包埋过氧化钙改善黑臭水体底泥特性的试验研究

发布时间：2020-04-08 17:02

【摘要】：黑臭水体已成为威胁居民健康、影响社会发展的环境问题之一。底泥作为黑臭水体的内源污染源头,累积了大量污染物,因而改善底泥特性是治理黑臭水体的重要措施之一。过氧化钙(CaO2)是一种常用的释氧化合物,但遇水反应快速释放氧气的特性使其不能满足工程应用所需的长效缓慢释氧的要求。本研究以CaO2为氧源,沸石为填充剂,环境友好型材料聚乳酸为包埋材料,制成具有缓慢释放氧气特性的CaO2缓释氧剂。通过清水实验和模拟黑臭水体底泥改善试验,考察了包埋材料占比、泥水环境温度和缓释氧剂不同投加位置对释氧速率及底泥特性改善的影响,得出以下结论:(1)扫描电镜证实聚乳酸能有效包埋Ca02。在pH值为7.12的无氧清水中分别投加缓释氧剂和粉末Ca02,两者的释氧速率分别为0.18和0.973mg/(L·h),完全释氧后水体pH值分别为8.9和11。实验表明缓释氧剂可以有效减缓Ca02释氧速率,且对水体pH值的影响远小于直接投加粉末CaO2。(2)聚乳酸占比对缓释氧剂的释氧效率有一定影响,聚乳酸占比低于71.4%或高于83.3%都会导致缓释氧剂释氧速率的快速增加。在为期15天试验内,聚乳酸占比为83.3%时,缓释氧剂释氧速率最慢,为0.521 mg/(L·h),底泥有机质的去除率为5.3%且对底泥中对NH4+-N、TP释放的抑制作用明显。(3)水体及底泥环境温度是影响缓释氧剂释氧速率的因素之一。泥水温度高于25℃时缓释氧剂释氧速率快,释氧周期短,而温度低于10℃时释氧速率慢,释氧时间久。综合考虑对底泥有机质的去除和对底泥中对底泥NH4+-N、TP释放的抑制作用,选择在常温条件下投加缓释氧剂对底泥的改善效果较好。(4)缓释氧剂不同位置的投加会影响氧气的释放。缓释氧剂覆盖在底泥表面比注射在底泥中释氧时间长,且对底泥NH4+-N、TP的释放起到一定的抑制作用。(5)在黑臭水体底泥模拟试验中,根据底泥耗氧速率(SOD)计算出缓释氧剂的投加量为543g/m2。经过30天试验,底泥有机质的去除率是20.6%,上覆水NH4+-N、TP、COD分别降低至2.12mg/L、0.408 mg/L、45mg/L,上覆水溶解氧峰值为4.54mg/L。30天试验后,溶解氧和pH值分别为3.7mg/L和7.9,底泥的颜色由黑色变为褐色,但底泥重金属的矿化作用并不明显。
【图文】：

后恰好水装满不会溢出。用溶氧仪测定水中溶解氧确保溶解氧耗尽并稳定半个小时后，在逡逑第一个玻璃瓶中投加０．０５ｇＣａＯ２，第二个投加制备好的缓释氧剂。将玻璃瓶放在磁力搅拌逡逑器上（图２．１，转速１００ｒ／ｍｉｎ），然后每隔一段时间记录一次溶解氧与ｐＨ值。逡逑图２．１反应容器逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｒｅａｃｔｉｏｎ邋ｖｅｓｓｅｌ逡逑

２．邋４．邋３清水中ｐＨ的变化逡逑由于Ｃａ０２与水反应会产生氢氧化物，，使得水体ｐＨ上升，因此每一段时间测定一次两逡逑个玻璃瓶中的ｐＨ，结果如下图２．４。逡逑１１．０－邋，邋＂邋＂邋＂逡逑１０．５－逡逑Ｉ逦—■—粉末邋Ｃａ0２逡逑１０．０－邋１逦一缓释筑剂逡逑Ｘ邋９．５＿逡逑９．０－逦逦？逡逑‘邋广＾逦逡逑８．５－逦＾逡逑８．０－
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X52

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本文编号：2619604