钢渣混凝土固化体—藻类系统对富营养化海水中磷酸盐和硝酸盐去除的实验研究

发布时间：2017-12-23 03:13

本文关键词：钢渣混凝土固化体—藻类系统对富营养化海水中磷酸盐和硝酸盐去除的实验研究　出处：《中国海洋大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近些年来，随着我国经济的不断发展，我国近岸海域出现了严重的富营养化现象。海水富营养化造成了藻类等水生生物的大量繁殖，不但使水产养殖业遭受巨大损失，而且使沿海旅游业的发展陷入停滞，甚至引起了生态失衡。钢渣是一种冶炼渣，属于大宗的固体废弃物，具有质地坚硬、多孔性和比表面积大等特点。国家发改委曾指出要进一步推广钢渣的综合利用，提高钢渣的综合利用率。现在钢渣的回收利用已成为一个热门的研究方向。已有不少专家将钢渣用于制造水泥、砖块，也有人探究了钢渣对重金属、氨氮和磷酸盐等的吸附效果，本实验室曾做过关于钢渣-龙须菜系统对磷酸盐和硝酸盐去除效果的实验，同时也研究过几种改性钢渣对汞和砷的吸附性能。然而，现在国内尚没有关于钢渣混凝土固化体用于海水富营养化治理的研究。因此，本文以钢渣和大型藻类为实验材料，采用单因素影响实验从不同钢渣和水泥配比、钢渣目数以及不同的形状优化了钢渣混凝土固化体；并分别研究了钢渣混凝土固化体、大型藻类和钢渣混凝土固化体-藻类系统对造成海水富营养化现象的活性磷酸盐和硝酸盐（本实验中提到的磷酸盐均指活性磷酸盐）的去除效果；还从钢渣混凝土固化体对大型藻类的影响和对海水水质(重金属浓度、pH值、COD)两方面进行了钢渣混凝土固化体的安全性分析。对钢渣混凝土固化体治理海水富营养化的实际应用提供了设计依据和基础数据。以下是本实验的实验结果: (1)在钢渣混凝土固化体对富营养化海水中磷酸盐和硝酸盐去除效果的实验中，发现钢渣混凝土固化体可以有效的去除富营养化海水中的磷酸盐和硝酸盐。当采用7目和80目钢渣按照合适的配比制成三棱柱形状的钢渣混凝土固化体时，钢渣混凝土固化体对磷酸盐和硝酸盐的去除率最高，分别是53.84%和62.55%。研究结果也表明当海水中磷酸盐和硝酸盐浓度较低时，钢渣混凝土固化体会释放出微量的对磷酸盐和硝酸盐。 (2)在大型藻类对富营养化海水中磷酸盐和硝酸盐去除效果的实验中，实验选取的鼠尾藻和孔石莼对富营养化海水中的磷酸盐和硝酸盐均有明显的去除效果。其中孔石莼对磷酸盐和硝酸盐的去除率分别是71.27%和26.82%，鼠尾藻对磷酸盐和硝酸盐的去除率分别是66.17%和26.78%。从实验结果而言，孔石莼对磷酸盐和硝酸盐的去除效果略好于鼠尾藻。 (3)在钢渣混凝土固化体-藻类系统对富营养化海水中磷酸盐和硝酸盐去除效果的实验中，钢渣混凝土固化体-藻类系统对磷酸盐和硝酸盐的去除效果较好，而且去除率都显著高于单独的钢渣混凝土固化体和单独的大型藻类。但是钢渣混凝土固化体会对鼠尾藻和孔石莼造成一定的影响，使藻体重量减少，尤其会使孔石莼变白腐烂。因此钢渣混凝土固化体在实际应用时，应当对钢渣混凝土固化体进行前处理或者选择一个合适的钢渣用量，否则会对大型藻类造成一定的影响。 (4)在钢渣混凝土固化体安全性评价实验中，由于钢渣混凝土固化体中含有镉、铜和铅等重金属以及氧化钙、氧化硅、氧化铝等碱性氧化物，钢渣混凝土固化体会向海中释放少量的铜、铅和镉，并使海水的pH和COD值有所升高，但实验的海水水质总体仍符合二类海水水质标准。因此在钢渣混凝土固化体的实际应用中，可以对钢渣混凝土固化体进行前处理或者在海域中选择一个合适的投放量，，这样能减少对海水水质的影响。综上所述，钢渣混凝土固化体-藻类系统对磷酸盐和硝酸盐有良好的去除效果，可以有效解决海水的富营养化问题。同时也实现了钢渣的废物利用，解决钢渣堆放造成的污染。而且钢渣混凝土固化体还具有人工鱼礁的功能，可以起到集鱼功能，为鱼类提供生长、繁殖的场所。因此钢渣混凝土固化体-藻类系统的应用前景十分广阔。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X55

【参考文献】