炭質(zhì)吸附劑原位治理污染底泥技術(shù)研究.pdf

1、在水體修復(fù)工程中，底泥修復(fù)有著不可取代的必要性。底泥是水體污染物（重金屬、營(yíng)養(yǎng)元素、POPs）的主要蓄積庫(kù)，是造成水體二次污染的主要內(nèi)源污染源。應(yīng)用炭質(zhì)吸附劑作為原位覆蓋技術(shù)中的覆蓋材料，這一技術(shù)正在發(fā)展和逐步應(yīng)用于沉積物修復(fù)領(lǐng)域，它依靠著炭質(zhì)吸附劑強(qiáng)大的吸附能力，對(duì)沉積物中的污染物吸附、固定，從而減少污染物的生物可利用性。本論文以污染底泥為研究對(duì)象，應(yīng)用6種炭質(zhì)吸附劑（椰殼顆粒活性炭、椰殼粉末活性炭、果殼顆?；钚蕴?、聊城生物質(zhì)電廠灰、

2、東海生物質(zhì)電廠灰和草木灰）作為修復(fù)劑，用低密度聚乙烯被動(dòng)采樣膜(LDPE)為分析評(píng)估手段，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室原位修復(fù)污染底泥的靜態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，研究了不同修復(fù)劑對(duì)多環(huán)芳烴類(PAHs)、苯系物類和酞酸酯類（PAEs）污染物的固定治理效果。研究所得結(jié)論如下:
　?。ㄒ唬┨抠|(zhì)吸附劑的理化性質(zhì)表征結(jié)果表明:活性炭類吸附劑具有發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu);與生物質(zhì)電廠灰（聊城灰為2.90m2/g，東?；覟?.96m2/g）和草木灰(13.

3、05m2/g)相比，活性炭類吸附劑的比表面積較大（椰殼顆?；钚蕴?09.25m2/g，果殼顆?；钚蕴?90.95m2/g，椰殼粉末活性炭1522.95m2/g），微孔和中孔占主要貢獻(xiàn)（微孔貢獻(xiàn)在90％以上）;紅外光譜顯示，生物質(zhì)電廠灰和草木灰?guī)в袠O性基團(tuán)（鹵素基團(tuán)等），而活性炭出現(xiàn)飽和烷烴、芳環(huán)、脂肪醚等的特征吸收，可以推測(cè)，生物質(zhì)電廠灰和草木灰可能對(duì)極性較大污染物有較強(qiáng)的吸附固定作用，而活性炭對(duì)極性較弱污染物有較強(qiáng)的吸附固定作用。

4、r>　?。ǘ?shí)驗(yàn)室靜態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:6種修復(fù)劑對(duì)PAHs均有很好的固定治理效果，投加修復(fù)劑2～4個(gè)月，是PAHs孔隙水濃度下降最快的階段，4個(gè)月時(shí)孔隙水濃度減低65％以上，10個(gè)月時(shí)各修復(fù)劑固定效果均達(dá)到90％以上，治理效果排序?yàn)?椰殼顆?；钚蕴浚竟麣ゎw粒活性炭＞椰殼粉末活性炭＞草木灰＞東海電廠灰＞聊城電廠灰。
　　（三）對(duì)PAEs的固定治理效果研究表明:活性炭類修復(fù)劑的治理效果優(yōu)于電廠灰和草木灰，可能與活性炭比表面積大，表

5、面極性官能團(tuán)較少有關(guān);電廠灰和草木灰在2個(gè)月時(shí)對(duì)PAEs的吸附固定速度逐漸減緩;10個(gè)月后，椰殼顆?；钚蕴繉?duì)PAEs的固定治理效果最高，孔隙水濃度降低96.11％。治理效果排序:顆粒狀椰殼活性炭＞顆粒狀果殼活性炭＞粉末狀椰殼活性炭＞草木灰＞聊城電廠灰＞東海電廠灰。
　?。ㄋ模?duì)苯系物的固定治理效果表明:治理2個(gè)月，電廠灰對(duì)苯系物的吸附固定作用有著巨大的優(yōu)勢(shì)，苯系物的濃度大幅下降，此時(shí)苯系物的孔隙水濃度降低率分別為71.70％和69

6、.84％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于活性炭類修復(fù)劑;但4個(gè)月后，電廠灰類吸附劑的吸附固定速度大幅下降，同時(shí)活性炭類修復(fù)劑保持著對(duì)苯系物的吸附固定作用;I0個(gè)月后，聊城灰和東?；覍?duì)苯系物固定效率分別為85.31％和87.44％，低于果殼顆?；钚蕴?99.95％)、椰殼粉末活性炭(97.33％)和椰殼顆?；钚蕴?93.21％)。
　?。ㄎ澹┒?jí)動(dòng)力學(xué)方程能夠很好地?cái)M合不同炭質(zhì)吸附劑對(duì)PAEs的吸附固定過(guò)程，其R2＞0.95，Elovich動(dòng)力學(xué)方程次之

7、，其R2值在70.59％～95.10％之間。研究表明PAEs在吸附劑上的吸附固定行為明顯存在2個(gè)過(guò)程，4個(gè)月之前，吸附劑對(duì)吸附質(zhì)進(jìn)行快速吸附，而4個(gè)月之后，吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的吸附速率逐漸下降，開始趨于吸附平衡狀態(tài)。由Elovich動(dòng)力學(xué)方程擬合結(jié)果得出，電廠灰和草木灰達(dá)到平衡所需的時(shí)間較短，活性炭類吸附劑要達(dá)到吸附平衡所需的時(shí)間較長(zhǎng)。
　?。?shí)地現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中椰殼活性炭和果殼活性炭的各采樣點(diǎn)之間的修復(fù)效果差異較大，出現(xiàn)某點(diǎn)的污染物濃