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本文针对重金属铬这一地下水污染物,研究了原位电化学动力修复技术的具体应用,分析了恒压条件和恒流条件的电化学动力原理,开展了静态污染地下水和动态污染地下水的修复模拟试验研究,揭示了电场作用下地下水中重金属迁移规律,为原位电化学动力修复地下水污染技术实际工程应用提供了技术依据。
试验成果表明:该法对地下水重金属污染修复效果较好,应用于实际工程是可行的;该法修复效果的影响因素主要有:施加的电压和电流、地下水流速和流向、污染物浓度、pH值、运行时间和含水层土体特性等。其中,施加电压和电流的大小直接影响地下水的pH值、电导率的变化程度和铬的迁移转化,进而影响处理效果和能耗;从净化效率和控制电能消耗两方面考虑,电压梯度1.36V/cm和电流密度0.075mA/cm<2>为较经济的有效修复技术指标参考值。
由试验结果分析可知,动态地下水中污染物铬的迁移是对流、机械弥散、分子扩散和吸附等机理共同作用的结果;在一般地下水流速作用下,污染物离子态为负电荷时,可顺水流方向布置阳极和阴极(阳极布置在阴极的上游),修复效果较佳,Cr(Ⅵ)的去除率达到99.95%以上,出水浓度满足相关标准。表明电化学动力技术修复重金属污染动态地下水是可行的。
试验研究中还发现,地下水pH值是影响原位电化学动力修复铬污染地下水的关键因素之一;未进行pH控制时,阴阳极连线区域的阴极附近出现pH突跃现象,Cr(Ⅵ)还原成为Cr(Ⅲ)在土壤介质中生成沉淀,影响铬的去除率;采用pH突跃点加酸控制改良技术后,去除效率显著提高,且乙酸控制的效果好于草酸;原位电化学动力修复过程中,会发生Cr(Ⅵ)向Cr(Ⅲ)的转化,出水中90%以上的铬为Cr(Ⅲ);水流速度,电场强度,时间等因素对Cr(Ⅲ)的迁移效果影响不大,Cr(Ⅲ)修复的低效性是原位电化学动力修复动态铬污染地下水的瓶颈,提高Cr(Ⅲ)的去除效率是该技术应用的关键。
在理论分析以及试验后土样的理化特性等方面还有待进一步深入研究,更需要进一步针对工程实例开展实际应用总结分析。