傍河区地下水氨氮污染修复的PRB技术研究及工程有效性分析
发布时间：2021-03-19 15:44
傍河水源地是我国北方地区重要的供水水源，其氨氮污染问题因人类活动及地表水污染影响而日益凸显。作为一种有效的地下水污染修复技术，渗透反应格栅（Permeable Reactive Barrier, PRB）以其无动力运行、环境影响小和维护成本低的特点得到越来越广泛的关注。然而，傍河区含水层高渗透性、氧化还原条件复杂的特点使得PRB的应用受到限制。本文针对傍河区地下水氨氮污染问题，研发了复合介质渗透反应格栅修复技术，实现对傍河区地下水氨氮污染的有效去除，并进行了示范工程应用。论文取得以下研究成果：（1）针对傍河水源区含水层渗透性大的特点，本文开发了以吸附性高、颗粒粒径大、渗透性强的沸石作为PRB的反应介质，解决了傍河水源区PRB截获地下水流宽度小、反应滞留时间短的问题。研究区受污染含水层渗透系数K=60-80m/d，本文筛选的沸石粒径3-5mm，渗透系数K=700-800m/d，且对氨氮具有“快速吸附，缓慢平衡”特征，对氨氮最大饱和吸附量可达9.30mg/g。（2）针对研究区地下水中不利于氨氮硝化反应的还原性环境问题，本文开发了以释氧材料和沸石为主的复合介质渗透反应格栅技术，通过改变地下水...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
图表目录
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 地下水氨氮污染原因、途径及危害
1.1.2 傍河区地下水氨氮污染特殊性与复杂性
1.1.3 我国地下水污染防治工作进展
1.2 国内外研究现状
1.2.1 傍河区地下水氨氮污染修复技术
1.2.2 PRB 技术研究进展
1.2.3 存在问题
1.3 研究意义
1.4 研究内容与技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 论文创新点
1.4.3 技术路线
第2章 研究区水文地质条件及污染特征
2.1 自然环境
2.1.1 自然地理
2.1.2 地形地貌
2.2 水文地质条件
2.2.1 含水层特征
2.2.2 地下水流动态
2.3 地下水氨氮污染特征
2.4 本章小结
第3章 PRB 去除氨氮反应介质研究
3.1 PRB 去除氨氮的机理分析
3.1.1 PRB 介质反应性分析
3.1.2 PRB 介质渗透性分析
3.2 PRB 去除氨氮的介质材料实验
3.2.1 实验材料与方法
3.2.2 结果与讨论
3.3 本章小结
第4章 PRB 去除氨氮的可行性分析
4.1 复合 PRB 柱实验去除氨氮可行性分析
4.1.1 实验材料与方法
4.1.2 结果与讨论
4.2 中试试验去除氨氮效果分析
4.2.1 中试试验概况
4.2.2 结果分析及讨论
4.3 本章小结
第5章 PRB 示范工程及有效性分析
5.1 PRB 示范工程设计模拟
5.1.1 场地水文地质条件概化
5.1.2 数学模型的建立与求解
5.1.3 不同 PRB 方案效果分析
5.2 PRB 示范工程概况
5.2.1 PRB 示范工程构建概况
5.2.2 PRB 监测分析方法
5.3 场地地下水氨氮去除效果分析
5.3.1 场地氨氮背景浓度分析
5.3.2 PRB 去除氨氮效果分析
5.4 水文地球化学特征变化分析
5.5 PRB 长期有效性简单初步分析
5.6 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]零价铁PRB技术在地下水原位修复中的研究进展[J]. 刘翔,唐翠梅,陆兆华,卢欣,李淼. 环境科学研究. 2013(12)
[2]Fe0-PRB在放射性废水处理中的研究与展望[J]. 高国振,王银,陈晶. 广东化工. 2013(13)
[3]修复铬污染地下水的可渗透反应墙介质筛选[J]. 王兴润,翟亚丽,舒新前,朱文会,何洁,刘锋,于泓锦. 环境工程学报. 2013(07)
