铝污泥基质生态浮床修复微污染河水的探究

发布时间：2020-05-16 06:38

【摘要】：水环境污染问题已成为我国在生态文明建设中所要面临的重大问题,河湖水体的富营养化不仅影响生态环境,更对人们的身心健康造成危害。生态浮床技术作为一种新型的原位水体修复技术,通过在一些受污染的河流湖泊中构建生态浮床,不仅可以有效的净化水体,还可以美化环境,符合我国的可持续发展战略,更是生态文明建设的新利器。铝污泥作为给水厂的副产物,其产量之大及填埋处理处置的方法对给水厂是一个巨大的挑战,而大量的试验证明铝污泥是一种优良的湿地填料,具有高效的磷吸附能力。基于此,本论文以生态浮床为研究对象,对传统的生态浮床进行强化,将给水厂脱水铝污泥用作填料与水生植物结合,构建复合型的生态浮床系统,探究该生态浮床对微污染水体在静态和动态条件下的净化效果以及铝污泥填料粒径大小对生态浮床处理效果的影响。得出了以下主要结论:动态试验结果表明:浮床下进上出的进出水方式对污染物的去除效果明显要好于上进上出的方式,对COD、TN、TP的平均去除率分别为54.6%、31.2%、32%;在下进上出的运行方式基础上增加间歇曝气(曝气24 h,间歇24 h)单元后,浮床装置对COD、TN、TP的平均去除率提高至75%、53%、63%。增加间歇曝气后能提高水中微生物的数量和生物活性且有利于微生物的硝化和反硝化作用,同时,通过曝气对水的扰动可以使污水与铝污泥填料接触的更充分。试验结果证明了将给水厂铝污泥用于生态浮床填料的可行性。静态试验通过构造复合型生态浮床(铝污泥填料+植物)、空白对照(只有水样)、传统生态浮床(植物)三个浮床装置,研究对比其在静水条件下对污水的处理效果。结果表明:在试验进行到第30天时,复合型生态浮床将COD由80 mg/L降低到12 mg/L,TP由1.4 mg/L降低到0.18 mg/L,而传统生态浮床中的COD和TP的浓度分别降至18mg/L、0.75 mg/L。复合型生态浮床系统在静态条件下对污染物的去除效果依旧较好尤其对TP的去除比传统生态浮床提高很多,这不仅与铝污泥的结构及组成成分有关,其表面附着的微生物也起到了重要作用。试验对比了粒径分别为1.6 cm、0.8 cm、0.2 cm~2.0 cm的铝污泥填料生态浮床对污水中污染物的去除效果。结果表明:粒径为0.8 cm的铝污泥填料对COD的总体处理效果最好,平均去除率为64.7%,因为粒径越小附着的微生物越多;粒径为0.2 cm~2.0 cm的铝污泥填料的生态浮床对TN、TP的去理效果均最好,平均去除率分别为27.9%、30.2%,因为粒径间的空隙越小越有利于反硝化。同时,粒径越小,比表面积越大,越有利于磷的吸附。总体来说,填料的粒径越小,对污染物的去除效果就越好。综上结果表明:以给水厂铝污泥为填料的复合型生态浮床对微污染水体中污染物的去除效果良好,在河流水体的修复领域具有很大的应用潜力。
【图文】：

七大流域,河水,河流,状况

生长[5]，且由于含有铝的化合物和较大的比表面积及发达的孔隙结构而具有良好吸附磷的能力[6, 7]。爱尔兰都柏林大学已将脱水铝污泥用作人工湿地的填料，开发了以铝污泥为填料的新型人工湿地污水处理系统，取得了很好的去除效果[8-11]。郑育毅等人将自来水厂污泥经过高温灼烧为陶粒，构建“污泥陶粒+美人蕉”的人工湿地处理装置，并与“煤渣+美人蕉”和“污泥陶粒”两组人工湿地处理装置做对比，结果表明以自来水厂污泥基陶粒作为填料的人工湿地对生活污水中的 COD、TP 的去除效果优于以煤渣、页岩、沸石、钢渣等作为填料的人工湿地[12]。在此基础上，本研究尝试将铝污泥应用于生态浮床处理系统中，探究以铝污泥为填料的生态浮床对氮（N）、P、COD 等污染物的去除效果及影响去除效果的因素，不仅缓解了给水厂污泥填埋的压力，还可以利用铝污泥优良的磷吸附性能强化污水处理，达到“以废治污”的目的，也期望为富营养化水体的治理提供强有力的技术支撑。

水体富营养化,水体,营养物质,河流

图 1.2 2016 年重要湖泊营养状态比较1.2 水体富营养化1.2.1 富营养化成因及危害水体富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入河流、湖泊等水体而引起的浮游藻类和其他水生植物异常过度繁殖，，影响水体与大气中氧的交换，导致水体溶解氧量下降，透明度降低，鱼类及其他水生生物大量死亡，水质恶化的现象[13, 14]。近年来，随着人们生活水平的提高，工业化的加剧，生活污水和工业废水的肆意排放是造成水体富营养化的主要原因。农村和城镇会产生含有大量营养物质的污废水，这些污水常常会因为来不及处理甚至不处理等原因而随着雨水进入地表水及河流中，污染水体的水质。还有一些食品、化工等制造业产生的废水中含有大量的 N、P、COD 等营养物质，由于有些工厂的污水处理措施和设备并不健全，大量未经处理或处理不达排放
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X522

【参考文献】