可渗透反应墙(PRB)技术综述
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可渗透反应墙(PRB)技术综述可渗透反应墙(PRB)技术是一种用于处理地下水和土壤中污染物的 passi ve 污染治理技术,它通过在地下水流路径上建造可渗透的墙体来截留和处理地下水中的污染物。
PRB 技术已经被广泛应用于处理地下水和土壤中的有机污染物和重金属,是一种成本低、效果好的地下水治理方法。
本文将对PRB技术的原理、应用领域、工程案例、技术发展趋势等方面进行综述,旨在为读者提供全面的了解和参考。
一、PRB技术的原理PRB技术的原理基于地下水流动路径的截留和污染物的去除。
通常情况下,PRB由可渗透的材料构成,例如砂土、砾石、活性炭等,这些材料允许地下水自由流动并与其中的污染物发生反应。
当地下水经过PRB时,其中的有机污染物和重金属等污染物会受到吸附、化学反应、生物降解等作用,从而得到去除或降解。
通过对污染物的吸附和去除,PRB技术能够有效地净化地下水,达到治理地下水污染的目的。
PRB技术主要应用于以下领域:1. 地下水污染治理:PRB技术可以被用来处理地下水中的各种有机污染物和重金属。
地下水中的苯、甲苯、二氯乙烷、三氯乙烯、铬、镍、铅等污染物都可以通过PRB技术进行有效地截留和处理。
2. 土壤修复:PRB技术也可以被用来修复受到污染的土壤。
通过在地下水和土壤的界面上构建PRB,可以有效地减少地下水对土壤污染的影响,从而达到净化土壤的目的。
3. 工业污水治理:PRB技术可以被用来处理工业污水中的有机废水和重金属废水,使废水中的污染物得到去除和降解,达到净化废水的目的。
4. 地下水防护:PRB技术还可以被用来构建地下水防护墙,阻止地下水中的污染物向周围地区扩散,起到防护和治理地下水污染的作用。
PRB技术已经在全球范围内得到广泛的应用,以下是一些典型的PRB工程案例:1. 美国底特律地区PRB工程:在底特律地区,PRB技术被成功地用来处理地下水中的三氯乙烯和铬。
通过构建PRB墙,底特律地区的地下水得到了有效地净化,为当地环境保护做出了重要贡献。
可渗透反应墙和原位反应带反应墙和反应带是地下水治理中常用的技术手段。
可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,简称PRB)是一种通过在地下水流路径上设置具有特定反应性的材料来截留和处理地下水中有害物质的技术。
原位反应带(In Situ Reactive Zone,简称ISRZ)则是在地下水中引入特定的反应剂,以实现地下水中有害物质的去除或转化。
可渗透反应墙是一种被广泛应用于地下水治理领域的技术。
它适用于处理含有有机物、重金属等有害物质的地下水。
可渗透反应墙通常由一层或多层填料构成,填料中含有具有吸附、还原、氧化或沉淀等反应性的物质。
当地下水通过可渗透反应墙时,有害物质会与填料中的反应物发生反应,被吸附、还原、氧化或沉淀,从而达到净化地下水的目的。
可渗透反应墙可以根据具体的地下水污染情况选择不同的填料和反应物,以实现对特定有害物质的高效去除。
原位反应带是一种在地下水中引入特定的反应剂来处理有害物质的技术。
与可渗透反应墙不同的是,原位反应带不需要设置固定的屏障,可以在地下水中选择合适的位置引入反应剂。
当地下水与反应剂接触时,反应剂会与有害物质发生化学反应,使其发生转化或去除。
常用的原位反应剂包括氧化剂、还原剂、吸附剂等。
原位反应带适用于地下水中有害物质浓度较低的情况,可以通过选择合适的反应剂和调整反应条件来达到对有害物质的高效去除。
可渗透反应墙和原位反应带在地下水治理中起到了重要的作用。
它们可以有效地截留和处理地下水中的有害物质,减少对周边环境的影响,保护地下水资源的安全和可持续利用。