[4]海绵铁作为渗透反应墙介质去除地下水中NO3--N的初步研究[J]. 顾莹莹,雷亚妮,高孟春,贾永刚,李鸿江. 环境污染与防治. 2013(04)
[5]生物可渗透性反应墙修复石油烃污染地下水的效果及微生物多样性研究[J]. 刘虹,张兰英,刘娜,高松,李志萍. 环境污染与防治. 2013(03)
[6]微污染水源水中氨氮去除研究[J]. 郑涵,姜萍萍. 城镇供水. 2013(01)
[7]污染河水对浅层地下水环境的影响范围研究[J]. 寇文杰,江岳,林健,赵微. 人民黄河. 2012(12)
[8]渗透反应格栅去除地下水中铵的化学生物联合柱研究[J]. 孔祥科,马剑飞,杨应钊,刘菲,毕二平. 环境科学与技术. 2012(12)
[9]可渗透反应栅(墙)技术综述[J]. 廖梓龙,魏永富,郭中小,龙胤慧. 水资源保护. 2012(06)
[10]PRB修复铬污染地下水反应介质研究进展[J]. 刘晓蒙,张焕祯,刘峻平. 环境科学与技术. 2012(S1)
博士论文
[1]沈阳浑河傍河区域地下水氮素污染研究[D]. 王俊杰.中国地质大学（北京） 2013
[2]原位修复石油烃污染地下水的PRB技术及长效性研究[D]. 刘虹.吉林大学 2012
[3]铵态氮在包气带介质中的吸附机制及转化去除研究[D]. 陈坚.中国地质大学（北京） 2011
[4]Fe0-PRB修复地下水中铬铅复合污染的研究[D]. 李雅.西北农林科技大学 2011
硕士论文
[1]基于数值模拟的李官水源地地下水污染PRB优化设计[D]. 严建伟.中国地质大学（北京） 2013
[2]钢渣作为PRB介质修复砷污染地下水的研究[D]. 廖国权.山西大学 2012
[3]腐殖酸共存条件下沸石对氨氮的去除特性及机理研究[D]. 张英.中国地质大学(北京) 2012
[4]复合介质渗透反应格栅去除地下水中氨氮的柱实验研究[D]. 孔祥科.中国地质大学(北京) 2012
[5]间歇性离子交换—电再生技术去除水中硝酸盐[D]. 毕晶晶.中国海洋大学 2011
[6]模拟降雨条件下非均质包气带中“三氮”迁移转化规律研究[D]. 刘超.中国地质大学（北京） 2011
[7]砷污染地下水修复的渗透反应墙材料筛选及除砷机理研究[D]. 马琳.华中农业大学 2010
[8]可渗透反应墙处理酸性矿山废水实验研究[D]. 陶征义.贵州大学 2009
[9]应用可渗透反应墙技术修复被污染河水的试验研究[D]. 骆其金.湖南农业大学 2008
[10]双层可渗透生物反应格栅去除地下水中MTBE的研究[D]. 朱琳.天津大学 2006
本文编号：3089817
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
图表目录
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 地下水氨氮污染原因、途径及危害
1.1.2 傍河区地下水氨氮污染特殊性与复杂性
1.1.3 我国地下水污染防治工作进展
1.2 国内外研究现状
1.2.1 傍河区地下水氨氮污染修复技术
1.2.2 PRB 技术研究进展
1.2.3 存在问题
1.3 研究意义
1.4 研究内容与技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 论文创新点
1.4.3 技术路线
第2章 研究区水文地质条件及污染特征
2.1 自然环境
2.1.1 自然地理
2.1.2 地形地貌
2.2 水文地质条件
2.2.1 含水层特征
2.2.2 地下水流动态
2.3 地下水氨氮污染特征
2.4 本章小结
第3章 PRB 去除氨氮反应介质研究
3.1 PRB 去除氨氮的机理分析
3.1.1 PRB 介质反应性分析
3.1.2 PRB 介质渗透性分析
3.2 PRB 去除氨氮的介质材料实验
3.2.1 实验材料与方法
3.2.2 结果与讨论
3.3 本章小结
第4章 PRB 去除氨氮的可行性分析
4.1 复合 PRB 柱实验去除氨氮可行性分析
