高鐵錳氨氮有機污染地下水的鋼渣與沸石PRB活性材料修復(fù)試驗研究.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、環(huán)保的活性材料是PRB技術(shù)研究的核心內(nèi)容和熱點問題。
　　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行修復(fù)試驗。

2、通過靜態(tài)試驗對比研究鐵屑、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確定鋼渣和沸石材料處理污染地下水的最佳條件；借助動態(tài)柱與砂箱試驗驗證鋼渣、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、正交試驗表明,各因素影響由主到次的順序為：鋼渣粒徑>鋼渣投加量>振蕩頻率>反應(yīng)時間,最佳處理條件為：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、正交試驗表明,影響因素由主到次的順序為：沸石投加量>沸石粒徑>振蕩頻率>反應(yīng)時間

5、,最佳處理條件為：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驗表明,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%。
　　動態(tài)柱驗證了鋼渣對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%。砂箱試驗進一步驗證了鋼渣對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,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