绿沸石基复合材料对河道水中氨氮去除效果研究

以绿沸石、硅藻土、膨润土、牡蛎壳为主要原材料,包衣机制粒后马弗炉焙烧制成绿沸石-硅藻土(GZD)、绿沸石-膨润土(GZB)、绿沸石-牡蛎壳(GZO)等3款球状氨氮吸附材料。探究造孔剂-粘结剂配比、物料配比、焙烧温度、焙烧时间对污水中氨氮的吸附量和材料散失率的影响,通过吸附动力学、吸附等温线、氨氮去除率、材料散失率试验探讨其吸附机理。并设计了简易装置,用实际河道水样对比分析了3款复合材料与块状绿沸石原矿对氨氮的吸附效果和重复利用次数,对处理效果最佳的GZD中的主要材料绿沸石和硅藻土进行了SEM和XRF表征。结果表明:GZD的氨氮吸附效果最佳,制备条件为造孔剂、粘结剂、绿沸石、硅藻土的质量比为1.2﹕5﹕9﹕1;在500℃下焙烧3 h;GZD对氨氮的吸附符合准二级动力学,用Freundlich等温线比Langmuir等温线更适合描述其吸附过程;GZD对实际河道水样进行5次吸附再生后仍具有明显效果。     

包裹缓释外壳的缓释氧材料的性能影响分析

针对地下水水质原位生物修复过程中由于缺乏氧气导致的生物活性降低、修复作用受抑等问题,以过氧化镁(MgO2)为释氧原料,塑性剂、缓冲剂、造孔剂为载体材料,采用共混滚动造粒技术,分别制备出包裹和不包裹缓释外壳的释氧材料(ORC)并进行材料性能对比分析。扫描电镜和静态实验研究表明:粒径在0.6～0.8 cm之间未添加缓释外壳的ORC材料,其机械强度约为14～18 N,固液比投加量2 g/L时,氧释放系数K为0.005 89,氧平衡浓度Cm为10.641 mg/L,材料在实验四个月后溶解氧含量达到峰值后开始逐渐下降;粒径在0.6～0.8 cm之间添加缓释外壳的ORC材料,其机械强度达到30～70 N,液固比投加量2g/L时,氧释放系数K为0.004 66,氧平衡浓度Cm为10.57 mg/L,八个月后溶解氧浓度开始逐渐下降。分析结果表明,添加缓释外壳的ORC材料其强度和释氧周期都有提高。     

地下水中氯化钠对某新型释氧材料性能的影响

释氧化合物应用于地下水有机污染原位修复技术具有广阔的应用前景,然而地下水中各离子组分对释氧化合物性能的影响却鲜有文献提及。本研究建立了一套地下水流模拟装置,以含有热解改性含油污泥残渣的新型释氧材料(Modified Oxygen Releasing Compound,简称MORC)作为研究对象,采用Na Cl溶液和去离子水作为对照组,探讨Na Cl对MORC释氧性能的影响,并采用扫描电镜对MORC表面矿物结构进行表征。研究结果表明:Na Cl对MORC释氧具有显著的促进作用,当Na Cl溶液浓度为1 000 mg/L、3 000 mg/L时,其促进释氧率分别为12.91%和14.13%。MORC释氧过程中产生的矿物沉淀逐渐在MORC表面沉积,导致材料表面释氧孔道堵塞是影响MORC释氧的重要限制因素。     

碱改性沸石吸附铅和氨氮性能及对稀土矿山土壤的修复作用

针对废弃离子型稀土矿山中的重金属铅和氨氮复合污染问题，本文采用木醋液、氢氧化钠、木醋液-氢氧化钠对天然沸石进行改性，利用扫描电镜(SEM)、比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)分析改性前后沸石的微观结构和物相组成变化。开展室内模拟溶液中吸附动力实验；以现场采集的土壤为基质，进行柱淋滤实验及土壤中稳定化实验，分析了天然沸石和氯化钠、氢氧化钠、木醋液-氢氧化钠三种不同改性沸石对铅和氨氮的形态影响。结果表明：碱改性沸石和碱+木醋液改性沸石对200mg/L铅的去除率超过94%，对30mg/L氨氮的去除率大于65%;2%(质量百分比)为碱改性沸石的最佳添加比例，使土壤中铅有效态固化率达52%，氨氮由不稳定态向稳定态转化。现场中试实验证明，添加修复材料6个月后，碱改性沸石吸附稳定土壤中氨氮达94.61%。碱改性沸石不仅制备工艺简单，价格便宜，无二次污染，而且对土壤中铅和氨氮复合污染有很好的稳定化效果，可作为用于废弃稀土矿山土壤修复稳定化材料之一。     

