三維電極式可滲透反應墻對地下水中氨氮的去除研究.pdf

1、針對可滲透反應墻處理地下水中氨氮存在的吸附效率和再生方面的局限以及三維電極在水污染處理方面的效能優(yōu)勢，本課題構建出生物炭三維電極式可滲透反應墻（PermeableReactiveBarriers，簡寫為PRB）裝置，并對其去除水中氨氮的反應機制和影響參數進行了實驗研究。
　　研究得到如下結論：
　　1）生物炭三維電極式反應器能夠獲得短時高效的氨氮去除效率，在3h內氨氮去除率可達45.72％，遠高于常規(guī)PRB3.76%去除效率

2、，反應器對氨氮去除過程符合一級動力學模型，表明其為基于化學反應轉化為穩(wěn)定產物的基元電化學反應過程。
　　2）堿度OH-是反應器中氨氮氧化的必要反應條件，并且對氨氮的去除有顯著促進作用。三維電極式反應器去除氨氮受氨氮濃度控制且與反應物濃度成正比；電化學氧化可將系統(tǒng)中NH3-N最終轉化為穩(wěn)定的NO3--N，且有很大一部分氮被轉移到氣相產物。
　　3）在三維電極反應體系中，水中NH3-N的去除途徑主要通過電化學產生·OH氧化，一部

3、分NH3-N被氧化成N2，另一部分被氧化為NO3--N，且生成量大約為n(NO3--N)：n(N2)=1：1。
　　4）水力停留時間對三維電極式可滲透反應墻氨氮去除效率有顯著影響，T=4h和T=3h相差不大，但相對T=2h有明顯優(yōu)勢；在T=6h時，出水氨氮和硝酸鹽氮濃度基本穩(wěn)定。
　　5）三維電極式可滲透反應墻在15個運行周期內對氨氮去除效率波動較小且出水氨氮呈現緩慢下降趨勢，15周期后基本穩(wěn)定于6.35mg/L--6.84

4、mg/L且不隨進水濃度變化而變化，表明氨氮去除效率達到穩(wěn)定平衡；三維電極式可滲透反應器中填充生物炭隨運行孔隙結構更加規(guī)則和發(fā)達，炭表面極性增加伴隨活性點位增加、氨氮吸附傳質和氨氮在其上的遷移轉化程度明顯提升。
　　6）三維電極式可滲透反應墻裝置對氨氮與Cr(VI)復合污染的耦合去除過程表現為對Cr(VI)的去除作用強于去除氨氮，初期兩者表現為相互促進作用，隨運行過程進行裝置內酸度累積使得氨氮去除效率相對減緩，并抑制Cr(VI)去除