在实际应用中,需要根据具体的地下水污染情况选择合适的技术,并合理设计和操作反应墙或反应带,以确保其治理效果。
可渗透反应墙和原位反应带是地下水治理中常用的技术手段。
通过在地下水流路径上设置具有特定反应性的材料或引入特定的反应剂,可以有效地截留和处理地下水中的有害物质。
这些技术在地下水治理中具有重要的应用价值,可以保护地下水资源的安全和可持续利用。
D12-地下水修复可渗透反应墙技术12.1技术名称技术名称:地下水修复可渗透反应墙,英文名称:PermeableReactiveBarrier(PRB)12.2技术适用性1)适用的介质:污染地下水2)可处理的污染物类型:碳氢化合物(如BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、石油烃)、氯代脂肪烃、氯代芳香烃、金属、非金属、硝酸盐、硫酸盐、放射性物质等。
3)应用限制条件:不适用于承压含水层,不宜用于含水层深度超过10m的非承压含水层,对反应墙中沉淀和反应介质的更换、维护、监测要求较高。
12.3技术介绍原理:在地下安装透水的活性材料墙体拦截污染物羽状体,当污染羽状体通过反应墙时,污染物在可渗透反应墙内发生沉淀、吸附、氧化还原、生物降解等作用得以去除或转化,从而实现地下水净化的目的。
最常见的应用形式与原理如表12-1所示:系统构成和主要设备:目前投入应用的PRB可分为单处理系统PRB和多单元处理系统PRB。
单处理系统PRB的基本结构类型包括连续墙式PRB和漏斗-导门式PRB,还有一些改进构型,如墙帘式PRB、注入式PRB、虹吸式PRB以及隔水墙-原位反应器等,适用于污染物比较单一、污染浓度较低、羽状体规模较小的场地;多单元处理系统则适用于污染物种类较多、情况复杂的场地。
多单元处理系统又可分为串联和并联两种结构。
串联处理系统多用于污染组分比较复杂的场地,对于不同的污染组分,串联系统中的每个处理单元可以装填不同的活性填料,以实现将多种污染物同时去除的目的。
实际场地中应用的串联结构有沟箱式PRB、多个连续沟壕平行式PRB等。
并联多用于系统污染羽较宽、污染组分相对单一的情况。
常用的并联结构有漏斗-多通道构型、多漏斗-多导门构型或多漏斗-通道构型。
PRB的结构是地下水污染去处效果优劣的影响因素之一,其结构设计需要考虑两个关键问题:一是PRB能嵌进隔水层或弱透水层中,以防止地下水通过工程墙底部运移,确保能完全捕获地下水的污染带;二是能确保地下水在反应材料中有足够的水力停留时间。
可渗透反应墙(PRB)技术综述可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB)技术是一种新兴的土壤和地下水治理技术,可以有效地去除土壤和地下水中的有害污染物质。
它以墙体为界面,在地下水污染源处建立有选择性的反应或传输通道,使得地下水中的有害污染物质能够在墙体内与阻止物体产生吸附、沉淀、还原或氧化等化学反应过程,从而实现去除。
PRB墙体材料通常是具有一定反应性质的填料材料,常用的填料包括铁-钛矿、零价铁、石英砂、钙基材料、椰壳活性炭等。
填料表面可发生吸附、还原、氧化、水解等过程,相关的反应可以有效地去除废物资源库中的污染物。
与其他土壤和地下水治理技术相比,PRB技术具有如下优点:1.针对场地特殊情况,可以为其他治理技术提供有效的补充。
2.安装方便,可以在不打扰当地环境的情况下实施。
3.构建成本相对较低,维护成本也低。
4.对稳定污染物具有高效率和高选择性。
PRB技术的实施可以分为设计、建设和装备调试三个阶段。
其中,PRB技术设计的关键是考虑墙体材料的选择和填充,以及墙体的布局和配置等。
