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《水文地质工程地质》2017,(3)
基于潮白河流域再生水的场地回灌,为提高抗生素甲氧苄氨嘧啶(TMP)的去除率,降低其进入地下水的风险,选用价格低廉对TMP有高效去除性能的黏土陶粒作为吸附剂,构建去除TMP的人工复合土柱。吸附实验研究结果显示黏土陶粒对TMP吸附容量达到151.824μg/g,具有去除再生水中TMP能力;TMP在黏土陶粒解吸过程中存在解吸滞后性的现象。柱实验研究结果表明此人工复合土柱能够有效地去除再生水中TMP,去除率高于95%,其去除机制主要是吸附与生物降解协同作用。本研究建立的人工复合土层系统能有效地去除再生水中TMP,对实际场地回灌工程具有指导性作用。 相似文献
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《地学前缘》2021,(5)
土壤含水层处理系统(soil aquifer treatment,SAT)是一种重要的人工回灌地下水方式。以再生水为回灌水源时,水中含有的"三氮"可能会对回灌区地下水造成污染风险。研究各种因素对在SAT中去除再生水中"三氮"的影响具有重要意义。本研究中,通过高200cm、内径50cm土柱试验,研究了SAT系统中粒径、干湿比(落干期与淹水期的比值)、在系统表层增加生物炭及渗透流速对实际再生水"三氮"去除效果的影响。结果表明,在干湿比1∶1条件下,实际河道细砂和中细砂柱底部出水中NH_4-N平均去除率分别为73%和66%,去除机理主要为吸附和硝化作用,NO_2-N基本被去除。系统中硝化作用导致NO_3-N浓度升高,出水中NO_3-N浓度平均增长了3.0%～4.1%。在深度115cm以上,中细砂柱内比细砂柱内的硝化作用更强,这导致了更高的NH_4-N去除率和更低的NO_3-N去除率。延长落干期后(干湿比3∶1),系统具有了更强的复氧能力,促进了硝化作用,使得NH_4-N的平均去除率提高了20%,而NO_3-N的降低了3%～4%,增加了NO_3-N污染风险。在中细砂层添加5%重量生物炭后,吸附性能增强,使其对NH_4-N平均去除率增加了20%～32%,但对NO_3-N影响不明显。渗透流速与NH_4-N的去除和NO_3-N的增加均呈负相关。综合分析可得出,影响SAT系统去除"三氮"的最主要因素是干湿比和渗透流速,在回补水源中NH_4-N浓度较高时,可考虑在SAT系统表层添加生物炭以增强其去除效果。 相似文献
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把城市污水净化处理为符合回灌标准的再生水并安全回灌补给地下水, 对于实现污水资源化、含水层恢复、缓解我国水资源供需矛盾和环境污染态势具有重要意义.针对再生水回灌地下水存在的水质安全问题, 通过理论分析、系列实验和技术集成形成了再生水地表回灌补给地下水的水质安全保障体系及关键技术.该安全保障体系包括场地选择与勘查、高效低成本的再生水处理技术、土壤—含水层系统数学模型和回灌方案设计技术、水质监控系统、安全评价技术以及回灌管理法规等.这些要素相互依赖、相互作用, 构成一个完整的体系.郑州郊区示范工程证实了该水质安全保障体系的可行性.2年示范工程表明, 处理的再生水水质达到《城市污水再生利用地下水回灌水质》(GB/T 19772-2005)标准, 优于场地背景地下水水质, 补给含水层后的地下水基本达到《地下水质量标准》(GB/T 14818-1993)Ⅲ类水标准.建议有关政府部门把再生水利用及回灌补给地下水, 纳入水资源开发利用及环境保护规划的整体框架中, 尽快制定或完善再生水回灌补给地下水的相关法律、法规和标准体系, 建立再生水回灌许可证制度, 有序推进再生水回灌工程. 相似文献
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土壤含水层处理系统(soil aquifer treatment,SAT)是一种重要的人工回灌地下水方式。以再生水为回灌水源时,水中含有的“三氮”可能会对回灌区地下水造成污染风险。研究各种因素对在SAT中去除再生水中“三氮”的影响具有重要意义。本研究中,通过高200 cm、内径50 cm土柱试验,研究了SAT系统中粒径、干湿比(落干期与淹水期的比值)、在系统表层增加生物炭及渗透流速对实际再生水“三氮”去除效果的影响。结果表明,在干湿比1∶1条件下,实际河道细砂和中细砂柱底部出水中NH4-N平均去除率分别为73%和66%,去除机理主要为吸附和硝化作用,NO2-N基本被去除。系统中硝化作用导致NO3-N浓度升高,出水中NO3-N浓度平均增长了3.0%4.1%。在深度115 cm以上, 中细砂柱内比细砂柱内的硝化作用更强,这导致了更高的NH4-N去除率和更低的NO3-N去除率。延长落干期后(干湿比3∶1),系统具有了更强的复氧能力,促进了硝化作用,使得NH4-N的平均去除率提高了20%,而NO3-N的降低了3%4%,增加了NO3-N污染风险。在中细砂层添加5%重量生物炭后,吸附性能增强,使其对NH4-N平均去除率增加了20%32%,但对NO3-N影响不明显。渗透流速与NH4-N的去除和NO3-N的增加均呈负相关。综合分析可得出,影响SAT系统去除“三氮”的最主要因素是干湿比和渗透流速,在回补水源中NH4-N浓度较高时,可考虑在SAT系统表层添加生物炭以增强其去除效果。 相似文献
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包气带黏性土层对氮素污染地下水的防污性能试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
包气带土层是保护地下水的天然屏障,在阻控、拦截氮素污染源的过程中起到了重要作用。通过对北京市典型地区包气带土体进行定水位入渗的土柱淋溶试验,研究土体对于氮素的去除能力和包气带的截污容量。试验中采用了蒸馏水、再生水和河水3种不同的水源。试验结果显示,张家湾包气带土层对氮素污染地下水具有较强的截留和防护能力。对氮素的去除过程具有分段性特征,经历了较稳定和波动下降两个不同的阶段,其中稳定阶段是计算柱体去除能力的关键,提出了考虑滞后区间的时段去除率计算公式。水源对柱体的渗流速度及初期的吸附解析效应有明显影响。土体对氮素的去除作用受环境温度变化的影响,温度15 ℃左右时所达到的稳定阶段对氮素有极强的去除能力。 相似文献
