零价铁渗透式反应墙技术(Zero-Valent Iron Permeable Reactive Barrier Feo-PRB是近年来兴起的—项高效经济的地下水原位修复技术,被成功应用于地下水Cr(Ⅵ)污染场地修复中。然而Feo-PRB修复过程中由于矿物沉积使填料铁钝化,进而导致PRB系统的处理效率下降,成为制约该项技术应用的瓶颈问题。本文在对PRB去除及钝化过程认知基础上,提出在系统钝化后引入电场使铁填料恢复活性的新的电化学解钝化方法,并开展电化学解钝化过程及机理研究。考察零价铁去除Cr(Ⅵ)反应动力学及影响机制,研究表明零价铁去除Cr(Ⅵ)可用动力学模型d[Cr(VI)]I/dt=-k(A)[Cr(VI)]2/3[H+]2/25描述。不同浓度离子组分(氯离子、碳酸氢根、硫酸根、钙离子、镁离子、钙离子和碳酸氢根混合、镁离子和碳酸氢根混合)通过参与反应／影响电子传递对零价铁去除Cr(Ⅵ)产生影响。通过对沉积矿物与Cr(Ⅵ)相互作用矿物-溶液界面Cr的化学形态分析,发现吸附是氢氧化镁、碳酸镁、氢氧化钙、碳酸钙与Cr(Ⅵ)相互作用的关键机制,而四氧化三铁、γ相水合氧化铁对Cr(Ⅵ)的去除则是吸附和还原共同作用的结果。吸附和还原会对矿物-溶液界面Cr的微观结构产生影响,表现为配位数和键长的变化。铁填料钝化后,引入基于不同电解时间的连续多次电化学解钝化。解钝化后零价铁表面的钝化层逐层剥落,系统去除率得到恢复进而使用寿命延长55.4-118.3%。解钝化阳极溶出铁离子加速电解液中Cr(Ⅵ)的去除导致新矿物沉淀生成,电解过程无Cr(Ⅲ)沉淀分解及氧化,且出水无离子二次污染。反应初期系统pH上升ORP下降。随反应进行,铁表面沉积物生成使反应受阻,出水pH和ORP与进水差距不断缩小。表明电化学解钝化可能是使PRB可持续运行的有效方法。开展不同地下水离子存在条件下形成钝化及相应的解钝化研究,结果表明氯离子不参与沉积但影响钝化层生成过程,硫酸根、钙离子、镁离子、碳酸氢根、钙离子碳酸氢根混合、镁离子碳酸氢根混合通过参与沉积影响钝化过程。电化学解钝化后沉淀得到去除,有效恢复系统去除率,延长了PRB的使用寿命。考察电化学控制条件(电解电压、电解时间、极板距离)对解钝化效果的影响,随着电化学解钝化电解电压/时间的增加,解钝化后Cr(Ⅵ)去除率先增大后减小,电解效果随着极板距离的增大而变差。本文还分别针对PRB沉箱式安装技术和沟槽式安装技术设计解钝化系统组件,增强了系统的实用性。