可渗透反应墙除砷的研究进展与展望

砷类化合物造成的环境污染严重影响生态和人类健康,有效地去除和防治砷污染是当前工业发展中亟待解决的问题之一.基于原位修复的可渗透反应墙(PRB)技术具有低成本、高效能、可持续性和工艺简单等优点,利用PRB技术防治砷污染是一种绿色、经济又高效的选择.PRB中的填充材料是除砷的反应主体,因此总结了PRB除砷填充材料及其除砷性能与机理,包括黏土矿物、碳基材料、钙基材料、铁基材料和固体废弃物等.其中,铁基材料对砷物种的固定能力较其它材料更为突出,零价铁、铁矿物、废铁材料等铁基材料广泛应用于砷污染修复,廉价易得又高效的铁基材料是未来PRB除砷材料的重要研究方向.在此基础上,简要介绍了除砷PRB填充材料的实验研究与模拟,并通过PRB除砷工程或中试实验阐述了PRB的运行监测与砷污染治理效果,展望了PRB除砷材料和工程应用的发展前景与挑战,以促进我国地表径流砷污染治理PRB材料和技术的开发与进步.

竹炭-沸石混合料可渗透反应墙修复镉污染地下水的试验

本文结合物理力学测试、静态批和动态柱试验、微观表征分析、地下水数值模拟等手段分析了竹炭-沸石混合料填充可渗透性反应墙(PRB)对镉的吸附机理和时效性.竹炭(粒径大于0.18mm)和沸石(粒径大于0.5mm)按照质量分数1:10∼3:10混合时,不仅能有效去除地下水中镉,而且具备良好的渗透性和抗剪强度.竹炭-沸石混合料对镉的吸附能力随竹炭配比增加而增大,随粒径减小而增加;PRB柱穿透和耗竭时间随地下水流量和镉浓度增加而缩短.竹炭-沸石混合料去除镉的过程主要是发生络合反应、螯合作用、离子交换反应.地下水镉污染场地的PRB墙体厚度越大,地下水流速越慢,PRB的有效运行时间越长.

固废填埋场渗滤液处理中可渗透反应墙技术的应用研究

为切实提升固废填埋场渗滤液处理质量,降低设备排放,改善生态环境质量,保证地下水资源安全。对可渗透反应墙技术在固废填埋场渗滤液处理中的应用进行分析与研究,然后以案例分析的形式,对本文论点进一步验证,以供参考与借鉴。

可渗透反应墙技术系统设计研究

本文首先介绍了PRB可渗透反应墙技术的原理和结构类型。接着对影响PRB系统设计的因素进行了分析,并详细阐述了PRB系统设计的流程和设计优化模拟过程。最后对PRB系统设计过程中存在的问题进行了分析,并展望了未来的发展方向。

可渗透反应墙技术在废填埋场渗滤液处理中的应用

从渗滤液处理效率的视角来看,可渗透反应墙技术,具有独特的工作机制和优越的净化能力,能够大幅度提升系统处理的整体效能。可渗透反应墙技术,作为现代环境污染修复治理领域的重要创新,其在固废填埋场泄漏液处理中的应用潜力巨大,成为推动该领域发展的核心力量。这项技术,可以为渗滤液的高效处理,开启崭新的途径,显著降低污染物浓度,维护生态平衡。因此,本文将结合实际案例,分析可渗透反应墙技术在废填埋场渗滤液处理中的应用措施。

生物可渗透反应墙修复技术研究进展

生物可渗透反应墙(biological permeable reaction barrier,BPRB)是一种新兴的土壤地下水原位修复技术,目前已成为该领域研究热点方向之一,为进一步了解该技术研究及应用现状,对近年来相关研究进行了系统归纳,从BPRB技术类型、BPRB中微生物固定化方法、微生物强化方法,以及BPRB联合修复技术应用体系几个方面进行了详细分析,进而获得了如下主要结论:(1)混养型微生物修复体系的修复效果远高于异养型与自养型;(2)载体吸附法与材料包埋法固定化微生物效果最好;(3)提高生物刺激剂效果的同时降低成本是目前研究的重点;(4)微生物修复与其他多种修复技术协同作用效果较好,具备工程应用潜能。现阶段对于生物可渗透反应墙的研究多集中于微生物修复效率的提升,而对于微生物在实际场地中的反应活性及作用机制缺乏研究,建议下一步从构建环境适应性更强的微生物修复体系入手,从而更好地推动BPBR技术的工程化应用。

