本文關(guān)鍵詞：重金屬污染土壤電動(dòng)修復(fù)及機(jī)理研究

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【摘要】：電動(dòng)修復(fù)作為一種真正從土壤中分離去除重金屬的技術(shù),一直備受關(guān)注。國(guó)際上對(duì)該技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室研究已經(jīng)較為廣泛,但是該技術(shù)在工程應(yīng)用上仍然有較大困難。本論文基于工程應(yīng)用中面臨的問題,重點(diǎn)針對(duì)電動(dòng)修復(fù)中電極腐蝕與結(jié)晶、熱效應(yīng)、損耗電能的分配和電解質(zhì)強(qiáng)化修復(fù)性能的過程及其機(jī)理開展了深入研究。主要結(jié)論如下:(1)在電場(chǎng)作用下,土壤中的Ca會(huì)遷向陰極,在堿性條件下形成CaCO_3和Ca(OH)_2晶體,降低了電極的導(dǎo)電性。結(jié)晶物在電極上的吸附量與電流、電壓梯度、土壤pH、修復(fù)時(shí)間及工作液性質(zhì)有關(guān)。土壤中Pb、Cu的濃度分布與pH的分布有一定的關(guān)聯(lián),這可能和Pb、Cu的解吸與氫氧化物的形成有關(guān)。聚天冬氨酸(PASP)對(duì)不銹鋼電極有明顯的緩蝕作用,檸檬酸(CA)和PASP都能明顯地破壞CaCO_3晶體的形成,但無(wú)法對(duì)Ca(OH)_2晶體形成有效的破壞。CA和PASP均能有效促進(jìn)土壤中Pb的去除[ηCA=(32.52±2.57)%;ηPASP=(21.91±4.58)%],但 PASP 對(duì) Cu 去除強(qiáng)化作用不明顯,而CA對(duì)Cu去除的強(qiáng)化作用非常顯著[η=(45.81±1.85)%]。(2)在電動(dòng)修復(fù)重金屬污染土壤過程中,兩電極之間土壤室中每個(gè)區(qū)域的溫度變化均與修復(fù)電流之間存在正相關(guān)關(guān)系,呈現(xiàn)明顯的差異性分布。距離陰極越近溫度也越高,這可能與土壤性質(zhì)(如pH和MC)的差異性改變及重金屬氫氧化物沉淀的形成有關(guān)。電動(dòng)修復(fù)過程中電能所做的無(wú)用功可能主要由土壤熱效應(yīng)、非目標(biāo)物質(zhì)的運(yùn)輸及電解水反應(yīng)所引起。為了評(píng)價(jià)不同電動(dòng)修復(fù)工藝過程的有效能及優(yōu)化程度,本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)優(yōu)化參數(shù)(β_)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。合理的土壤酸化(β_(pH=6.02)=33.08±3.92β_(pH=8.24)=3.75±1.33)、適當(dāng)?shù)碾妷禾荻仍黾?β_(2V.cm~(-1))=33.08±3.92β_(1V.cm~(-1))=13.85±1.98)及添加合適的電解質(zhì)(β_(CA)=41.56±0.69β_(DW=33.08±3.92)可能有利于目標(biāo)污染物(Pb/Cu)獲取相對(duì)更高的耗能比,進(jìn)而提高了能量的利用效率。(3)與去離子水(DW)相比,CA在修復(fù)過程中顯著提高了總Cr[η=(49.54±5.09)%]和Cr~(6+)[η=(94.27±0.51)%]的去除率,然而PASP的使用僅僅提高了 Cr~(6+)[η=(93.26±0.49)%]的去除率,這可能是由于CA和PASP能夠有效地將Cr~(6+)還原為Cr3+,而其中α-OH和-COOH基團(tuán)在Cr~(6+)轉(zhuǎn)化中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。當(dāng)使用PASP作為電解質(zhì)時(shí),總Cr的去除率相對(duì)較低,這可能是由于大量可交換態(tài)Cr轉(zhuǎn)化為碳酸鹽態(tài)Cr,而后者遷移能力更弱。當(dāng)添加CA(0.1 M)或PASP(1%)作為電解質(zhì)時(shí),達(dá)到相同的Cr去除率所造成的額外耗能反而增加了。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1295477