電動—滲透反應(yīng)墻聯(lián)合技術(shù)去除地下水中硝酸鹽的試驗研究.pdf

1、地下水是重要的甚至是許多人唯一的飲用水源。然而,無論是在發(fā)達(dá)還是發(fā)展中國家,農(nóng)村地區(qū)大量氮肥的施用等原因?qū)е碌叵滤械南跛猁}濃度上升,成為一個環(huán)境問題。
　　與傳統(tǒng)的地下水污染處理技術(shù)相比,電動力修復(fù)(ElectrokineticRemediation,EKR)和滲透反應(yīng)墻(Permeable reactive barrier,PRB)技術(shù)具有能持續(xù)原位處理、價格相對便宜等優(yōu)點(diǎn);另外還減少了地表處理設(shè)施,減少了污染物的暴露和對環(huán)境

2、的擾動。但在用EKR和PRB分別進(jìn)行硝酸鹽去除試驗時發(fā)現(xiàn),填充Fe0介質(zhì)的PRB在去除硝酸鹽過程中會生成毒性更強(qiáng)的NH4+,而EKR的治理周期很長,往往需要幾個月甚至更長時間。
　　本研究擬結(jié)合EKR和PRB技術(shù)的各自優(yōu)點(diǎn),利用能高效吸附NO3-的陰離子交換樹脂,充分發(fā)揮PRB填充介質(zhì)對水中NO3-的高效吸附功能以及EKR對PRB介質(zhì)中NO3-的加速遷移和濃縮功能,使樹脂獲得再生,恢復(fù)交換能力,實(shí)現(xiàn)硝酸鹽的高效及無害化處理。

3、>　　電滲析(Electrodialysis,ED)技術(shù)作為EKR與PBR兩種技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)研究,首先主要從V-I曲線,電壓的影響,流量的影響等三方面探究電滲析技術(shù)去除硝酸鹽污染的可行性及其去除效果。其次,將電滲析技術(shù)與離子交換樹脂相結(jié)合,利用自行設(shè)計制作的EKR+PRB集成小試試驗裝置主要探究了電壓對出水濃度、Ph值及電流效率和能耗的影響以及“吸附-電再生-吸附”間歇性通電過程的周期性等。最后,將EKR+PRB集成小試裝置進(jìn)一步完善其

4、結(jié)構(gòu),將其放大,設(shè)計并制作了中試試驗裝置。利用該裝置探究了處理過程的周期性并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析。
　　試驗結(jié)果表明:經(jīng)過電滲析處理后,模擬硝酸鹽污水的濃度可以從50～300mg/L降至1～6mg/L,符合地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),去除率達(dá)99％,電導(dǎo)率可以降到10μs/cm以下。濃淡室等流量入水(1、2、3、4、5、6、7、8L/h)和不等流量入水(1:1、2、3、4、5、6、7、8L/h)條件下,濃水可濃縮到2～5倍。電流效率和能量消耗分別是

5、17～34％和0.1～1.7W·h/L。采用電滲析工藝去除廢水中的硝酸鹽氮是可行的。
　　EKR+PRB集成小試試驗中60V被選擇為最佳的再生電壓。“吸附-電再生-吸附”間歇性通電過程的周期為70小時吸附-70小時再生。再生率最高時可達(dá)到35％。采取間歇性的“吸附-電再生-吸附”過程可以實(shí)現(xiàn)水中NO3-的穩(wěn)定去除,并能達(dá)到減少能耗、避免因化學(xué)再生而導(dǎo)致二次污染的目的。
　　進(jìn)一步的EKR+PRB集成中試試驗結(jié)果表明“吸附-電