绿色低碳目标下的地下水可渗透反应墙修复技术的应用和挑战

针对地下水污染的修复,目前国内应用最多的技术为抽出-处理、原位化学氧化法,但已无法全面适应绿色低碳修复的要求。可渗透反应墙技术具有修复效果可持续性的优点,具备节能减排、绿色低碳的潜力,符合绿色可持续修复的发展趋势。目前,可渗透反应墙技术的应用尚面临地下水污染特征和水文地质条件精准刻画、绿色长效反应材料、多技术组合联用等方面的挑战。

零价铁基可渗透反应墙技术治理Cr(Ⅵ)污染地下水的研究进展

可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB)技术原位处理污染地下水是地下水治理领域的重要研究方向之一,以零价铁为填料的PRB在去除Cr(Ⅵ)污染地下水时具有显著优势。归纳总结了零价铁基PRB治理Cr(Ⅵ)污染地下水的反应机理,包括还原(主要作用)、吸附、共沉淀、微生物作用和铁腐蚀,并指出目前存在的反应性差和沉淀堵塞问题。硫化改性、双金属改性、负载碳材料和材料复配增强了零价铁对Cr(Ⅵ)的反应性能。耦合微生物菌(Cr(Ⅵ)还原菌、铁还原菌和硫酸盐还原菌等)治理方法由于更加绿色而受到越来越多的关注,但需注意微生物生长堵塞问题。电动治理技术强化了PRB被动捕获污染羽的能力并增强了PRB寿命。介绍了零价铁基PRB的渗透性能,并考虑水文地质条件、副反应以及二次污染等问题,以对未来研究做出展望,为零价铁基PRB技术治理Cr(Ⅵ)污染地下水的研究与应用提供参考。

固废基可渗透反应墙在砷污染地下水修复中的设计及应用

针对广西某冶炼废弃场地砷污染状况,以钢渣、脱硫石膏制备固废基可渗透反应墙(PRB)填充材料。探究污染源迁移扩散特征,优化PRB结构设计参数,并评估多工况下的原位阻隔-净化效果。结果表明,PRB混合填料主要通过生成钙钒石的类质同相置换和砷酸钙的沉淀实现砷(As)离子净化。PRB厚度是设计时需考虑的核心参数,当墙体厚度为3.6m时,对污染羽的有效截留可维持在10000d以上,滞留时间为1.27d。墙体厚度对滞留时间影响较大,但对捕获区宽度影响较小。地下水呈季节性变化,导致水质与流场相应变化,但PRB对As的净化率仍达到88%~94%,具有很好的净化效果。

组合材料应用于可渗透反应墙技术的研究进展

因暴露于农业和工矿业等来源的各类污染物,地下水资源受到严重威胁。可渗透反应墙(Permeable reactive barrier,PRB)是一种地下水污染原位修复的创新技术,该技术的关键在于选取适宜的墙体反应介质,如广泛研究的零价铁(ZVI)、碳材料、沸石等。介绍了PRB技术的原理、介质材料类型与选取所需考虑的因素;回顾了含铁、含碳和含硅(矿物)组合材料应用于PRB修复地下水污染的研究进展,并聚焦了批量实验和柱试验中目标污染物的去除效果及作用机理。通过固定、表面修饰与混合等方式,组合材料在一定程度上可解决ZVI的聚集或表面钝化现象,并新增作用机制以助力污染物的去除;通过改性或混合等形式,组合材料还可增强含碳或含硅(矿物)材料对某些特定污染物的去除性能。最后,还展望了未来PRB技术中组合材料的开发和应用方向,以期为研发长效和环境友好型PRB反应介质提供参考。

