场地污染地下水抽出处理系统井群加权优化方法研究

井群布设是地下水修复抽出处理技术的关键环节之一。为提高抽出处理技术的修复效率,以某污染场为研究对象,建立非线性-动态-多目标的模拟-优化模型,以污染物去除率最高、修复达标时间最短、资金成本最低为优化目标,设定单井、双井、三井模式下不同的抽出流量,采用加权优化方法对井群布设方案进行对比计算。结果表明:整体而言单井模式修复效果较差,侧重资金成本时双井模式抽出方案修复效果整体较优,侧重达标时间成本时三井模式抽出方案修复效果整体较优;单井模式恒定流量抽出修复效果较优,多井模式下后期若适当降低抽出流量,可减少总抽出量,节省资金成本,井群动态管理可提高修复效率。研究验证了加权优化方法在井群优化应用中的灵活性和实用性,可为加权优化方法结合数值模拟方法在抽出处理技术的井群布设优化中应用提供参考。

生物小分子刺激石油污染地下水中土著菌的降解特性

基于石油污染地下水微生物降解机制,针对我国东北某石油污染地下水低温、低氧、寡营养环境的特点,采集石油污染地下水,研究生物小分子物质刺激石油污染地下水中土著菌降解石油烃效率.结果表明:以石油烃为唯一碳源,在无机盐基础营养液中分别添加生物小分子氨基酸和有机磷源时,氨基酸类物质抑制土著菌降解石油烃,其中抑制能力为甘氨酸(-20.49%)>谷氨酸(-7.81%)>丙氨酸(-4.88%);有机磷酸脂类促进土著菌降解石油烃,其中促进能力为卵磷脂(7.91%)>甘油磷酸二钠(7.01%)>磷酸三乙脂(0.03%);进一步补充生物小分子碳源可提升土著菌降解效率,其中提升能力为蔗糖(8.03%)>葡萄糖(6.01%)>麦芽糖(2.91%);在石油烃初始质量浓度为10 mg/L的地下水中添加无机盐、卵磷脂和蔗糖,作用7 d时,受生物小分子物质刺激作用,降解率可提升至77.26%;联合16SrRNA扩增子测序,对刺激前后土著菌进行高通量测序,证明生物小分子促进土著菌群协同代谢降解石油烃时,石油烃优势菌属丰度和功能基因表达呈正效应关系.

缓释材料在有机污染地下水原位修复中的应用研究进展

地下水有机污染的原位修复中常面临污染拖尾、反弹以及反向扩散等难题。缓释材料(SRM)可在长时间内缓慢释放活性物质,以维持原位修复作用的长期有效性,是应对此类问题的新方法。结合国内外相关研究,详细介绍了SRM的组成、制备方法及反应动力学,并对SRM在实验室及实际场地中对地下水有机污染的修复效果进行综述,最后对SRM的未来发展前景进行展望。

结合药剂缓释体的原位化学氧化技术持续修复有机污染地下水的研究及应用进展

有机污染物的反扩散、拖尾和反弹等问题严重影响传统原位化学氧化(In-Situ Chemical Oxidation,ISCO)技术对污染地下水的修复效果。药剂缓释技术可以实现对污染地下水的长时间持续修复,是保证原位化学氧化修复效果的有效方式。经过大量文献调研,介绍药剂缓释体-原位化学氧化(Controlled Release Materials-In-Situ Chemical Oxidation,CRM-ISCO)技术原理及缓释体材料组成,系统分析国内外CRM-ISCO技术修复地下水的研究现状及工程应用进展,总结技术应用存在的问题并对前景进行展望,以期为CRM-ISCO技术在我国有机污染地下水修复中的推广和应用提供参考。

污染地下水风险管控技术应用

本研究依托电解铝企业历史遗留环境问题,结合渣场及周边的环境调查、地质条件、水文特征、污染途径,对地下水污染进行预测模拟,对现行污染地下水及土壤风险管控技术从优缺点、场地适应性、施工方案、可实施性、工程造价等方面进行详细比选,择优以削源+阻隔+渗滤液抽出处理技术相结合,实现对渣场污染地下水及土壤风险管控。本案例实施可为污染地下水及土壤管控治理提供思路和借鉴,更好地解决遗留生态环保问题。

土著微生物原位修复技术治理污染地下水的工程化应用现状

近年来中国地下水污染越来越严重,国家对此高度重视。目前国内的地下水修复技术总体较为落后,物耗、能耗较高,且缺乏长效治理手段。土著微生物原位修复技术具有成本低、效果好、不易造成生态安全风险等优点,但是受限于技术水平,土著微生物法修复地下水在中国的工程应用中较少。综述了土著微生物修复地下水的总体工艺,介绍了土壤及地下水中土著微生物的性质及培养模式,对比选取注射井和直推式两种注入技术,以及国内外应用土著微生物修复地下水的工程实例,阐述了土著微生物修复技术在工程化应用中的瓶颈并提出展望。