一般来说,PRB技术的设计要考虑到以下几个方面:1.研究污染物的特点和分布;2.确定墙体的厚度和长度;3.选择填充材料,考虑其反应性、稳定性和可重复性;4.确定墙体的渗透性;5.考虑墙体自然缺陷和泄漏风险,提出处理措施。
建设阶段,主要是墙体的构建和填充工作。
PRB技术的施工应遵循安全、环保、承受力及渗透性标准。
在整个建设过程中,应加强对填充材料的选择、挑选和检验,对较大的填料应进行液压封装。
在墙体的填充过程中,应控制填充速度,避免填充空隙和易流动的介质材料等现象,保证墙体的稳定性和渗透性。
装备调试阶段主要是对墙体的渗漏、稳定性、渗透性和选择性进行测试,通过对反应堆的参数设置,如流速、孔隙度、反应物的浓度等因素的调整,不断优化反应堆的性能。
总之,PRB技术是一种有效的土壤和地下水治理技术,具有建设便捷、维护成本低等特点。
可渗透反应墙(PRB)技术综述
可渗透反应墙(PRb)技术是一种新兴的土壤和地下水污染治理技术,其基本原理是利用可渗透的屏障材料构建一道墙壁,以截留污染物进入地下水中。
与传统的已污染土壤挖掘、处理和填埋相比,PRb技术具有成本低、施工方便、对环境影响小等优点,因此在近年来得到广泛的应用和发展。
PRb技术主要有两种类型:垂直PRb和水平PRb。
垂直PRb是垂直设置的屏障,用于截留地下水流中的污染物,它由激活剂和填充物组成。
水平PRb是水平安装的屏障,用于截留地下水流的污染物,主要应用于已经存在的地下水污染的治理。
PRb技术的应用根据材料的不同分为生物PRb和化学PRb。
生物PRb利用自然微生物降解有机物质,可以减少重金属和有机化合物等污染物的含量。
化学PRb是使用化学剂来加速污染物的降解,常见的化学剂包括铁、钠、高岭土、激活炭等。
化学PRb根据填充物的不同可以分为氧化还原(PRb)、酸碱(PRb)和吸附(PRb)等类型。
虽然PRb技术已经得到了广泛的应用和发展,但是它仍然存在一些不足和挑战。
如何选择合适的材料和填充物、如何控制PRb的渗透性、如何监测PRb的效果等问题,都需要进一步的研究和实践。
总之,PRb技术是一项十分有前途的治理地下水污染的技术,它将会在未来的环保领域发挥重要作用。
可渗透反应墙(PRB)技术综述1. 引言1.1 PRB技术概述可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier, PRB)技术是一种被广泛应用于地下水和土壤污染治理的技术。
PRB技术通过在地下埋设可渗透的隔离墙,使地下水在墙体中通过时发生化学反应,达到污染物去除的效果。
PRB技术的主要原理是通过墙体中填充的特定材料,例如铁、活性炭等,来吸附、还原、氧化或中和地下水中的有害物质,从而达到净化地下水的目的。
PRB技术具有快速、高效、可控的优点,被广泛应用于处理多种地下水和土壤污染,如重金属、有机物、氯化物等。
相比于传统的治理方法,PRB技术不仅能够减少治理周期和成本,还能够在地下水流动的同时进行污染物去除,降低了二次污染的风险。
由于PRB技术的独特优势和高效性能,越来越多的环境工程领域开始采用这种技术进行地下水和土壤修复。
随着技术的不断创新和完善,PRB技术有望在未来在环境修复领域发挥更加重要和广泛的作用。
1.2 PRB技术应用范围1. 地下水污染治理:PRB技术可以有效阻挡地下水中的有害物质迁移,避免地下水进一步受到污染。
2. 土壤修复:PRB技术可以在土壤中形成一道阻隔带,阻止有害物质向健康土壤迁移,从而实现土壤修复的效果。
3. 河流湖泊水体治理:PRB技术可以被应用于河流、湖泊等水体的治理中,阻止有害物质向水体迁移,维护水体生态环境。
5. 矿山环境修复:PRB技术可以被用于矿山环境的修复工作,有效隔离矿山废弃物中的有害物质,减少对周围环境的影响。
2. 正文2.1 PRB技术原理可渗透反应墙(PRB)技术原理主要是基于地下水流动及化学反应原理。
