电动-PRB联合修复铬、镍复合污染土壤的试验研究

作     者：张郴艳 

作者单位：河南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯彩霞;乔春莉

授予年度：2017年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

主      题：电动-PRB联合修复 污染土壤 电动修复 铬 镍 

摘      要：随着工业社会的发展,土壤重金属污染问题变的越来越严重。在人类现在面临的三大污染水体污染、土壤污染、大气污染中,土壤污染是最为棘手的污染。因为当土壤污染时我们是看不见的,而在污染源消失后,其影响还会持续很久。而在土壤污染中重金属污染所占比重最大也最为严重。因此,对重金属污染土壤的修复是非常有必要的。电动修复技术是把电极插入受污染的土壤并通以低的直流电(通过横截面积的电流为mA/cm2)或低的电压梯度(电极之间距离的电压为V/cm)的一种处理重金属污染土壤的方法。电动-PRB联合修复技术是将电动修复技术和可渗透反应墙(PRB)两种技术结合起来的一种经济可行的修复技术。本文运用电动-PRB联合修复技术对Cr和Ni两种重金属复合污染土壤进行修复试验研究,考察修复时间、阴极控制液对电动修复技术去除土壤中铬、镍的影响,可渗透反应材料的选择制备及电动-PRB联合修复技术对土壤中铬、镍去除的影响。本文主要研究内容及成果如下:(1)首先分析了试验土样的基本理化性质,酸碱缓冲能力,以考察所采土样是否适合使用电动力学进行修复。之后研究了 3d、4d、5d和7d四个不同时间的修复效果,发现随着时间的增加,铬镍的去除率不断增加,但修复5d和7d铬镍的去除率差别不大,考虑到电动经济效益,取5d是电动修复的最佳时间。选取了 EDTA、柠檬酸、酒石酸、乙酸四种物质以阴极控制液和控制液浓度设计2因素4水平的正交解吸试验,根据极差分析,得出阴极加入液对铬镍在土壤中的解吸率的影响程度较大。根据不同阴极加入液对铬镍的解吸率,得出阴极加入液为0.1 mol/L的柠檬酸。阴极加入柠檬酸控制液后,铬的去除率由42.69%增大到61.76%,增加了 19.07%。因土壤缓冲能力较强,加入柠檬酸前后镍的去除率没有明显效果,仅从原来的14.66%增加到16.29%。(2)对可渗透反应材料进行选取,采用2-巯基苯并噻唑(MBT)修饰钛酸纳米管,得到用方法二对洗好酸化的钛酸纳米管(NTA)进行修饰巯基的MBT-NTA-2对Cr(Ⅵ)有较好的吸附,且试剂配比n(KI):n(CPTS):n(MBT)为1.5:1:1.5修饰的MBT-NTA-2对Cr(Ⅵ)吸附效果最好,而洗好未酸化的钛酸纳米管(NTA-Na)对Ni2+有较好的吸附。两种制备材料对Cr(Ⅵ)和Ni2+的吸附都符合Langmuir吸附模型和准二级动力学模型。(3)在上述最优条件下,在电动修复中靠近阳极的区域加入0.5 cm MBT-NTA-2反应墙,土壤室中间加入1 cm MBT-NTA-2和NTA-Na混合反应墙,靠近阴极的区域加入0.5 cm的NTA-Na反应墙后,比单独的电动修复对铬镍的去除效果好。铬的去除率由58.27%增大到83.84%,增加了 25.57%。镍的去除率由14.11%增大到57.36%,增加了 43.25%。