某工业固废填埋场地重金属污染地下水抽出处理工艺探究

文章分析了某工业固废填埋场地下水中5种重金属的浓度水平,考察了地下水抽出处理工艺对重金属的去除效果,同时探讨了抽出处理工艺运行中的优化措施。结果表明,Fe和Mn的平均质量浓度分别为0.6 mg/L、0.4 mg/L,As、Ni和Hg的最大检出浓度不超过0.1 mg/L;地下水中重金属浓度超标倍数为0.5~14.6倍,超标率为5%~20%,超标情况主要发生于Ⅰ层;抽出处理后地下水中重金属浓度整体呈先上升后下降的趋势,去除率分别为0%~60%,后续系统运行过程中应定期监测地下水中重金属的浓度变化,以判断长期处理效果。

基于高级化学氧化技术的VOCs污染地下水修复工程实践与效果评价

本研究旨在探讨高级化学氧化技术在处理挥发性有机化合物(VOC)污染地下水领域的应用潜力。经过严谨的实验安排与方案筛选,我们筛选出了最佳的氧化策略,针对各类螯合剂、药剂比例及用量实施了精细研究。实验数据表明,Fenton体系在CHCl3等挥发性有机化合物去除方面展现出显著成效,螯合剂理成为首选,在恰当的药物配比与剂量下,可去除常规生物处理难以除去的污染物。此项工艺技术在应对现实地下水污染问题上,已彰显显著成效,地下水污染的治理与修复,目前已探寻到一种高效且切实可行的方法。

某石油烃污染地下水修复工程实例分析

文章基于实际案例,分析石油烃污染地下水修复工程要点。围绕实际案例,总结地下水污染情况。然后基于现有相关标准和法律法规,确定修复目标值。并且分析四种地下水治理方法优缺点,通过详细分析确定抽出-处理技术应用更具备实用性。最后,详细阐述地下水抽出-处理技术应用主要内容及应用效果。希望本文研究,可以为同类型修复工程科学开展提供更多借鉴。

非正规生活垃圾填埋场污染地下水修复的PRB反应介质试验研究

我国存在大量的非正规生活垃圾填埋场,由于它们在运行之前没有采取严格的防渗防污措施,垃圾渗滤液下渗导致当地地下水严重污染。地下水污染原位修复技术中的渗透性反应墙(PRB)技术由于其运行成本低、能长期有效运行、不影响生态环境等优点已得到广泛应用。以湖北省石首市某非正规生活垃圾填埋场渗滤液污染的地下水为研究对象,通过静态批次试验,探索了PRB单一反应介质类型、反应温度、单一反应介质投加量、复合反应介质配比对污染地下水的修复效果,并通过SEM、XRD、FT-IR对不同反应介质的污染物去除机理进行了讨论。结果表明:3种单一反应介质即海藻酸钠(SA)-聚乙烯醇(PVA)包裹微球、生物炭和聚合氯化铝(PAC)-阳离子聚丙烯酰胺(C-PAM)改性膨润土对污染地下水中六价铬、氨氮、COD、总磷的最大去除率分别为99.96%、98.97%、88.58%、99.20%;在研究区地下水温度变化范围内,温度对单一反应介质去除污染物性能的影响不大;单一反应介质投加量对六价铬、氨氮和总磷最终去除率的影响不大,仅对COD的去除效果有影响,反应时间为120 h时1 g/100 mL的单一反应介质投加量下污染地下水中COD的去除率为88.58%,3 g/100 mL和5 g/100 mL的单一反应介质投加量下对COD的去除率均可达98.42%;按照3种单一反应介质2∶1∶1的质量比制备的复合反应介质,反应时间为120 h时其对污染地下水中六价铬、氨氮、COD、总磷的去除率分别为99.61%、96.03%、81.25%、99.20%。该研究结果可为研究区利用PRB技术修复非正规生活垃圾填埋场渗滤液污染的地下水提供理论依据。

芬顿试剂氧化处理苯和甲苯污染地下水的试验研究

地下水受到苯与甲苯等苯系物污染,会对人体健康造成巨大伤害。本试验利用芬顿试剂氧化处理苯和甲苯污染地下水,首先分析氧化还原电位(ORP)和pH随反应时间的变化,然后分别改变H_(2)O_(2)与苯系物、Fe^(2+)的摩尔比,研究其对修复效果的影响。试验结果表明,H_(2)O_(2)与苯系物的摩尔比为10∶1,H_(2)O_(2)与Fe^(2+)的摩尔比为2∶1时,苯和甲苯污染地下水修复效果最佳。芬顿试剂对苯和甲苯污染地下水有较好的修复效果,未来可以应用在实际污染场地地下水修复中。

