二維疊加電場電動修復鉻污染土壤的研究.pdf

1、鉻渣的無防護措施堆放是造成土壤鉻污染的主要原因，雖然大多數(shù)企業(yè)產(chǎn)生的含鉻廢渣通過資源化利用等途徑，已經(jīng)得到了有效治理，但是曾經(jīng)沒有采取防滲措施的堆放場地周圍的土壤已經(jīng)被嚴重污染，如不及時有效的治理，仍然對環(huán)境有潛在的風險。 電動修復技術是近幾十年發(fā)展起來的土壤原位修復技術，國內(nèi)外學者對電動修復技術的機理和應用進行了大量試驗研究，有些國家已開展了實際工程應用。然而，電動修復應用過程中需要土壤處于浸水條件，若污染土壤無防滲層，污染

2、物會隨水流向土壤深層遷移，污染深層土壤甚至地下水，對環(huán)境造成風險。另外，電動修復時陰極電解液產(chǎn)生的大量OH-，進入土壤與重金屬離子結(jié)合形成沉淀，這對電動修復有阻礙作用。 針對以上問題，本研究設計了二維疊加電場的方式，對青島某化工廠原鉻渣堆放場的高含量鉻污染土壤進行試驗室模擬修復。通過對無電場、水平電場、垂直電場、疊加電場等不同電場應用方式的對比試驗，考察在傳統(tǒng)電動修復過程中鉻隨水向深層土壤的遷移情況，以及疊加電場對鉻的遷移的影

3、響，驗證疊加電場作用的電動修復能否在去除鉻的同時阻止鉻污染深層土壤。根據(jù)不同pH條件下土壤解吸試驗，選出有利解吸的pH序列，并按此pH序列進行乙酸調(diào)控陰極電解液pH的強化電動修復，篩選出去除效果好、能耗低的pH值。初步研究了海綿鐵可滲透反應墻-電動技術聯(lián)用并循環(huán)電解液的強化方法，探討了此方法對去除率的提高效果以及能耗。 通過對上述試驗結(jié)果進行分析研究，得到以下結(jié)論： (1)電動修復過程中六價鉻(Cr(VI))在土壤中

4、以陰離子形式存在，向陽極運移。不加電場和水平電場的電動處理方式，在運行過程中Cr(VI)隨水向土壤深層遷移，說明在被修復土壤無防滲措施情況下，使用水清洗或傳統(tǒng)電動修復技術，有污染深層土壤的風險。二維疊加電場作用下，土壤Cr(VI)平均去除率為48.87％，同時處理過程中Cr(VI)的下滲被有效的控制。而土壤中殘渣態(tài)的鉻含量占40％～50％左右，由于電動修復對殘渣態(tài)的鉻基本沒有去除效果，造成總鉻平均去除率僅為37.34％。 (2

5、)理想狀態(tài)的土壤，進行陽極在上、陰極在下的二維電場電動修復時，Cr(VI)受水平方向、垂直方向電場力、重力、水力梯度以及濃度梯度等作用的合力，使其運動軌跡類似于斜向上的拋物線。 (3)不同pH條件下，鉻在水-土系統(tǒng)中的解吸過程分兩個階段：首先迅速解吸，達到最大值后，隨著時間的推移，又有部分離子重新吸附在土壤表面，經(jīng)過緩慢的動態(tài)平衡后，再次達到平衡。 (4)陰極電解液pH控制在2附近時Cr(VI)平均去除率達到91.7

6、5％，總鉻平均去除率為51.17％；pH在6附近時Cr(VI)平均去除率達到79.90％，總鉻平均去除率為49.30％；pH在10附近時Cr(VI)平均去除率達到56.01％，總鉻平均去除率為52.31％，均比不控制陰極電解液pH時有所提高。綜合考慮能效成本，pH控制在10附近比較合理。由于土壤的強緩沖能力，土壤pH并沒有因為電解液pH降低而大幅降低，最低pH在5.6左右。 (5)海綿鐵與電動修復組合試驗中，異位聯(lián)用時，陰極池