4.1.1 实验材料与方法
4.1.2 结果与讨论
4.2 中试试验去除氨氮效果分析
4.2.1 中试试验概况
4.2.2 结果分析及讨论
4.3 本章小结
第5章 PRB 示范工程及有效性分析
5.1 PRB 示范工程设计模拟
5.1.1 场地水文地质条件概化
5.1.2 数学模型的建立与求解
5.1.3 不同 PRB 方案效果分析
5.2 PRB 示范工程概况
5.2.1 PRB 示范工程构建概况
5.2.2 PRB 监测分析方法
5.3 场地地下水氨氮去除效果分析
5.3.1 场地氨氮背景浓度分析
5.3.2 PRB 去除氨氮效果分析
5.4 水文地球化学特征变化分析
5.5 PRB 长期有效性简单初步分析
5.6 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]零价铁PRB技术在地下水原位修复中的研究进展[J]. 刘翔,唐翠梅,陆兆华,卢欣,李淼. 环境科学研究. 2013(12)
[2]Fe0-PRB在放射性废水处理中的研究与展望[J]. 高国振,王银,陈晶. 广东化工. 2013(13)
[3]修复铬污染地下水的可渗透反应墙介质筛选[J]. 王兴润,翟亚丽,舒新前,朱文会,何洁,刘锋,于泓锦. 环境工程学报. 2013(07)
[4]海绵铁作为渗透反应墙介质去除地下水中NO3--N的初步研究[J]. 顾莹莹,雷亚妮,高孟春,贾永刚,李鸿江. 环境污染与防治. 2013(04)
[5]生物可渗透性反应墙修复石油烃污染地下水的效果及微生物多样性研究[J]. 刘虹,张兰英,刘娜,高松,李志萍. 环境污染与防治. 2013(03)
[6]微污染水源水中氨氮去除研究[J]. 郑涵,姜萍萍. 城镇供水. 2013(01)
[7]污染河水对浅层地下水环境的影响范围研究[J]. 寇文杰,江岳,林健,赵微. 人民黄河. 2012(12)
[8]渗透反应格栅去除地下水中铵的化学生物联合柱研究[J]. 孔祥科,马剑飞,杨应钊,刘菲,毕二平. 环境科学与技术. 2012(12)
[9]可渗透反应栅(墙)技术综述[J]. 廖梓龙,魏永富,郭中小,龙胤慧. 水资源保护. 2012(06)
[10]PRB修复铬污染地下水反应介质研究进展[J]. 刘晓蒙,张焕祯,刘峻平. 环境科学与技术. 2012(S1)
博士论文
[1]沈阳浑河傍河区域地下水氮素污染研究[D]. 王俊杰.中国地质大学（北京） 2013
[2]原位修复石油烃污染地下水的PRB技术及长效性研究[D]. 刘虹.吉林大学 2012
[3]铵态氮在包气带介质中的吸附机制及转化去除研究[D]. 陈坚.中国地质大学（北京） 2011
[4]Fe0-PRB修复地下水中铬铅复合污染的研究[D]. 李雅.西北农林科技大学 2011
硕士论文
[1]基于数值模拟的李官水源地地下水污染PRB优化设计[D]. 严建伟.中国地质大学（北京） 2013
[2]钢渣作为PRB介质修复砷污染地下水的研究[D]. 廖国权.山西大学 2012
[3]腐殖酸共存条件下沸石对氨氮的去除特性及机理研究[D]. 张英.中国地质大学(北京) 2012
[4]复合介质渗透反应格栅去除地下水中氨氮的柱实验研究[D]. 孔祥科.中国地质大学(北京) 2012
[5]间歇性离子交换—电再生技术去除水中硝酸盐[D]. 毕晶晶.中国海洋大学 2011
[6]模拟降雨条件下非均质包气带中“三氮”迁移转化规律研究[D]. 刘超.中国地质大学（北京） 2011
[7]砷污染地下水修复的渗透反应墙材料筛选及除砷机理研究[D]. 马琳.华中农业大学 2010
[8]可渗透反应墙处理酸性矿山废水实验研究[D]. 陶征义.贵州大学 2009
[9]应用可渗透反应墙技术修复被污染河水的试验研究[D]. 骆其金.湖南农业大学 2008
[10]双层可渗透生物反应格栅去除地下水中MTBE的研究[D]. 朱琳.天津大学 2006
本文编号：3089817
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