滲透性反應(yīng)墻

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1、滲透性反應(yīng)墻（PRB）一、滲透反應(yīng)墻技術(shù)簡(jiǎn)述從廣義上來(lái)講，PRB是一種在原位對(duì)污染的羽狀體進(jìn)行攔截、阻斷和補(bǔ)救的污染處理技術(shù)。它將特定反應(yīng)介質(zhì)安裝在地面以下，通過(guò)生物或非生物作用將其中的污染物轉(zhuǎn)化為環(huán)境可接受的形式，但不破壞地下水流動(dòng)性和改變地下水的水文地質(zhì)Ⅲ。PRB主要由透水的反應(yīng)介質(zhì)組成。通常置于地下水污染羽狀體的下游，與地下水流相垂直。污染物去除機(jī)理包括生物和非生物兩種．污染地下水在自身水力梯度作用下通過(guò)PRB時(shí)，產(chǎn)生沉淀、吸附、氧化還原和生物降解反應(yīng)。使水中污染物能夠得以去除，在PRB下游流出處理后的凈化水。它要求捕捉污染羽狀體

2、的污染物的“走向”．即把可滲透反應(yīng)墻安裝在含有此污染物羽狀體地下水走向的下游地帶含水層。從而使污染物順利進(jìn)入可滲透反應(yīng)墻裝置與反應(yīng)材料進(jìn)行有效接觸．使其污染物能轉(zhuǎn)化為環(huán)境可接受的另一種形式．實(shí)現(xiàn)使污染物濃度達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)?。此法可去除地下水溶解的有機(jī)物、金屬、放射性物質(zhì)及其他的污染物質(zhì)?？蓾B透反應(yīng)墻示意圖如圖所示：二、滲透反應(yīng)墻技術(shù)的分析PRB技術(shù)簡(jiǎn)單的講就是在被污染的地下水流動(dòng)方向建一個(gè)選擇性的透過(guò)“屏障”，使得地下水在通過(guò)這個(gè)“屏障”時(shí)，水中的污染物被反應(yīng)墻內(nèi)的填充介質(zhì)吸附、氧化還原或者降解。因受到地下水流和開(kāi)溝槽的深度限制，目

3、前該技術(shù)多用于有地下水流的飽和污染層的修復(fù)．1、PRB的修復(fù)機(jī)理物理作用通過(guò)反應(yīng)材料的高吸附性，去除地下水中的污染組分，常用的活性材料有活性炭、泥煤、氧化物和沸石類(lèi)?；瘜W(xué)作用通過(guò)改變地下環(huán)境的一些條件和反應(yīng)材料的溶解，使地下水中的污染組份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀、氣體或生成其他的形式，從而達(dá)到去除的目的。生物作用通過(guò)反應(yīng)材料作為微生物電子受體，并供其生長(zhǎng)繁殖所需的能量和營(yíng)養(yǎng)元素，增強(qiáng)地下水中的微生物的代謝活動(dòng)，從而加速地下水污染組份的降解速率。2、根據(jù)填充物質(zhì)與污染物的反應(yīng)機(jī)理可分為幾種反應(yīng)墻根據(jù)地下水污染物的類(lèi)型，選擇對(duì)污染物反應(yīng)最佳的

4、填充物質(zhì)。主要的填充物質(zhì)有反應(yīng)墻類(lèi)型化學(xué)沉淀反應(yīng)墻墻中使用的反應(yīng)介質(zhì)為沉淀劑，它可使地下水中的有關(guān)污染因子產(chǎn)生沉淀。這種沉淀劑應(yīng)是無(wú)毒的，且其溶解度應(yīng)高于所形成的沉淀物的溶解度。常見(jiàn)的反應(yīng)介質(zhì)為：CaCO3和羥基磷酸鹽等，可使水中的微量金屬產(chǎn)生沉淀。反應(yīng)方程式如下所示：3Ca2++3HCO3-+PO43-——Ca3(HCO3)3PO4；2Ca2++HPO42-+2OH-——Ca2HPO4(OH)2；5Ca2++3PO43-+OH-——Ca3(PO4)3OH；Ca2++HPO42-+2H2O——CaHPO4+2H2O；氧化—還原反應(yīng)墻墻中

5、使用的反應(yīng)介質(zhì)為還原劑，其本身被氧化，可使一些污染因子參與氧化還原反應(yīng)，從而達(dá)到污染因子被沉淀(固化)或者氣化的目的。或者說(shuō)墻中使用的反應(yīng)介質(zhì)為沉淀劑，它們可使一些無(wú)機(jī)污染物還原為低價(jià)態(tài)的，并產(chǎn)生沉淀。常見(jiàn)的反應(yīng)介質(zhì)為：Fe0、Fe2+和雙金屬等。反應(yīng)方程式如下所示：Fe0+CrO42-+8H+——Fe3++Cr3++4H2OFe0+UO2+——Fe2++UO2(s)3Fe0+HSeO4-+7H+——3F2++Se0(s)+4H2O4Fe0+N03-+10H+——4Fe2++NH4++3H2O吸附反應(yīng)墻墻中使用的介質(zhì)為吸附劑。吸附無(wú)機(jī)成

6、分的吸附介質(zhì)包括沸石、顆?；钚蕴?、鐵的氫氧化物、鋁硅酸鹽等。地下水中有機(jī)污染物主要吸附在有機(jī)碳上，因此增加反應(yīng)介質(zhì)中的有機(jī)碳含量可有效去除水中有機(jī)污染物。吸附反應(yīng)墻主要缺點(diǎn)是吸附介質(zhì)的容量是有限的，一旦介質(zhì)吸附容量飽和，污染物就會(huì)穿透PRB。因此，使用這類(lèi)反應(yīng)墻時(shí)，必須確保有清除和更換這種吸附介質(zhì)的有效方法，如果不能很好解決的話，費(fèi)用較高。④生物降解反應(yīng)墻目前，墻中的反應(yīng)介質(zhì)有2種，一種是含釋氧化合物(ORC)的混凝土顆粒，其形態(tài)為固態(tài)的過(guò)氧化合物，如MgO2、CaO2等，它們向水中釋氧，為好氧微生物提供氧源和電子受體，使有機(jī)污染物產(chǎn)生

7、好氧生物降解。另一種是含NO的混凝土顆粒，它們向水中釋放NO3-N電子受體，使有機(jī)化合物在反硝化條件下產(chǎn)生厭氧(缺氧)生物降解。微生物與硝酸鹽、硫酸鹽的化學(xué)反應(yīng)如下：5CH2O++4NO3-——2N2+5HCO3-+2H2O+H+2CH2O+SO42-+2H+——H2S+2CO2+2H2OMe2++H2S——MeS+2H+3、優(yōu)缺點(diǎn)PRB作為新技術(shù)的在地下水修復(fù)工程中的應(yīng)用，能夠處理單一或者多種混合污染物。與其他地下水污染的修復(fù)技術(shù)相比，PRB的主要優(yōu)點(diǎn)是它不需要泵抽和地面的處理系統(tǒng)，并且反應(yīng)介質(zhì)消耗緩慢，運(yùn)行費(fèi)用低，處理周期長(zhǎng)。PRB

8、具有可滲透性，不會(huì)擾動(dòng)地下水的流動(dòng)，且可以攔截地下水的污染物，像過(guò)濾一樣，適用大規(guī)模異位修復(fù)又必須攔截污染物的工程中。盡管PRB技術(shù)在地下水修復(fù)中已得到了廣泛的研究和應(yīng)用，但技術(shù)本身還是面臨一些缺陷和問(wèn)題。