1,2,3-三氯丙烷污染地下水修复技术的研究进展

综述了1,2,3-三氯丙烷(TCP)的理化性质、毒性、在环境中的迁移特性、赋存状态及降解机制,重点介绍了TCP污染地下水的物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术,并指出高效TCP降解菌的筛选、高活性TCP降解酶制剂的制备及零价金属与生物刺激联合修复是TCP污染地下水修复技术的研究方向。

数值模拟在污染地下水抽出-处理-回灌修复技术中的应用

受污染地下水对人体健康和生态环境有较深影响,采取经济合理的地下水修复技术尤为关键。抽出-处理-回灌技术是修复污染地下水的典型代表,溶质运移数值模拟是研究地下水污染物迁移转化的重要技术支撑手段。以北京某地块石油类污染地下水为研究对象,针对重污染区域采用中心抽水-四周回灌和对整个污染区采用逐排处理两种方案,运用数值模拟分析不同模式下地下水中污染物的时空迁移规律,确定污染物去除效果。结果表明:针对重污染区优先处理时,将污染物处理达标需要约23 d;针对整个污染区采用逐排处理时,则需要6~7个处理周期(每周期24 d)。对重污染区域优先处理的模式可短期内使污染物浓度大幅降低,有效削减高浓度峰值,结合逐排抽出-回灌的修复模式,可更有效地使全区污染物浓度达到修复目标,两种模式结合使用具备技术可行性与高效性。

生物接触氧化法处理复合型微污染地下水沿程变化规律

为研究不同滤层下处理复合型微污染地下水的效果,采用锰砂-陶粒-锰砂为滤料的三级曝气-生物接触氧化法,研究了全跌水曝气方式和全机械曝气方式的滤速分别为2、3、4、5、6 m/h时,滤层沿程出水水质情况。结果为全机械曝气滤柱在各滤速下,出水铁(Fe)、锰(Mn)、氨氮和高锰酸盐4项指数均能达标。全跌水曝气滤速为2 m/h时,出水4项指标均能达标;滤速为3、4 m/h时,仅出水Fe达标,Mn和氨氮不能达标。表明水中Fe在经过1500 mm滤层以后均能达标,增加曝气装置,不仅能够提升水中Mn、氨氮和有机物的去除空间,还能提高水中Mn、氨氮和有机物的去除率。

煤炭地下气化污染地下水的迁移与渗透反应墙净化数值模拟研究

煤炭地下气化符合我国能源低碳绿色转型发展方向,但地下水污染已成为限制其推广应用的技术瓶颈之一。渗透反应墙修复技术是地下水原位修复的研究热点之一。结合有井式地下气化的特点,利用数值模拟手段研究了渗透反应墙体厚度以及净化材料等对地下水中有机污染物迁移扩散和净化修复效果的影响。在对流扩散方程的基础上,假设:(1)地下水中污染物的吸附净化所涉及的质量转移与液相和固相吸附污染物质量浓度的差势、固相当前吸附质量浓度与潜在最大吸附质量浓度的差势和过程时间等因素有关。(2)活性炭较强的吸附性能可能导致固相吸附质量浓度逐渐累积而不再随外界液相质量浓度变化而解吸,采用有限元法和θ-格式迭代建立数值模型,利用MATLAB编写相应数值计算程序,对污染物迁移扩散以及吸附净化过程进行数值模拟与实验验证。结果表明:污染水的修复效果随渗透反应墙墙体厚度增加而增强,但增强幅度随着厚度的增加而减弱,墙体厚度的增加对污染物净化效果的影响呈边际效应递减趋势;墙体材料吸附净化速率越大,渗透反应墙对污染物的净化效果越好,渗透反应墙的吸附净化速率对污染物的净化效果也呈边际效应递减趋势;墙体厚度与材料的吸附净化活性之间存在协同效应,构建渗透反应墙时应根据墙体材料的吸附净化速率,合理确定渗透反应墙的厚度,以获得最佳的技术经济效果。

渗透式反应墙技术(PRB)修复污染地下水的研究进展

近年来,地下水污染防治工作越来越得到重视,特别是治理化工园区地下水污染,同时在治理过程中也逐步暴露出一些问题。渗透式反应墙(PRB)技术作为地下水修复的一种新兴技术,具有造价运维费用低、修复效果好、对生态环境友好的特点。通过对PRB技术原理结构、活性反应介质、施工工法及国内、外工程实践案列等方面进行系统性分析总结,阐述了PRB技术优、劣势及适合条件,并在此基础上剖析PRB技术目前面临的一些问题,同时展望了PRB技术未来的发展方向,旨在为沿江化工园区污染场地的地下水修复提供科学借鉴。