PRB通过安排一系列带有特定吸附性和反应性材料的墙来拦截和处理地下水中的有害物质。
当地下水流经PRB时,有害物质被吸附、降解或转化为无害物质,从而净化地下水。
PRB技术的主要原理包括吸附、生物降解、还原/氧化、沉淀和阴离子交换等机制。
吸附是指有害物质通过空气或水被固定在固体表面上的过程,例如活性炭可以吸附有机物质。
可渗透反应墙(PRB)技术综述可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB)技术是一种专门针对地下水中污染物进行治理的技术。
该技术通过建立一系列针对特定污染物的化学反应阻隔屏障,使经过这些屏障的地下水在达到出水口前得到被净化。
PRB技术凭借着其低成本、高效率的优势逐渐成为污染地下水治理的热门技术之一。
PRB技术主要使用的材料是活性材料。
活性材料具有高比表面积,大孔结构和良好的化学活性,因此可以有效地吸附污染物、催化氧化物以及还原污染物。
常用的活性材料有铁、钢铁矿物、氢氧化铁、晶态硅和生物示范剂等。
该技术建立的阻隔屏障材料通常是矩形形状,并懂占据地下水垂直流动区域的全部或部分区域。
PRB屏障设计时,需要考虑到屏障厚度、性质、长度和间距等参数。
良好的设计可以确保达到最佳的抵抗过滤水流和最大限度地减少污染物通过。
PRB技术可以分为永久性PRB和临时性PRB两种类型。
永久性PRB是指建立在受污染区域中, 前期施用大量活性材料以建立其足够的有效性, 并随着时间的推移, 污染物中浓度的降低最终达到其饱和装置, 周期性或不上抽吸性的PRB作为永久PRB的替代物, 具有较长的治理期限。
临时性PRB是指通过建立 PRB 来妨碍污染物移动,并利用其他技术持续的清除受污染区域中的污染物,它的目的是在治理初始装置的同时控制污染物的扩散,并最终达到永久性治理的目的。
PRB技术的主要问题是使用寿命的问题,因为活性材料的使用期限较短,需要定期更换。
此外,由于PRB屏障是建在地下水中的,因此难以检测其效果。
此外,如果没有妥善维护,PRB屏障可能会失效。
PRB技术一般应用于含挥发性有机物和有毒金属离子等不稳定污染物治理,适用于不断流和间歇流系统。
需要针对特定地下水治理场地进行优化设计和调整。
总之,PRB技术是一种低成本、高效率、绿色环保的污染地下水治理技术,在实际应用中具有广泛的应用前景。
可渗透反应墙(PRB)技术综述可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,PRB)是一种用于地下水污染物防治的技术。
它通过土工材料和化学物质构建的地下壁,能够拦截并处理地下水中的污染物,达到净化地下水的目的。
本文将综述PRB技术的原理、主要组成、适用范围以及优缺点等方面的内容。
PRB技术的原理主要是利用土工材料和特定的化学物质对地下水中的污染物进行拦截和处理。
PRB一般由固体、液体和气体组成。
固体主要是选择性渗透材料,如铁屑、活性炭等,能够吸附和催化降解地下水中的污染物;液体主要是注入或喷洒的化学物质,如还原剂、氧化剂等,能够促进污染物的降解;气体主要是用于控制地下水流动和温度变化等因素的影响,如氩气、氮气等。
这些组成部分相互配合,形成一道可渗透的壁,使地下水在穿过PRB时受到污染物的拦截和处理。
PRB技术的适用范围包括地下水中有机物、重金属、氯化物等污染物的防治。
有机物主要是指石油类、挥发性有机物等;重金属主要是指铅、镉、铬等;氯化物主要是指氯离子(Cl-)。
这些污染物在地下水中容易迁移,且对环境和人体健康造成较大的影响。
通过PRB技术的应用,这些污染物可以被拦截和处理,从而净化地下水,保护环境和人类健康。
PRB技术相比于传统的地下水污染物防治技术具有一些优势。
