去除地下水硝酸盐PRB介质试验研究——离子交换树脂的选择与电再生

中国海洋大学硕士学位论文去除地下水硝酸盐PRB介质试验研究——离子交换树脂的选择与电再生姓名：童桂华申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：贾永刚;彭昌盛20080601去除地下水硝酸盐PRB介质试验研究一树脂的选择与电再生去除地下水硝酸盐PRB介质试验研究一离子交换树脂的选择与电再生摘要近四十年来，地下水硝酸盐污染日益严重，已成为一个世界性难题，修复地下水硝酸盐污染己成为当务之急。本文总结了地下水硝酸盐的污染现状、来源及其危害，并对地下水中硝酸盐的处理方法如物理化学法、生物法、化学法以及渗透反应墙技术进行了分析比较，认为渗透反应墙技术是比较有发展前景的地下水原位修复技术。本文进行了用离子交换树脂作为渗透反应墙的反应介质去除地下水中硝酸盐污染的试验研究。首先对比研究了2种大孔型、2种凝胶型和1种硝酸根专用螯合树脂吸附硝酸根的性能；然后研究了电渗析状态下，极室电解质浓度、电压、硝酸盐负荷等参数对去除硝酸盐的影响；进一步对树脂电再生的效果进行了研究；最后对比研究了离子交换、电渗析、离子交换一电再生3种过程去除硝酸盐的效果。本文研究发现：离子交换选择试验结果表明，树脂717和D407对硝酸根有较好的吸附性能，并且2种树脂对硝酸根的吸附等温线符合Langmuir经验公式，717受温度、氯离子和硫酸根离子的影响都要比D407大；电渗析试验条件下，电压和极室电解质电导率都存在最优值以保证较高的去除效果和较低的能耗，本研究推荐电压梯度1v／era，极室电解质电导率为淡室溶液电导率的3倍，此研究为以后试验的参数设置提供了依据：树脂静态电再生试验结果表明，单纯717树脂再生2800min时，单位树脂再生量约3．96mg／mL树脂，比阴阳树脂搭配时的单位再生量多，阴阳树脂混合动态电再生试验表明，电压越大、流量越小电再生效果越好，当电压25伏、流量5ml／min时，430rain共再生出91．38mg硝酸根；离子交换、电渗析和离子交换一电再生3种过程的对比试验结果分析表明，离子交换一电再生过程中，离子交换树脂一直处于不断吸附一再生过程；离子在树脂通道内的迁移速率要比在溶液中的迁移速率快；当施加25伏电压时，离子交换一电再生出水硝酸盐浓度一直保持在进水硝酸盐浓度的一半左右。综合以上研究表明，离子交换树脂不仅满足渗透反应墙的介质要求，而且去除地下水硝酸盐PRB介质试验研究一树脂的选择与电再生利用电再生代替酸碱再生，通过离子交换、电迁移、电再生等作用，将硝酸盐浓缩至极室从而去除。本文认为离子交换树脂作为渗透反应墙介质去除地下水中的硝酸盐在原理上是可行的，通过更进一步的研究，该方法具有良好的应用前景。关键词：离子交换；渗透反应墙；电再生；硝酸盐；地下水Ⅱ去除地下水硝酸盐PRB介质试验研究—树脂的选择与电辫生Studyonreductionofnitratefromgroundwaterwithionexchangeres!nast11ereaCtlVeme(1lainpermeal3iereaCtlVel●-l--l●■llt●barrier--theselectionandelectro·-regenerationofresinsAbstractLatelyfortyyears，Nitratepollutioningroundwaterisincreasinglyseverity,andnowisoneofthemostimportantenvironmentalproblemsallovertheworld,SOtherestorationofithasbecomeallurgentaffair．Inthisthesis，thestatus，SOurCeSanddetrimentaleffectsofnitratepollutionweresummarized．Meanwhile，presentremediationmethods，suchasphysicochemicalmethod,biologicmethod，chemicalmethodandpermeablereactivebarriertechnologywereanalyzedandcompared．Thepermeablereactivebarrierisacomparativelypromisingtechnologyforin-situgroundwaterremediation．ThispaperdotheexperimentontheremovalofnitratefromgroundwaterwithionexchangeresinasthereactivemediainPRB．Removalofnitratebyfivedelegatedanionionexchangere