电动联合可渗透反应墙强化修复重金属污染土壤研究进展

已有大量研究证明电动(EK)-可渗透反应墙(PRB)联合技术能用于重金属污染土壤的修复,但其修复效率低且能耗高,还可能导致聚焦效应等问题,因此深入EK-PRB在强化修复方面的研究是十分必要的。简述了EK-PRB技术的原理,介绍了EK-PRB技术的主要影响因素,归纳了EK-PRB强化修复方法的优缺点和修复效果,介绍了EK-PRB技术的研究进展,并对该技术强化修复重金属进行了展望,指出深入探究的方向,以便为EK-PRB修复多种重金属污染土壤的实际应用打下基础。

重金属污染地下水可渗透反应墙技术修复分析

文章对重金属污染地下水修复技术中的可渗透反应墙进行了深入分析,介绍了可渗透反应墙技术的原理和应用,强调其在地下水修复中的重要性,重点阐述了可渗透反应墙技术的修复步骤和修复策略。通过这些策略,可渗透反应墙技术能有效修复重金属污染地下水,保障地下水资源的健康与可持续发展。

可渗透反应墙联用技术修复铬污染土壤地下水研究进展

可渗透反应墙技术(permeable reactive barrier,PRB)是一种能够实现铬污染土壤地下水持续原位处理的技术。传统PRB技术中以零价铁为填料的PRB技术应用最为广泛,但零价铁基PRB技术存在反应性差、钝化堵塞等问题。将其与电动修复技术、微生物修复技术等联用能够显著改善其反应效率、延长使用寿命,提高Cr(Ⅵ)的去除率,已经受到越来越多的关注。主要对近年来PRB技术与电修复技术及微生物修复技术联用处理Cr(Ⅵ)的研究进行了阐述,分别介绍了PRB-电修复技术、PRB-微生物修复技术以及三者联合处理技术的发展现状,联用技术的应用能够有效改善单一技术的缺陷,具有较好的应用前景,但目前对于联用技术的研究应用仍处于初步阶段,对于形成科学的修复体系并大规模应用于实地修复仍需进一步加以研究和探索。

炭铁可渗透反应墙修复氯代烃及淤堵性能研究

通过PRB室内柱实验,对PRB在修复氯代烃污染地下水过程中(24h内的不同时间点)的渗透性能,淤堵程度,修复效果等方面开展相关研究.研究结果发现,24h内炭铁复合材料渗透系数随着时间的增加而增加.PRB模拟柱运行4h时复合材料对三氯乙烯(TCE)的去除率最高为74.23%,在8h时该去除率最低为64.59%.复合材料对TCE去除率的变化是多影响因子多方位综合作用的结果.渗透系数较低时,水流速度较慢,并且系统内不断有(OH)-产生,各种离子沉淀反应稳定发生且反应完全,导致PRB系统淤堵程度不断提高;高渗透性能的条件下,水流速度快,系统内虽有较高浓度(OH)-,该条件沉淀反应不完全,冲刷占主导,导致淤堵程度会降低.

可渗透反应墙的结构与设计研究

可渗透反应墙是一种地下水修复的新兴高效技术。总结了国内外可渗透反应墙修复受污染地下水的研究成果和动态,介绍了渗透性反应墙技术的基本概念、结构类型、组成、主要材料选取,论述了其设计程序,并参考若干个国外工程实践,结合岩土工程设计理念,分析了其设计过程中存在的问题,总结了一些经验公式。可渗透反应墙的反应墙的厚度主要由地下水流速和水力停留时间来确定,高度主要由不透水层或弱透水层的埋深和厚度决定,宽度主要由污染物羽流的尺寸决定。反应介质的渗透系数与含水层渗透系数的具体倍数关系应针对现场实际情况加以试验模拟分析确定。一般来说,渗透系数是含水层渗透系数的2倍以上。