PRB技术可以在地下水流动路径上设置,对整个地下水体系进行治理,具有较大的适用范围和处理能力。
PRB技术对地下水中多种污染物具有较好的拦截和处理效果,可以同时处理多种污染物,实现综合防治。
PRB技术经过长期的研究和实践,已经形成了一套成熟的设计和运营管理方法,操作简单,效果可靠。
PRB技术相对于传统的地下水污染物防治技术来说,具有较低的成本和维护费用,更加经济实用。
PRB技术也存在一些局限性,包括对于有机物降解速率较慢,操作难度较大,以及在长期使用中有材料寿命问题等。
PRB技术是一种可用于地下水污染物防治的技术,通过土工材料和化学物质构筑可渗透的壁,拦截和处理地下水中的污染物,达到净化地下水的目的。
污染地下水可渗透反应墙(PRB)技术近年来,我国工业化进程的加速导致城市地下水受到严重污染。
原环境保护部公布的《2013年中国环境状况公报》表明,全国200个城市地下水水质监测点中较差-极差水质的比例为59.6%,地下水污染问题日趋严峻。
人群长期饮用受污染的地下水会造成健康危害,工业活动采用污染地下水会降低产品质量,影响正常生产,农业生产使用污染地下水将影响土壤性质,抑制农作物生长。
因此,地下水污染的治理修复和风险管控工作迫在眉睫。
地下水污染修复技术和风险管控措施主要包括抽出处理技术、化学氧化∕还原技术、生物技术、曝气技术、可渗透反应墙(permeablereactivebarrier,PRB)技术、监测自然衰减技术、双∕多相抽提技术等。
其中,PRB技术不涉及地下水的抽提,避免了传统抽出处理(pump-and-treat)的地下水泵取和处理工程消耗大,费用昂贵以及需定期维护和监测等问题,是一种基于原位的被动系统,具有无需外源动力,不占用地面空间,造价低廉,修复填料可更换,对污染物的去除具有普适性,安装完毕后几乎不需要运行费用,对生态环境影响较小等特点。
美国国家环境保护局(USEPA)于1982年提出PRB技术,并于1998年发布了?污染物修复的PRB技术?手册。
加拿大Waterloo大学于1989年创建一套完整的PRB系统,并采用该技术成功修复了污染地下水。
此后,欧美一些国家和地区对PRB技术做了大量的试验研究和工程探索,有效地去除了污染地下水中的重金属、有机物、放射性核素和无机离子。
一、PRB技术简介1.1 PRB技术及其原理PRB技术是在地下含水层安装填充透水反应介质的连续墙体,当地下水流在天然水力梯度作用下通过该反应介质时,利用物理、化学和生物降解等方法将地下水中的污染组分转化为环境可接受的形式或直接截留在墙体内,达到处理或阻隔污染羽的一种地下水原位修复技术。
PRB技术去除污染物的原理主要分为降解、沉淀和吸附。
可渗透反应墙(PRB)技术综述可渗透反应墙(PRB)是一种常用于地下水污染控制和修复的技术。
PRB是一种人工构造的墙体,通常是由多种材料组成的,能够有效地阻挡地下水中的有害物质的迁移。
PRB技术已经在实际工程中广泛应用,并取得了良好的效果。
PRB技术的基本原理是通过构造一道隔离层,将地下水中的有害物质截留在污染区域内,阻止其向周围环境扩散。
PRB通常由两种材料组成,一种是具有吸附、透过和氧化还原功能的材料,如活性炭、铁或铜等;另一种是基质材料,如黏土、砂土等。
这些材料构成的墙体能够有效地吸附有害物质,并通过氧化还原反应将其转化为无害的物质。
PRB技术可以应用于各种地下水污染物的修复,如有机物、重金属、氯化物等。
PRB技术的具体施工步骤包括:确定污染区域的范围和深度、选择合适的材料和施工方法、进行现场准备工作、建造防渗墙体、监测效果等。
PRB的耐久性和有效性取决于材料的选择和施工质量,因此在实际工程中需要进行严格的质量控制和监测。
