应用可渗透反应墙技术修复被污染河水的试验研究

论文摘要

可渗透性反应墙（permeable reactive barrier,简称PRB）是目前欧美发达国家普遍研究开始初步商业化应用的一项地下水污染修复技术。这项技术具有原位处理、处理时效长、同时可处理多种污染物、运行维护费用低等优点,最初主要用于地下水污染的防治,但随着研究的不断深入,国外已有少数研究者将这一技术应用于地表水污染的修复,目前国内还很少见这方面的报道。为此,结合国家十五“863”课题——“滇池入湖河流水环境治理技术与工程示范”中的“河道水质净化强化技术研究与工程示范”（2005AA601010-03）子课题的研究内容,本论文以受污染的滇池入湖河流-昆明市大清河为研究对象,对可渗透反应墙（PRB）技术进行试验研究,探讨了可渗透反应墙（PRB）技术修复污染地表水的效果,并对核心材料选择、最佳反应条件、工程构建设计、实际运行效果等方面进行了多方面的研究。研究的主要结论如下:1、单因素试验表明,pH值越低,反应时间越长,进水污染物初始浓度越高会增大单位质量铁屑去除总氮、硝氮的量。添加氧化铜、氧化铝和二氧化锰对铁屑去除硝氮有明显的促进作用,其中,添加二氧化锰对铁屑去除总氮也有较好的促进作用,由不加添加剂的0.05mg.g-1增加到0.17mg.g-1,去除效率是原来的3倍多。加入阴极类物质,如竹炭,不能明显提高单位质量铁屑对总氮、硝氮的去除量。2、单因素试验表明,pH值越低,反应时间越长,进水污染物初始浓度越高,有利于提高单位质量铁屑去除COD、TP的量。3、正交试验表明,各因素对去除硝氮、TN、TP效果影响大小依次分别是:铁粉用量＞反应时间＞进水硝氮初始浓度＞pH值;反应时间＞进水TN初始浓度＞铁粉用量＞pH值;铁粉用量＞pH值＞进水COD初始浓度＞反应时间。模拟混合污水试验的最佳工艺条件是:铁粉用量=0.7g,反应时间=150min,pH值=6.00,TP初始浓度=1mg.L-1、TN初始浓度=30 mg.L-1。这为后面的现场小试试验提供了必要的参数值。4、方差分析表明,各PRB系统对TN、NO3--N、NH4+-N的去除率均在0.05及以上水平上差异显著;说明PRB系统中反应介质及配比不同对污染物的去除起关键的作用。其中⑤、⑥号PRB系统对各污染物质都有较好的去除效果,两系统对CODCr、TN、NO2--N、NO3--N、NH4+-N和TP的平均去除率分别为56.58%,85.83%,96.31%,76.62%,22.15%,82.04%和54.12%,79.24%,96.31%,75.69%,23.46%,80.97%。5、CODCr、TN、NH4+-N和TP在PRB系统中浓度沿流程的变化情况可用指数方程来描述。6、参数相关分析表明,铁离子浓度与各污染物出水浓度（除NH4+-N外）呈显著负相关（P＜0.05）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 绪论
• 1.1 PRB污染修复技术概述
• 1.1.1 PRB技术的基本概念及结构类型
• 1.1.2 反应材料及反应原理
• 1.2 PRB污染修复技术应用及研究进展
• 1.2.1 国外 PRB技术应用及研究进展
• 1.2.2 国内PRB技术应用及研究进展
• 1.2.3 PRB技术存在问题和研究发展方向
• 1.3 课题的由来
• 1.4 问题的提出
• 1.5 本论文研究的目的及意义
• 1.6 研究内容
• 1.7 研究技术路线
• 第二章 可渗透反应墙系统的室内试验研究
• 2.1 试验材料与方法
• 2.1.1 主要材料及预处理
• 2.1.2 主要药品及试剂
• 2.1.3 主要仪器设备
• 2.1.4 分析项目及方法
• 2.1.5 试验设计与方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 铁屑对氮的处理效果及影响因素研究
• 2.2.2 铁屑对磷及COD的处理效果及影响因素研究
• 2.2.3 铁屑处理模拟混合污水的试验研究
• 第三章 可渗透反应墙系统的现场试验研究
• 3.1 试验设计和方法
• 3.1.1 小试系统的构建
• 3.1.2 河水水质
• 3.1.3 试验方法
• 3.1.4 主要仪器和设备
• 3.1.5 分析项目及方法
• 3.1.6 水力停留时间
• 3.2 试验结果与分析
• 3.2.1 PRB对污染河水的处理效果
• 3.2.2 PRB污染物沿程变化过程试验分析
• 3.2.3 污染负荷对系统处理效果的影响分析
• 3.2.4 铁离子浓度与系统处理效果的关系
• 第四章 结论与建议
• 4.1 主要结论
• 4.2 特色与创新
• 4.3 存在的问题与建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历