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干湿交替的回灌方法常被用于解决地面回灌补给地下水的堵塞问题。研究干湿交替条件下地面回灌对地下水的影响对于指导再生水回灌地下水具有重要实际意义。通过室内土柱模拟实验,在入渗强度为10.5 mm/h的条件下,日均进水量3 888 mL;用干湿交替的地面回灌模式持续运行136 d,累计灌入氨氮含量为5 mg/L的模拟再生水23 894 L,研究包气带土柱对氨氮的去除效果及氮素在包气带中的迁移转化规律。研究表明,充分利用包气带的好氧、兼氧和厌氧环境,生物脱氮是地下水回灌过程中脱氮的主要途径。包气带对氨氮的去除机理主要为土壤对氨氮的吸附作用和微生物的降解作用。回灌过程中累积在土颗粒表面的氨氮在干期发生硝化作用,干湿交替会加强氮素在包气带的迁移转化,导致干期后的回灌初期大量硝态氮迁移到饱和带地下水中。 相似文献
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利用粉碎分级的天然锰钾矿去除水溶液中Hg^2 的实验研究表明：反应平衡时间约为20小时；pH值对其吸附率影响很大，在中性（氯化物在偏碱性）条件下吸附率较高；溶液中阳离子的存在会产生竞争吸附而降低对Hg^2 的吸附量，2价金属离子较1价金属离子对Hg^2 竞争干扰明显；溶液中Cl^-的存在能明显降低对Hg^2 的吸附量。对等温吸附曲线的回归分析得出在浓度为5～350mg/L段能很好地符合Langmuir单吸附位吸附曲线，并计算出在该实验条件下其最大理论吸附量为27.6mg/g。解吸实验结果表明，在无其他电解质参与的条件下解吸量较少，受多种电解质干扰时其解吸率不超过20%。 相似文献
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修复石油类污染地下水的PRB反应介质研究 总被引：4，自引：0，他引：4
以石油类污染地下水为研究对象,选用颗粒活性炭、草炭土、粒径为1 mm和3 mm的页岩陶粒、泥岩陶粒、高岭土、聚乙烯醇、细砂和白砂等9种材料进行PRB反应介质筛选及其性能研究。筛选实验结果表明,草炭土去除地下水中总石油烃的效果最好;动态吸附实验结果表明,在吸附1 h时,草炭土去除总石油烃已经达到动态平衡;通过热处理改性,草炭土去除石油烃效果得到提高,在130℃、热处理2 h去除石油烃效果最好;颗分后吸附实验结果表明,在粒径2 mm范围内,草炭土吸附效果均十分显著。在此基础上进行吸附石油烃前后草炭土的微观结构观察及理化性质分析。以上研究表明,草炭土作为PRB反应介质处理石油类污染地下水具有良好的应用前景。 相似文献
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选取离石黄土中的黄土及黏土层和重金属铬作为研究对象,通过等温吸附实验及Tessier法形态提取实验,分析了Cr3 在离石黄土中的存在形态,并对其分布规律进行了比较,研究了离石黄土对Cr3 的去除机理.实验结果表明:黄土及黏土层对Cr5 均有很好的去除效果,吸附率超过98%.当初始质量浓度ρ0＜100 mg/L时,其等温吸附曲线属Henry型.形态提取研究发现:黄土及黏土层对Cr3 的吸附形态以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态为主,两者的总和都在95%以上,有机质结合态较少且相对稳定.受黄土及黏土层化学成分差异的影响,它们对Cr3 的去除在形态分布上存在一定差异,黄土中Cr3 的形态分布:碳酸盐结合态＞铁锰氧化物结合态＞有机质结合态＞可溶态＞可交换态;黏土层中Cr3 的形态分布:铁锰氧化物结合态＞碳酸盐结合态＞有机质结合态＞可溶态＞可交换态. 相似文献
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潜水人工补给新方法 总被引：1，自引：0，他引：1
为了有效增加地下水资源可利用量,对潜水人工补给方法进行了创新。在分析地下滴灌技术、地下水人工补给方法的基础上,提出建设地下暗管式人工补给系统的具体思路,给出了稳定下渗状态下系统补给量的估算方法;并基于台兰河地下水库实际水文地质条件,计算了修建10 km入渗暗管时系统的补给量。对建设地下暗管式人工补给系统的优缺点、适用条件及其各构筑物的结构设计原理进行了初步探讨。结果表明:地下暗管式人工补给系统可以最大程度地减少表层土壤的含水量及陆面蒸发损失;同时,10 km入渗暗管仅从当年11月至翌年2月入渗水量便可达约220万m3,这可为地下水库人工补给提供有力保障。总之,地下暗管式人工补给系统是水资源高效利用的一种创新模式,对实现水资源合理配置,保障地区用水安全具有重要意义。 相似文献
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L. Rafati M. H. Ehrampoush A. A. Rafati M. Mokhtari A. H. Mahvi 《International Journal of Environmental Science and Technology》2018,15(3):513-524
The functionalized nano-clay composite adsorbent was prepared, and its properties were characterized using FT-IR, XRD and SEM techniques. The synthesized nano-clay composite was studied with regard to its capacity to remove ibuprofen under different adsorption conditions such as varying pH levels (5–9), initial ibuprofen concentrations (3, 5 and 10 mg L?1), contact time, and the amount of adsorbent (0.125, 0.25, 0.5 and 1 g). In order to evaluate