PRB技术的优点主要包括:①操作简便,施工周期短,对环境干扰小;②能够有效阻止有害物质的迁移,修复效果明显;③具有较高的安全性和可行性,适用于不同类型的地下水污染。
PRB技术的应用案例有很多。
在某废弃化工厂的地下水污染修复中,使用了PRB技术,将有机物和重金属截留在污染区域内,成功地控制了污染物的扩散,并减少了对周围环境的影响。
在某城市的水源保护地修复工程中,通过建造PRB阻挡了道路附近的地下水污染,保护了水源安全。
PRB技术是一种有效的地下水污染控制和修复技术。
该技术具有操作简便、修复效果明显、安全可行等优点,在实际工程中有广泛的应用前景。
PRB技术的成本相对较高,需要综合考虑各种因素进行决策。
未来的研究和发展应该进一步完善PRB技术的材料选择、施工方法和监测技术,提高修复效果,降低成本,推动PRB技术在地下水污染修复中的应用。
▲HUANJINGYUFAZHAN89梅婷(武汉智汇元环保科技有限公司,湖北 武汉430079)摘要:为促进PRB 技术在国内的研究和发展,本文对PRB 技术原理、结构类型及优缺点、应用材料及其原理、设计方案等进行阐述,为我国PRB 技术的研究提供一些参考。
关键词:可渗透反应墙;PRB;地下水修复中图分类号:X3 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2019)08-0089-02DOI:10.16647/15-1369/X.2019.08.050Review of permeable reactive wall (PRB) technologyMei Ting(Wuhan Zhihuiyuan Environmental Protection Technology Co.,Ltd.,Wuhan Hubei 430079,China)Abstract:In order to promote the research and development of PRB technology in China, this paper expounds the PRB technology principle, structure type and advantages and disadvantages, applied materials and their principles and design schemes, and provides some references for the research of PRB technology in China.Key words:Permeable reaction wall;PRB;Groundwater remediation有色金属矿山开采产生大量矿山酸性水和重金属污染,尾矿中金属硫化物氧化所释放出金属元素,形成重金属酸水污染晕,危及矿区生态系统和尾矿坝体结构稳定性[1],所以有必要找到一种可以有效处理矿山酸性废水的技术方法。
1982年由美国环保局提出可渗透反应墙技术,20世纪90年代初期得到了深入的研究,该项技术具有经济、便捷、处理效果好等优点[2]。
1 PRB 的概念及基本原理PRB 技术的原理是在地下水流方向上填充活性材料,利用天然地下水力梯度使污染地下水优先通过渗透系数大于周围岩土体的透水格栅并与填充在内的活性反应介质相接触反应达到去除污染物的目的[3]。
2 介质材料2.1 还原型材料2.1.1 零价铁Fe 0可为卤代烃提供电子,还原卤代烃生成挥发性气体乙烷和可溶性氯化物。
Fe 0也可将铬酸根(CrO 42–)还原六价铬至三价铬化合物沉淀。
1996年6月,美国北卡罗来纳州伊丽莎白城铬污染非常严重,研究人员使用450t 铁屑进行充填安装了一个连续PRB 使地下水通过后,上游铬的浓度由10mg/L 降为0.01mg/L,污染的地下水成功被修复。