污染河水中氨氮对浅层地下水的影响

氨氮是目前地表水和地下水的一个重要污染源.室内试验选用3种天然砂土作为渗透介质, 以生活污水模拟污染河水, 经过近1 0个月的土柱试验, 发现氨氮在粗砂中第1 7天达吸附饱和, 第1 8— 1 4 0天去除率小于1 0 %, 在中砂中第1 30—1 4 0天吸附饱和, 以后均发生解吸出水浓度大于进水浓度.野外实验凉水河的氨氮浓度为4 6.86mg/L和2 6.95mg/L时, 地下水的氨氮浓度均小于1.1 0mg/L, 表明凉水河对地下水的实际影响不如室内大, 原因是底泥、河床下部渗透介质的厚度和岩性以及河水渗漏量的影响.排污河还清试验表明, 排污河清淤、灌入清水后, 会很明显地把排污河下部渗透介质中的氨氮带到地下水中, 造成地下水的二次污染.      

修复石油类污染地下水的PRB反应介质研究

以石油类污染地下水为研究对象,选用颗粒活性炭、草炭土、粒径为1 mm和3 mm的页岩陶粒、泥岩陶粒、高岭土、聚乙烯醇、细砂和白砂等9种材料进行PRB反应介质筛选及其性能研究。筛选实验结果表明,草炭土去除地下水中总石油烃的效果最好;动态吸附实验结果表明,在吸附1 h时,草炭土去除总石油烃已经达到动态平衡;通过热处理改性,草炭土去除石油烃效果得到提高,在130℃、热处理2 h去除石油烃效果最好;颗分后吸附实验结果表明,在粒径2 mm范围内,草炭土吸附效果均十分显著。在此基础上进行吸附石油烃前后草炭土的微观结构观察及理化性质分析。以上研究表明,草炭土作为PRB反应介质处理石油类污染地下水具有良好的应用前景。     

氨氮在弱透水层中的渗透迁移规律研究

通过渗透试验、吸附试验和高压动态土柱试验对氨氮在弱透水层中的渗透、迁移转化规律进行研究。试验结果表明,弱透水层对氨氮具有很强的吸附能力;弱透水层中生物作用微弱,弱透水层对氨氮的去除主要是非生物作用的结果;硬度或其他交换性离子的作用会影响氨氮在弱透水层的穿透时间和吸附稳定性。此研究对揭示深层地下水的氮污染规律及探索地下水污染修复提供理论支持。     

无机改性膨润土防渗层性能研究

通过实验室实验确定2mol/L氯化镁、0.5mol/L硫酸和450℃高温为天然钠基膨润土盐改性、酸改性和高温改性的最佳条件。采用上述3种无机改性方式填装防渗层,就其对垃圾渗滤液中主要污染物去除的有效性和控制垃圾渗滤液渗透的可行性进行研究。实验结果显示:3种无机改性膨润土的吸附能力和容量有所提高;渗透系数可达到1×10-7cm/s以下,可以作为"反应型"防渗层材料;在相同渗透量下,高温改性膨润土对垃圾渗滤液中主要污染物的去除效果最好,其次是酸改性膨润土,盐改性膨润土最差。     

地下水有机污染释氧化合物修复技术研究进展

从使用范围角度,概述了释氧化合物(oxygen releasing compound,简称ORC)技术在地下水有机污染修复方面的研究进展。强调了含水层介质的渗透率、地下水流速等水文地质条件对污染物修复效果的重要性。讨论了ORC释氧过程中地下水pH值的调控方法,并对ORC修复技术在未来工程中运用可能存在的问题进行了探讨与展望,为今后ORC技术在地下水有机污染场地修复工程中运用提供一定借鉴。     

铬污染地下水的PRB反应介质筛选及修复试验

通过实验研究筛选出一种经济可行的用于修复Cr(Ⅵ)污染地下水的PRB反应介质。实验以Cr(Ⅵ)污染地下水为研究对象,选用MB、Fe0、粉煤灰和活性炭4种材料进行PRB介质筛选的静态实验,选取处理效果好且经济的MB作为PRB反应介质进行动态修复实验。结果表明:以MB作为PRB反应介质可以使Cr(Ⅵ)的质量浓度从0.50 mg/L降低到0.05 mg/L以下,达到地下水水质Ⅲ类标准;且MB具有吸附量大、固液分离容易、无解吸、无二次污染等优点。以MB作为PRB反应介质修复Cr(Ⅵ)污染的地下水是可行的。     

