Fe^0-PRB去除Cr(Ⅵ)反应动力学及影响机制

零价铁渗透式反应墙技术(zero-valent iron permeable reactive barrier,Fe^0-PRB)是近年来兴起的一项高效经济的地下水原位修复技术,被成功应用于地下水Cr(Ⅵ)污染的场地修复中.针对Fe^0-PRB去除Cr(Ⅵ)的反应影响机制开展研究,从动力学角度揭示零价铁去除Cr(Ⅵ)的环境条件响应规律,获得描述零价铁去除Cr(Ⅵ)的反应动力学模型.考察了地下水常见离子对Cr(Ⅵ)去除的影响,发现地下水中氯离子通过影响电子传递影响Cr(Ⅵ)去除,硫酸根、镁离子通过参与反应影响Cr(Ⅵ)去除,碳酸氢根通过参与反应和影响电子传递共同影响Cr(Ⅵ)去除,钙离子对Cr(Ⅵ)去除影响不大.研究结果为Fe^0-PRB去除Cr(Ⅵ)的工艺参数优化提供方法和理论依据.

FeS改性纳米Fe^0去除Cr(Ⅵ)的PRB柱实验研究

为进一步证实通过液相还原法制备的FeS改性纳米Fe^0复合材料去除Cr(Ⅵ)的可行性,考察了动态环境中不同初始Cr(Ⅵ)污染浓度条件下,Fe^0@FeS复合材料去除Cr(Ⅵ)的能力。结果发现;Fe^0@FeS复合材料可以用于处理含Cr(Ⅵ)地下水;此外,随着模拟地下水中Cr(Ⅵ)初始质量浓度提高,复合材料对Cr(Ⅵ)的去除作用受到阻滞,去除容量减小。解吸实验表明,Fe^0@FeS复合材料能够安全地还原沉淀Cr(Ⅵ),也不会对环境产生二次污染。

地下水污染修复技术:可渗透反应墙

可渗透反应墙技术(permeable reactive barrier)是一种将溶解的污染物从污染水体中去除的钝性处理技术,是近年来比较流行的地下水污染原位处理方法,许多欧美国家已开始进入广泛的应用。介绍了该处理方法的基本原理、系统的主要结构类型、反应材料的选取等,并着重介绍了Fe0-PRB技术及其相关的技术。

海藻酸钠固定化Fe-Cu双金属去除Cr(Ⅵ)的作用机制

通过运用海藻酸钠(SA)固定化Fe-Cu双金属(SAB)来克服Fe0-PRB利用率低、易板结、堵塞的缺陷.结果表明,SA和Fe-Cu双金属的运用能极大地提高Fe0的利用率,SA的运用可以使Fe-Cu双金属以较低的镀铜量获得较高的Cr(Ⅵ)去除率,SAB镀铜0.9%(SAB0.9)为最佳的填料.FEI电镜扫描结果表明,SA跟2价金属阳离子Ca2+交联形成孔隙结构,为双金属的附着提供了大量的吸附点位,增大了金属颗粒的比表面积;场发射扫描电子显微镜(FESEM)及X-射线光电子能谱(XPS)结果表明,Cu负载于Fe0表面,呈疏松层状结构,在Fe0与Cr(Ⅵ)反应中起催化剂作用,通过自身化合态变化传递Fe0失去的电子,从而提高了Fe0的利用率.渗透系数实验结果表明,SAB0.9能控制Fe0与Cr(Ⅵ)反应产物的释放,缓解Fe0-PRB易板结、堵塞的缺陷.

零价铁PRB修复硝酸盐和铬复合污染地下水

通过连续流动试验研究了Fe0(零价铁)-PRB(渗透反应格栅)修复受NO3--N、Cr(Ⅵ)以及NO3--N和Cr(Ⅵ)复合污染模拟地下水的反应特性,分析了Fe0对NO3--N和Cr(Ⅵ)的氧化还原产物,并且对NO3--N和Cr(Ⅵ)的相互影响进行了研究.采用粒径为0.15～0.42 mm的Fe0和粒径为0.15 mm的活性炭作为PRB反应介质,二者的质量比为1∶1.结果表明,Fe0单独与NO3--N反应情况下,当进水中ρ(NO3--N)为20 mg/L时,去除率达95%,NO2-为还原过渡状态,NH4+是主要产物,出水pH从原水的7.1升至9.0左右,出水中ρ(TFe)<0.60 mg/L.Fe0处理Cr(Ⅵ)情况下,对Cr(Ⅵ)有较高的去除效果,进水中ρ〔Cr(Ⅵ)〕为10 mg/L时,去除率达96%,反应产物Fe3+和Cr(Ⅲ)可以形成沉淀附着在反应介质上,不会迁移到"下游"水体中,出水pH从原水的7.0升至8.0左右,出水中ρ(TFe)<0.30 mg/L.Fe0去除NO3--N和Cr(Ⅵ)复合污染时,共存的NO3--N对Cr(Ⅵ)的去除效果没有影响,Cr(Ⅵ)的存在降低了NO3--N的去除效果.

可渗透反应墙的研究与发展现状

原位修复技术可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB),不仅经济有效、节约土地资源,而且对环境干扰小,不占用地面空间,可以实现地下水的持续原位修复,因此,有着良好的应用前景。综述了PRB的结构类型;介绍了PRB的国内外研究现状;零价铁PRB去除污染物的作用效果及机理;同时也分析了目前PRB存在的一些问题,对可渗透反应墙未来的发展方向进行了展望。