the nanocomposite adsorption capacity, the adsorption results were assessed using nine isotherm models. The results showed that the optimum adsorption pH was 6 and that an increase or decrease in the pH reduced the adsorption capacity. The adsorption process was fast and reached equilibrium after 120 min. The maximum efficacy of ibuprofen removal was approximately 95.2%, with 1 g of adsorbent, 10 mg L?1 initial concentration of ibuprofen, 120 min contact time and pH = 6. The optimal adsorption isotherm models were the Freundlich, Fritz–Schlunder, Redlich–Peterson, Radke–Prausnitz, Sip, Toth and Khan models. In addition, four adsorption kinetic models were employed for adsorption system evaluation under a variety of experimental conditions. The kinetic data illustrated that the process is very fast, and the reaction followed the Elovich kinetic model. Therefore, this nano-clay composite can be used as an effective adsorbent for the removal of ibuprofen from aqueous solutions, such as water and wastewater. 相似文献
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潮白河受水区再生水入渗盐污染模拟柱试验 总被引：1，自引：0，他引：1
根据工程地质勘察及采样测试分析,选取北京市顺义潮白河再生水受水区3种典型代表性土壤介质(砾石含砂、细砂、粉质粘土)装柱,并采用受水区再生水进行淋溶模拟土柱试验。测试结果分析表明,在3种典型土壤介质中,阳离子交换吸附作用主要体现为K+与Ca2+之间的交换,且粉质粘土柱中阳离子的离子交换作用较砾石含砂柱和细砂柱更为显著。另外,试验结果还表明,随着土壤介质中粘粒含量、总有机碳含量、阳离子交换容量和粘土矿物总量的增加,典型介质淋溶模拟土柱试验中阳离子交换作用达到平衡时所需要的时间也就越长,分别为砾石含砂72 d、细砂80 d和粉质粘土86 d。定量结果计算也证明：粉质粘土介质的各阴、阳离子本底含量最高,单位质量粉质粘土介质硬度及溶解性总固体(TDS)的贡献量最大,分别为5 767 mg/g和6 952 mg/g。 相似文献
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Although natural siderite has been investigated to remove both As(III) and As(V), it has relatively low adsorption rate and capacity. It is crucial to enhance its adsorption characteristics for As removal prior to being used in practical application. Modified granular natural siderite (MGNS) was fabricated through addition of organic binder, extrusion granulation and calcination, and evaluated for adsorption characteristics by means of batch and column tests. Results showed that MGNS had higher adsorption rate and capacity for As(III) in comparison with natural siderite. Arsenic(III) adsorption achieved equilibrium at 24 h, with adsorption capacity of 9.43 mg/g estimated from Langmuir isotherm at 25 °C. Column tests showed that there was less difference in total As loads in MGNS-packed filters for As(III)-spiked deionized water, As(III)-spiked tap water, and real-world high-As groundwater. The coexistence of anions had no significant effect on As adsorption in both batch and column experiments. Results of XRD, SEM and BET analysis indicated that MGNS, as an Fe(II)/(III) hybrid system, had a much larger specific surface area relative to the pristine natural siderite due to