铁(Ⅱ)矿物也可还原重金属离子等无机离子以单质或难溶性化合物沉淀去除;也可还原脱除卤素。
2.1.2 双金属双金属是指在一种金属的表面上镀上第二种金属,采用具有活性差的金属作为PRB 介质材料,用于处理地下水中的卤代烃等。
Grittini 等[7]研究证明铅/铁双金属系统可降解十分难降解的多氯联苯。
另有国外学者研究了铅/铁双金属系统,研究表明铁表面的铅加速脱氯过程,反应速率可以比Fe 0系统大10倍。
随着反应进行,铁氧化膜降低催化剂钯的催化效率。
2.2 沉淀型材料2.2.1 改性赤泥改性赤泥含有铁铝的水合物、方钠石、氢氧化钙等碱性材料,pH 值8.0~10.5,对多数金属离子有较好的沉淀作用。
孙道兴等将赤泥经强碱浸出氧化铝后,控制变量搅拌1h,静置2h 后研究对Pb 2+、Cd 2+、Cr 3+等离子去除效果,在添加量为20g/L 时,铅、铬、镉的吸附率分别达到了90%、94%、85%以上,离子初始质量浓度越大,吸附率越小。
还有国内学者研究了采用焙烧和盐水焙烧得到两种赤泥,拥有更能提高酸性水pH 值的能力,金属离子去除能力更强,盐水焙烧联合改性方法使得处理效果更稳定。
2.2.2 石灰石石灰石与废水中氢离子反应,使得废水的pH 升高。
金属离子(Me)与OH -发生反应生成氢氧化物沉淀。
但是如果地下水中硫酸盐的浓度较高是则不宜大量使用石灰石,因为生成的硫酸钙会覆盖在石灰石表面,导致石灰石失效。
2.2.3 炼钢炉渣炉渣含有铁、钙、镁、铝元素的氧化物、硅酸盐以及硫和其他微量元素,同时其含有的石灰成分和硅铝酸盐可以作为缓冲剂使得地下水pH 值升高到12~13,Franklin Obiri-Nyarko 等[4]在室内试验使用炼钢炉渣进行试验,研究表明可以被用来处理地下水中的一些污染物。
除此之外还使用过亚硫酸氢钠、硅铝酸盐、羟基磷灰石等沉淀型材料。
2.3 吸附型材料2.3.1 活性炭活性炭本身是一种很强的有机物吸附剂,对大分子的芳香烃、小分子腐殖质等有很高的吸附去除率。
李莉等通过对比实验发现,当零价铁和活性炭质量分数分别为40%、30%时,对六价铬的还原能力最强,除污效果非常明显。
还有国内学者利用ORC (释氧化合物)、GAC (活性碳颗粒)和Fe 0联合起来使用。
该技术的优势在于能使温度、压力和二氧化碳的浓度保持一定的稳定性,不易形成沉淀,可防止“生物堵塞”。
2.3.2 沸石沸石是一种铝硅酸盐矿物,沸石表面孔隙结构允许用于选择性吸附污染物,但不适合吸附有机化合物。
A.Z.WOINARSKI 等人在南极洲重金属污染水域发现具有Cu 2+交换特性的天然斜发沸石在2~22℃可促进PRB 修复重金属。
根据一维质量转换模型的非平衡吸附Cu 2+固定床反应流显示,质量转换与流量无关,但传质系数随流速增加而增大。
在相同的批试验中固定床内斜发沸石容量约为固定床的50%,传质系数在2~8倍之间。
低温下固定床性能明显降低,在2℃时,其突破点和饱和容量比28℃要小60%~65%,低温90 HUANJINGYUFAZHAN▲对天然沸石处理重金属产生不利影响。
2.4 降解型材料2.4.1 厌氧型生物降解材料生物反应墙主要采用覆盖堆肥的方法将固态有机质混合堆放使之发酵培育厌氧微生物还原处理污染物,达到降解污染物的目的。
树叶、木材废料和堆肥等廉价材料已经被用于从地下水中去除硝酸盐。
Robertson 等研究了沙粒和木屑混合物对硝酸盐的长期去除率。
2.4.2 曝气型生物降解材料CaO 2、MgO 2等固体氧和硝酸盐释放化合物(ORC)在地下释放氧气或形成有氧活跃带。
曾有国外学者利用水泥浸渍ORC 作为氧的来源来去除苯和甲苯。
Mackay 等人还在范登堡空军基地和惠尼梅港海军建设营中心两个地点对使用PRB 的甲基叔丁基醚(MTBE)原位有氧生物处理进行评估。
