电动修复硝酸盐污染高岭土影响因素

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:qichen1988
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近几十年来,随着工农业的发展地下水和土壤硝酸盐氮污染日益严重,土壤硝酸盐氮污染修复技术越来越受到广泛重视。本文以高岭土中硝酸盐氮污染为主要研究对象,采用当前国际土壤修复研究热点电动修复技术,以提高土壤硝酸盐氮的去除率为目的,使用板框式电动装置、板框式电动与PRB联合装置试验及阳极内置辐射式电动装置进行试验,主要研究了阴阳极的pH值、修复时间、修复电压、EK+PRB联合修复及电极排列方式对修复效果的影响,得到如下结论:(1)在电迁移作用下带正电的硝酸根离子向阳极迁移,部分硝酸根离子在电渗析作用下向阴极迁移,少量硝酸盐氮在阴极附近被还原为亚硝酸盐氮和氨氮。(2)电动修复过程中用乙酸和氢氧化钠溶液分别对阴极和阳极的pH加以控制时,土壤硝酸盐氮的去除率明显提高。对于硝酸盐氮初始浓度为1000mg/kg的高岭土,将土壤的pH控制为中性,修复电压为30V,修复时间为10天时,硝酸盐氮的去除率可高达99.25%。(3)延长修复时间和增大修复电压,土壤硝酸盐氮的去除率都会升高,但是延长修复时间电能消耗呈增加趋势,增大修复电压电能消耗也会增加。综合考虑去除效率和电能消耗2种因素,对于试验所研究的硝酸盐污染高岭土最佳修复时间是4d,最佳修复电压为0.7~1.0V/cm。当修复电压为1.0V/cm,修复时间为4d时,土壤硝酸盐氮的去除率为87.67%,电能消耗为335.2kW·h·g-1。(4)EK+PRB联合修复系统中, NO3-被PRB(Fe)还原的主要产物是NH4+。可能由于废铁屑的还原性下降或硝酸根离子通过PRB的速度较快,绝大部分NO3-透过PRB继续向阳极移动导致NO3-的去除率与EK系统相比要低。氨氮的毒性比硝酸盐氮小,且溶液中氨氮的处理要比硝酸盐氮容易,相比EK系统EK+PRB(Fe)系统在处理土壤硝酸盐氮污染时更具优势。(5)使用阳极内置辐射式电动装置进行试验,不对阴极和阳极的pH加以控制,施加10V电压即电压梯度为1V cm-1,运行时间为6天时,硝酸盐氮的去除率为47.66%,去除率相对较低,可见阳极内置式电动装置与板框式电动装置相比并不具优势。
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