Selection of permeable reactive barrier materials for treating acidic groundwater in acid sulphate soil terrains based on laboratory column tests

The Shoalhaven region of NSW experiences environmental acidification due to acid sulphate soils (ASS). In order to trial an environmental engineering solution to groundwater remediation involving a permeable reactive barrier (PRB), comprehensive site characterisation and laboratory-based batch and column tests of reactive materials were conducted. The PRB is designed to perform in situ remediation of the acidic groundwater (pH 3) that is generated in ASS. Twenty-five alkaline reactive materials have been tested for suitability for the barrier, with an emphasis on waste materials, including waste concrete, limestone, calcite-bearing zeolitic breccia, blast furnace slag and oyster shells. Following three phases of batch tests, two waste materials (waste concrete and oyster shells) were chosen for column tests that simulate flow conditions through the barrier and using acidic water from the field site (pH 3). Both waste materials successfully treated with the acidic water, for example, after 300 pore volumes, the oyster shells still neutralised the water (pH 7).     

PRB技术在地下水污染修复中的研究进展

在综合分析可渗透反应墙（PRB）修复污染技术基础上,提出了存在问题及发展趋势,进而理出需通过深入研究,提高修复系统性能及其可行途径。预计在不远的将来,PRB处理工艺的持续性也同样会有大幅度改进和发展。     

地下水有机污染处理的渗透性反应墙技术

系统介绍了一种新的地下水污染原位治理方法(渗透性反应墙),具体包括渗透性反应墙的布置形式、介质选取、反应机理、应用现状以及存在问题等.在工程实践中,根据现场的水文地质条件和地下水中有机污染物的特点,可以通过改变反应墙的布置形式来有效地截获羽状体.与传统的抽出-处理系统相比,渗透性反应墙具有处理费用低、使用寿命长等特点,特别对高密度非水溶相液体(DNAPLs)形成的污染羽状体有较好的处理效果.     

地下水有机污染控制及就地恢复技术研究进展（三）

本文是关于地下水有机污染控制及其就地恢复技术进展概况的第3篇文章，文中主要介绍渗以应格栅中的氧化－还原反应格栅和生物降解反应格栅。     

铁还原地下水环境中微生物降解苯和甲苯的碳源 专一性分析

文中研究在粒状铁化学还原三氯乙烯渗透反应格栅和生物降解苯和甲苯渗透反应格栅的联合格栅技术中,下游生物降解格栅中铁还原环境下微生物对苯和甲苯的生物降解。通过模拟粒状铁渗透反应格栅下游铁还原环境,主要研究微生物以苯、甲苯作为碳源时,对碳源的专一性。通过批实验发现,对于分别用苯和甲苯培养驯化的微生物,互换碳源后,微生物对2 000.00μg/L苯和甲苯的生物降解半衰期分别由之前的1.0和1.5 d减少到0.7和1.0 d,互换碳源后苯和甲苯的去除率分别增加38%和32%。在粒状铁渗透反应格栅下游生物降解渗透反应格栅中,微生物在铁还原环境下以苯、甲苯作为碳源时对碳源没有专一性,苯和甲苯可以同时被生物降解去除。     

First results of operating and monitoring an innovative design of a permeable reactive barrier for the remediation of chromate contaminated groundwater

An innovative setup of a permeable reactive barrier (PRB) was installed in Willisau, Switzerland to remediate chromate contaminated groundwater. Instead of a conventional continuous barrier, this PRB consists of cylinders installed in rows: a single row for lower expected Cr^VI-concentrations and an offset double row for higher expected Cr^VI-concentrations. The cylinders are filled with reactive grey cast-Fe shavings mixed with gravel to prevent extensive precipitation of secondary phases in the pore space. The treatment of the contaminants takes place both within the cylinders and in the dissolved Fe^II plume generated downstream of the barrier. Monitoring of the contamination situation over a period of 3 a provided evidence of the mobilization, transport and behavior of the contaminants in the aquifer. Groundwater and reactive material were sampled upstream, within and downstream of the barrier by a Multi-Port Sampling System (MPSS) that revealed the geochemical processes as a function of time and space. Comprehensive chemical analyses included sensitive parameters such as Cr^VI, Fe^II/Fe^III, redox potential, dissolved O₂ and pH. Several campaigns using multiple optical tracers revealed a rather complex hydrological regime at different scales, thereby complicating the barrier performance.     