研究结果表明,引入氧气刺激两个位点的微生物,可使MTBE 完全降解。
3 PRB 的设计3.1 设计原则墙体渗透系数应大于含水层的渗透系数,以最大限度降低对地下水流场的影响;根据污染物类型,通过室内试验确定合适的介质材料、墙体规模和方位,以保证修复效果;设置监测井监控PRB 的性能,保证其长期安全运行和降低当地生态环境的不良影响。
3.2 设计参数PRB 主要的设计参数包括PRB 安装位置的选择、结构的选择、埋深、规模、水力停留时间、方位、反应墙的渗透系数、活性材料的选择及其配比。
根据这些参数计算确定PRB 的结构、安装位置、方位及尺寸、使用期限、监测方案,并估算总投资费用。
4 技术经济性同其他地下水修复技术相比,PRB 技术具有效率高、造价低的特点。
根据污染物种类、介质材料、设计规模和使用寿命不同,造价一般在几万到几百万美元不等。
5 结语(1)主要介质材料的选取和试验分析其效果、影响因素、配比等研究仍处于初级阶段,研究经费占比较低。
目前研究多为参考国外案例经验为主,缺乏材料的自主研发。
(2)目前研究仍大范围局限于室内试验,现场试验案例仍然较少,同时缺乏对前期场地的调研和PRB 技术结构设计方面的经验,缺少现场试验的经验参数和同步研究,还应考虑前期勘察、结构、运行监测等方面的因素。
(3)环境修复成本较高,PRB 技术研发缺乏相应的融资途径和资金来源。
目前亟待解决技术研发的资金成本问题。
参考文献[1]束善治,袁勇.污染地下水原位处理方法:可渗透反应墙[J].环境污染治理技术与设备,2002(01):47-51.[2]Franz-Georg Simon, Tamás Meggyes, Removal of organic and inorganic pollutants from groundwater using permeable reactive barriers[J].Land Contamination & Reclamation, Vol.8,Issue2,103-116(2000).[3]USEPA. Washington, DC: EPA, 1998.[4]Franklin Obiri-Nyarko, S,etal.An overview of permeable reactive barriers for in situ sustainable groundwater remediation[J].Chemosphere, 2014(111):243-259.收稿日期:2019-03-21作者简介:梅婷(1992-),女,汉族,硕士,技术员,研究方向为环境修复、环境调查与评估、环境规划等。
(上接第88页)有效的处理,不仅会对环境产生重要的影响,而且还会造成大量的金属离子的流失,这些金属离子通过食物链转移到人体当中,会严重的影响身体健康。
传统的污水处理工艺处理成本高、效果不稳定,而且固液分离差,不能满足当前的污水排放标准。
以某钢铁企业冷轧厂重金属废水为例,常规混凝采用聚合氯化铝,投加浓度为3%,助凝剂为阴性聚丙烯酰胺,投加浓度为1‰。
在磁混凝技术中,投加磁粉的密度>5.0mg/L,在污水中形成的絮体密度为3~4mg/L,污水处理能力远大于常规混凝技术。
主要是由于磁混凝技术中投加的磁粉粒径小,而且带有负电荷,能够有效的促进絮体的增大,也提高了吸附架桥的影响。
因此,该钢铁企业采用了磁混凝工艺来处理废水,HRT为10.5min,占地面积为8.5m 2,重金属去除率为99%,在各项数据上均优于传统的混凝技术。
但存在的缺点是,在整个处理工艺中增加了投资费用和运行费用。
2.2.3 焦化废水焦化废水是难降解废水类型之一,在常规的生化处理后仍然存在一些氰化物、硫化物、硫氰化物、多环芳烃、吡啶、喹啉等难生物降解污染物。