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目前,垃圾渗滤液污染地下水相当严重,可渗透反应墙(PermeableReactiveBarrier)技术应运而生,由于此技术比传统地下水处理技术(pump&treat)投资小、地面扰动少、处理彻底与其它方法结合能力强等特点,尤其是被动处理技术,近几年受到国内外学者的广泛关注。
该研究通过对广州市附近垃圾渗滤液排放情况调查,选定广州市某垃圾场垃圾渗滤液污染的地下水和垃圾渗滤液为供试水样,以铁粉、活性炭、沸石、石英砂以及它们的混合物为反应介质,通过对比实验研究总结不同材料对处理多种污染物污染地下水的有效性;根据它们的不同比例以及与其它反应介质结合后处理效果,探索经济有效的反应介质以及与其它反应介质结合能力和结合比例范围,找出在实验研究中处理效果最好的介质组合,对其进行机理探讨,最后分析影响PRB技术处理地下水的各种因素并提出相应的改进措施。
通过实验发现,铁粉的还原作用对有机物的去除有很好的作用,并且极大的促进的生物降解,以铁粉与活性炭为反应介质的反应器,BOD5/CODCr从0.153上升到0.668;活性炭的吸附作用对有机物的去除具有良好的效果;而沸石的离子交换作用对重金属、氨氮等污染的处理有很好的效果。混合材料比单一介质的效果好;双层结构比单层结构效果好。
用稀释10倍的垃圾渗滤液为供试水样,以铁粉和石英砂为反应介质的反应器,反应器中铁粉比例分别为20%、40%、60%和80%的反应器A1、B1、C1和D1,反应器运行14天后,其对CODCr的平均去除率分别为35.6%、47.6%、64.1%和77.6%,表明铁粉的比例越高对污染物的处理效果越好,不过反应介质中铁粉比例不能超过80%,容易造成反应器堵塞,影响使用寿命。
用铁粉、活性炭、沸石两两混合为反应介质进行对比实验,结果表明:沸石的加入能够很大的促进反应器对氨氮以及部分重金属的去除,不过沸石容易饱和失效,建议在地下水中氨氮污染较严重时着情考虑;其次,在铁粉比例相同的情况下,加入活性炭能够极大的促进反应器对污染物的去除,如:反应器B2和B3,铁粉含量都为40%,而反应器B3加入20%的活性炭,其对CODCr的平均去除率由47.6%提高到79%,并且对氨氮的平均去除率由36.5%上升到76.4%,并且对色度的去除效果也很好。
探讨以还原铁粉(AR)和活性炭(AR)为反应介质对污染物的去除机理,结果显示,活性炭很快吸附污染物,表现为,在反应开始的80min内,污染物的降低浓度与反应时间呈线形关系;而还原铁粉在开始的20min内几乎与污染物没有反应,在反应20min至100min的这段时间内,发现污染物的降低浓度与反应时间呈一级反应动力学关系。
影响反应器处理效果的因素主要表现为:介质组分、配比、污染物在反应器内的驻留时间、pH值以及污染物种类等。