应用可渗透反应墙技术修复受污染河水水质的研究

通过中试考察了应用可渗透反应墙(PRB)技术修复受污染河水水质的可行性。结果表明:以铁屑、焦炭和沸石为介质的PRB系统对COD、TN、NO3--N、NH4+-N和TP都有较好的去除效果,平均去除率分别为59.36%、62.16%、76.62%、26.85%、82.04%。铁屑的内电解及净化材料的吸附是PRB系统去除污染物的主要机制。

中试尺度下可渗透反应墙位置优化模拟——以铬污染地下水场地为例

可渗透反应墙(PRB)是一种高效的地下水污染原位修复技术。不同水文地质条件下,污染场地墙体位置布设合理性影响其修复效果,而利用地下水数值模拟可实现墙体位置优化。文章以某Cr^6+污染地下水场地为例,基于Visual Modflow建立了研究区平面二维稳定流数值模型,并通过模型检验。根据墙体的设计尺寸(长20 m×宽2 m×深12 m)及填充材料的渗透系数(80 m/d),利用所建模型分别计算了4种布设方案(墙体尺寸大小和填充材料渗透系数相同,布设位置不同)下墙体的捕获区宽度、粒子滞留时间和通过墙体的Cr^6+通量。结果表明:4种布设方案模拟的滞留时间和捕获区宽度取值差异性不大,变异系数小于2%;Cr^6+通量差别较大,变异系数高达76.32%,主要由地下水中Cr^6+浓度空间分布不均引起。对比分析4种方案的各评价指标,方案2求得的捕获区宽度为21.9 m,粒子滞留时间为4.1 d,Cr^6+去除量可达127.7 mg/d,可作为最佳布设方案。本研究建立的地下水流数值模型符合场地实际情况,可有效评估PRB截获污染羽的范围和去除目标污染物的能力,为铬渣类污染场地PRB原位修复工程设计与实施提供技术支撑和参考依据。

介质材料在可渗透反应墙中的应用进展

可渗透反应墙正发展成为修复污染地下水技术的新方向,其中介质材料是可渗透反应墙成功修复污染地下水的关键。可渗透反应墙介质材料可以细分为还原型、吸附型、沉淀型和降解型介质材料等四类,并分别从不同类型的介质材料的反应机理、应用情况以及存在的问题等方面加以阐述。可渗透反应墙介质材料的选择应在其反应机理的基础上,结合实际的地下水环境条件、污染源、人类活动和经济费用等加以综合考虑,以保证可渗透反应墙长期有效经济安全地运行。

适用于污染河水修复的可渗透反应墙材料筛选

通过中试规模的模拟试验,进行了适用于污染河水修复的可渗透反应墙(PRB)反应材料筛选研究。结果表明,以铁屑、焦炭、沸石和石灰石为反应材料的不同配比的6个反应器(A～F)对COD、TN及TP均有一定得去除效果,其中,反应器E对COD、TN及TP的平均去除率分别是61.0%、85.8%和82.0%,显著高于其它材料配比的反应器;各反应器出水铁离子含量均高于进水,但远远低于抑制微生物降解作用的最高容许含量。综合各项指标,反应器E和F反应材料铁屑、焦炭、沸石的体积比较佳,分别为1:2:1和1:1:2,适于典型地表污水-污染河水的修复,其中又以反应器E的反应材料配比更优。

可渗透反应墙技术的水质净化特性

通过中试研究考察了可渗透反应墙(PRB)技术的动态水质净化特性。结果表明:(1)在动态条件下,PRB中试系统中COD、NH4+-N、NO3--N、TN、TP去除率随水力停留时间(HRT)的延长而增加。当HRT为7.00h时,COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别为59.4%、26.9%、76.6%、62.2%、82.0%。HRT的延长使难生物降解的有机物也得到部分降解,PRB中试系统中铁屑及新生态的[H]、铁离子的氧化还原作用可以大幅度提高水的可生化性。(2)PRB技术对COD、NH4+-N、TN、TP的去除主要发生在反应区前半段,而且PRB中试系统中COD、NH4+-N、TN、TP沿程的变化情况可用指数方程来描述,动态模型预测曲线拟合较好。同时,对于实际PRB技术工程,PRB技术选择适当的反应介质及介质配比是关键环节。