Preparation of integrative cubes as a novel biological permeable reactive barrier medium for the enhancement of in situ aerobic bioremediation of nitrobenzene-contaminated groundwater

Recent studies have indicated that in situ aerobic bioremediation is one of the most effective methods for remediating groundwater contaminated with nitrobenzene (NB). Aerobic bioremediation is largely dependent on the maintenance of adequate dissolved oxygen (DO) levels in the groundwater. Traditional in situ aeration has various disadvantages, such as high operational costs and nonuniform aeration. In this study, integrative cubes were prepared and utilized as a novel biological permeable reactive barrier (bio-PRB) medium to enhance the aerobic bioremediation of NB-contaminated groundwater. The results revealed an NB removal rate greater than 98.68% after 15–20 days of continuous oxygen release from the bio-PRB medium. DO concentrations reached 8.0 mg/L during treatment, and NB-degrading bacteria were able to tolerate a range of pH conditions. This multifaceted bio-PRB medium can simultaneously adsorb and biodegrade NB, release oxygen, and neutralize the pH with phosphate buffer. The results of this study suggest that this bio-PRB medium represents a highly effective in situ bioremediation method for NB-contaminated groundwater.     

渤海湾西北岸几道牡蛎礁

渤海湾西北岸划分出了第Ⅰ道—第Ⅵ道牡蛎礁的平面分布(图1);对牡蛎礁壳体的几何形态特征进行了描述(图2),并将牡蛎礁壳体进行了剖面切割(图3);对牡蛎礁壳体进行了X光衍射与激光拉曼(活—古)矿物晶型的对比分析(表1,图4);对俵口村BKP20-2剖面(-2.84m)牡蛎礁一个体右壳:在双目镜下对其内部结构与矿物组分进行了分析(图5);通过机械挖掘剖面及钻探获得:牡蛎礁体的空间堆积厚度与赋存的海拔高度及其各剖面垂直方向上的14C年代数据;并获得牡蛎礁体堆积的内部结构特征(图6);以及牡蛎礁体水平夹层与CaCO3含量变化(图7),其中水平夹层CaCO3含量往往偏高,初步分析可能与气候偏冷有关。对牡蛎礁壳体内充填物及壳外沉积物进行了粒度分析(表3),粒度组分及概率累积曲线等(图9)为分析牡蛎礁的生态环境提供了佐证:即牡蛎礁基本以潮下带生活环境为主。以俵口BKP20剖面为例分析了牡蛎礁体堆积物从埋深-2.14～-6.90m的生物组合特征(表4)。以上资料为获得牡蛎礁堆积体的生长-发育-消亡等演化模式提供了依据(图10)。     

Effects of natural and calcined oyster shells on Cd and Pb immobilization in contaminated soils

In Korea, soils adjacent to abandoned mines are commonly contaminated by heavy metals present in mine tailings. Further, the disposal of oyster shell waste by oyster farm industries has been associated with serious environmental problems. In this study, we attempted to remediate cadmium (Cd)- and lead (Pb)-contaminated soils typical of those commonly found adjacent to abandoned mines using oyster shell waste as a soil stabilizer. Natural oyster shell powder (NOSP) and calcined oyster shell powder (COSP) were applied as soil amendments to immobilize Cd and Pb. The primary components of NOSP and COSP are calcium carbonate (CaCO₃) and calcium oxide (CaO), respectively. X-ray diffraction, X-ray fluorescence and scanning electron microscope analyses conducted in this study revealed that the calcination of NOSP at 770°C converted the less reactive CaCO₃ to the more reactive CaO. The calcination process also decreased the sodium content in COSP, indicating that it was advantageous to use COSP as a liming material in agricultural soil. After 30 days of incubation, we found that the 0.1 N HCl-extractable Cd and Pb contents in soil decreased significantly as a result of an increase in the soil pH and the formation of metal hydroxides. COSP was more effective in immobilizing Cd and Pb in the contaminated soil than NOSP. Overall, the results of this study suggest that oyster shell waste can be recycled into an effective soil ameliorant.     

地下水中氯代烃的格栅水处理技术

挥发性氯代烃是地下水中检出率较高的有机污染物 ,同时也是饮用水氯气消毒的副产物 ,而它对人体的危害也已经得到了USEPA等机构的认同。文中主要从格栅材料、降解机理、影响还原性脱氯效率的因素、实际工程中应注意的问题以及发展方向等方面 ,对地下水中挥发性氯代烃的处理技术进行了阐述 ,介绍了格栅处理地下水中挥发性氯代烃的最新进展和实际意义 ,提出了格栅系统的实际应用潜力和存在的问题 ,特别是双金属系统的催化机理和催化剂失活问题 ,给国内这方面的研究者提供思路。