氧气微纳米气泡曝气异位修复渗滤液污染地下水效果研究

针对城市固废填埋场场地地下水污染的修复难题,提出氧气微纳米气泡(OMNB)曝气异位修复渗滤液污染地下水的方法.为研究该方法的效果,首先对渗滤液污染地下水开展OMNB曝气与氧气常规(OCB)曝气室内试验,通过对比两种曝气的传质效率、曝气前后水样的微生物活性和污染物浓度的变化研究了OMNB曝气的污染物去除效率,之后对OMNB曝气前后的水样进行紫外-可见光光谱(UV-VIS)、同步荧光光谱(SFS)和三维荧光光谱(3D-EEM)分析研究OMNB曝气前后水样中溶解性有机物(DOM)种类及浓度的变化.试验结果表明:OMNB曝气与OCB曝气的体积传质系数分别为0.265 s^(-1)和0.005 s^(-1).在曝气后第30 d时,OMNB曝气与OCB曝气处理的水样的脱氢酶活性(DHA)分别提高了151%和84%,OMNB曝气处理水样的五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)和氨氮的去除率分别约为95%、50%和10%.OMNB曝气后,水样中DOM聚合度增加,芳香性、疏水性降低,水样中类蛋白物质和可溶性微生物产物的浓度显著降低.OMNB曝气在增强水样微生物降解作用的同时可以发挥一定的化学氧化作用.OMNB曝气是一种可行的渗滤液污染地下水抽出处理方法.

活性炭改性土-膨润土泥浆墙阻隔苯酚污染地下水

为了增加土-膨润土泥浆墙回填材料对污染物的阻滞性能,本文采用活性炭对其进行改性。通过坍落度和土柱实验研究了添加活性炭对土-膨润土泥浆墙施工和易性、渗透性和兼容性能的影响,明确了活性炭添加量对泥浆墙渗透性和兼容性的作用规律。实验结果显示,满足泥浆墙墙体材料施工和易性要求的含水率范围随着活性炭质量分数增加而增大。活性炭质量分数为2%~10%的改性土-膨润土泥浆墙墙体材料渗透系数均小于1.0×10^(-7)cm/s,满足垂直阻隔墙渗透系数要求。当活性炭质量分数≤2%时,活性炭的添加对墙体材料与苯酚溶液的兼容性能没有影响;随着活性炭质量分数的增大,苯酚对其不利影响加剧。当活性炭质量分数增大至10%时,活性炭改性土-膨润土泥浆墙不适用于苯酚污染地下环境。

化学氧化法处理高铁锰微污染地下水的实验

目的研究高铁锰微污染地下水化学氧化处理的最佳处理方法.方法以NaClO、O3作氧化剂处理含高铁、锰的微污染地下水,通过对比单独氧化剂氧化与氧化剂联用后处理水质氧化效果,确定出最佳工艺参数.结果实验结果表明,当水中TFe质量浓度4～5 mg/L,Mn质量浓度5～6 mg/L,CODMn质量浓度3 mg/L,水温10～15℃,pH7.0～7.5时,采用臭氧氧化,反应30 min,投加量增加到7 mg/L时,反应后水中TFe、Mn、CODMn达标,NH3-N不达标;采用次氯酸钠氧化,反应30 min,投加量增加到50 mg/L,Mn和NH3-N不达标;原水经过NaClO和O3联合氧化处理,O3投加量3 mg/L,NaClO投加量25 mg/L,处理后水质达标.结论可采用Na-ClO和O3联合氧化法处理高铁、锰的微污染地下水,先投加O33 mg/L,氧化15 min,再投加NaClO 25 mg/L,氧化时间相同.

微纳米气泡技术应用于污染地下水原位修复研究

地下水污染问题日益严峻,修复工作势在必行。对污染地下水修复技术的研究具有重大的理论和实际意义。本文在综述有机污染地下水原位修复技术以及微纳米气泡技术的基础上,提出将微纳米气泡应用于地下水原位修复。提出微纳米气泡强化修复技术的现场应用方案,利用微纳米气泡的高效气体传质以及存在时间长的特性提高微生物的活性,实现污染物去除。数值模拟结果表明,微纳米气泡可以大范围提高地下水中的溶解氧,提高好氧微生物的活性,有效修复地下水体。研究表明,微纳米气泡强化修复技术节能高效、环境友好,在有机污染地下水修复中具有极大的应用潜力。