋼渣對COD、Mn2+、Fe2+有較好去除效果；沸石對NH4-N、Mn2+、Fe2+去除效果明顯；鋼渣+沸石對 COD、NH4-N、Mn2+、Fe2+都有很好的去除效果,去除率分別是61.2%、96.3%、97.4%、99.8%。砂箱試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了鋼渣對NH4-N沒有去除效果；沸石由于微生物的存在,對COD、NH4-N、Mn2+、Fe2+

7、均有很好去效果,去除率分別為78.6%、96.38%、97.46%、99.69%；鋼渣+沸石通過物理化學(xué)作用對 COD、NH4-N、Mn2+、Fe2+指標(biāo)有顯著作用,去除率分別為83.6%、95.8%、98.6%、99.7%,是3個(gè)砂箱效果最好的。
　　可見,鋼渣和沸石作為PRB組合活性材料修復(fù)垃圾滲濾液污染地下水有效、可行、廉價(jià),該研究成果可為地下水污染修復(fù)的PRB活性材料研究提供一定的理論依據(jù),并為開發(fā)一種新型的PRB組合