massive spherical aggregates attaching to the siderite matrix. XANES spectra showed that As(V) was the major species in the adsorbent after As(III) adsorption. Its proportion in total As slightly increased with the increase in contact time. Adsorption and heterogeneous oxidation of As(III) were believed to be the main mechanisms of As(III) removal by MGNS. This study suggested that MGNS is a potential adsorbent for effectively removing As from As-contaminated groundwater in filter application. 相似文献
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为高效快速去除水中全氟辛酸,选择工业废物煤化工渣对全氟辛酸进行吸附去除探究。采用不同的处理方法制备了4种煤化工渣（粒径从大到小为CGA1、CGA2、CGA3和CGA4）,研究其在水溶液中的全氟辛酸吸附性能。利用扫描电子显微镜（SEM）、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）对4种煤化工渣的结构特征进行表征分析,并考察了全氟辛酸初始质量浓度和初始pH对吸附进程的影响。实验结果表明：煤化工渣对全氟辛酸有高效的吸附能力,伪二级动力学模型和Langmuir等温模型可以较好地描述4种煤化工渣对全氟辛酸的吸附行为及过程,其中CGA4去除全氟辛酸的最大吸附量为25.51 mg/g;随着全氟辛酸溶液初始质量浓度升高,煤化工渣对全氟辛酸的吸附容量逐渐增加;初始pH对CGA3和CGA4的影响微弱,CGA1和CGA2在酸性条件下显示出更优越的吸附性能。由此得出,4种煤化工材料中粒径最小的CGA4具有最优的全氟辛酸去除能力且基本不受pH限制。FTIR分析表明,吸附过程中氢键的形成占主导地位,XPS和Zeta电位检测结果表明,物理吸附和静电吸附在去除过程中也发挥了重要作用。 相似文献
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A new kind of ammonia nitrogen (AN) sewage water treatment composite was prepared by melt blending, with synthetic rubber ethylene propylene diene monomer (EPDM) and polycarbonate (PC) as the matrix, the natural vermiculite (VMT) powder modified by hydrochloric acid solution (HVMT) as the filler. By Fourier transform infrared (FTIR) measurement and XRD measurement, it was confirmed that the HVMT was more suitable as filler than VMT. By considering the influence of pH, temperature, adsorption composite content and initial mass concentration on removal rate and adsorption capacity, it can be concluded that the removal rate increased first and then decreased with the increasing pH. “Room temperature” was the optimum temperature for the composite. The removal rate of AN increased with the increasing adsorption composite content. When the adsorption reached equilibrium, the removal rate remained unchanged; the adsorption capacity of AN increased with increasing initial concentration. The removal rate increased gradually with lower initial concentration of AN. When the initial concentration increased to a certain level, the removal rate started to decline. When the initial concentration and composite content showed adsorption equilibrium, the adsorption capacity remained unchanged. The composite can be recycled to be reused after regeneration for nine cycles; the AN adsorption capacity of composite was decreased by only 4.5 %. If the composite can be prepared in large-scale production lines, the costs of HVMT/PC/EPDM porous composite can be controlled at less than USD 16/kg. 相似文献