生活污水中氮、磷、COD污染的植物修复研究
发布时间：2020-11-05 12:21
近年来,水污染问题越来越受到人们的关注,寻求经济有效的污水处理方案已经成为热点课题。特别对于经济基础薄弱的地区,大部分的生活污水未经处理就直接排放到环境中,成为居住周边环境污染的重要来源。生活污水中含有大量的氮、磷、有机物等污染成分,对人体健康和生态系统有很大的危害。植物修复因其具有低成本、低能耗的优点受到人们的广泛关注。本研究选择以低成本的植物修复技术来实现生活污水的处理,采用室内污水模拟实验,研究不同填料(沸石和火山岩)和水生植物(菖蒲和水葫芦)在不同污染物胁迫条件下对污水中氨氮(NH_4~+-N)、硝酸盐氮(NO_3~--N)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)的处理效果,试图筛选出具有较高吸附能力的填料和较高富集能力的水生植物,为中国和蒙古国经济薄弱地区生活污水植物修复的应用提供理论与技术支持。本研究得出的主要结果如下:(1)对沸石和火山岩的污染物吸附能力研究结果表明,两种填料对不同污染物的吸附能力表现出一定的差异。沸石对NH_4~+-N(66.2%)、NO_3~--N(30.5%)和COD(42.4%)的去除率最高,而火山岩对TP(39.1%)的去除率最高。将两种填料混合,获得了较好的污染物吸附能力,NH_4~+-N、NO_3~--N、TP和COD去除率分别为63.0%、19.3%、27.9%和25.3%。(2)菖蒲和水葫芦在模拟生活污水物均能正常生长,同时具有良好的污染物去除能力,对NH_4~+-N、NO_3~--N、TP和COD的去除率分别为99.0%、93.3%、68.7%和89.8%以上。(3)植物和混合填料联合修复生活污水的结果表明,该方法能有效提高NH_4~+-N、NO_3~--N、TP、COD的去除能力,去除率分别为99.0%、88.3%、85.6%和91.4%以上。(4)植物修复系统中的微生物群落结构分析表明,无混合填料添加时,蓝细菌属是水葫芦和菖蒲根际的优势物种,而混合填料添加条件下,系统中微生物群落结构未受到明显影响,且生物量得以提升。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X173;X799.3
【部分图文】：
图 2-1 实验填料（a ：沸石；b ：火山岩）Fig. 2-1 Filiing materials (a are zeolites; b are volcanic rocks)表 2-2 填料的物理特性Table 2-2 Properties of fillers填料 粒径（mm） 比重（g/cm3）沸石 2~4 2.01~2.21火山岩 2~6 2.06~2.25实验用水实验用水为含 NH4+-N、NO3--N、TP 和 COD 的单一污染物废水，采用去离制，实验中设定 NH4+-N 浓度约为 40 mg N/L，NO3--N 浓度约为 40 mg N/L，约为10mgP/L，COD浓度约为400mgCOD/L，分别使用NH4Cl、NaNO3、K CHO配制。
图 2-2 填料对 NH4+-N的吸附作用Fig. 2-2 Adsorption of NH4+-N by different fillers单一填料对 NO3--N 的吸附效果3--N 初始浓度为 43.02 mg/L，如图 2-3 所示，两种填料虽然对 NO3-力，但吸附效果不佳，NO3--N 去除率仅为 30.5%（沸石）和 14.附量分别为 1.31 mg N/g（沸石）与 0.62 mg N/g（火山岩）。较而言，沸石对 NO3--N的吸附能力更好。此外，51h内，沸石对明显，水中 NO3--N浓度有明显下降的趋势，51 h 后溶液中 NO3--N明显吸附效果。而火山岩对 NO3--N 的去除过程发生在 15 h 内，15N 浓度逐渐趋于平衡。有研究指出，沸石具有生产阴离子交换剂作--N被沸石从水中吸附到沸石上（Orimi et al., 2018）。
图 2-3 填料对 NO3--N的吸附作用Fig. 2-3 Adsorption of NO3--N by different fillers一填料对 TP的吸附效果初始浓度为 6.75 mg/L，如图 2-4 所示，两种填料对 TP 都均具有吸山岩对 TP 的去除率分别为 23.9%和 39.1%，吸附量分别为 0.16 此可知，火山岩对 TP的吸附量比沸石高。，火山岩吸附 TP 实验中，TP 在 51 h 内有明显的下降趋势，51 化不大，逐渐趋于平衡。而沸石吸附 TP实验过程中，TP的去除后溶液中 TP浓度变化不大，逐渐趋于平衡。有研究表明，填料中离子化学形态是 TP 被填料吸附的主要因素，而火山岩包含氧化物 TP 有一定的吸附能力（王振等，2013）。沸石中含的阳离子交换淀作用，从而具有 TP 的去除能力效果（Andres et al., 2018）。火
【参考文献】
本文编号：2871633
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X173;X799.3
【部分图文】：
图 2-1 实验填料（a ：沸石；b ：火山岩）Fig. 2-1 Filiing materials (a are zeolites; b are volcanic rocks)表 2-2 填料的物理特性Table 2-2 Properties of fillers填料 粒径（mm） 比重（g/cm3）沸石 2~4 2.01~2.21火山岩 2~6 2.06~2.25实验用水实验用水为含 NH4+-N、NO3--N、TP 和 COD 的单一污染物废水，采用去离制，实验中设定 NH4+-N 浓度约为 40 mg N/L，NO3--N 浓度约为 40 mg N/L，约为10mgP/L，COD浓度约为400mgCOD/L，分别使用NH4Cl、NaNO3、K CHO配制。
图 2-2 填料对 NH4+-N的吸附作用Fig. 2-2 Adsorption of NH4+-N by different fillers单一填料对 NO3--N 的吸附效果3--N 初始浓度为 43.02 mg/L，如图 2-3 所示，两种填料虽然对 NO3-力，但吸附效果不佳，NO3--N 去除率仅为 30.5%（沸石）和 14.附量分别为 1.31 mg N/g（沸石）与 0.62 mg N/g（火山岩）。较而言，沸石对 NO3--N的吸附能力更好。此外，51h内，沸石对明显，水中 NO3--N浓度有明显下降的趋势，51 h 后溶液中 NO3--N明显吸附效果。而火山岩对 NO3--N 的去除过程发生在 15 h 内，15N 浓度逐渐趋于平衡。有研究指出，沸石具有生产阴离子交换剂作--N被沸石从水中吸附到沸石上（Orimi et al., 2018）。
图 2-3 填料对 NO3--N的吸附作用Fig. 2-3 Adsorption of NO3--N by different fillers一填料对 TP的吸附效果初始浓度为 6.75 mg/L，如图 2-4 所示，两种填料对 TP 都均具有吸山岩对 TP 的去除率分别为 23.9%和 39.1%，吸附量分别为 0.16 此可知，火山岩对 TP的吸附量比沸石高。，火山岩吸附 TP 实验中，TP 在 51 h 内有明显的下降趋势，51 化不大，逐渐趋于平衡。而沸石吸附 TP实验过程中，TP的去除后溶液中 TP浓度变化不大，逐渐趋于平衡。有研究表明，填料中离子化学形态是 TP 被填料吸附的主要因素，而火山岩包含氧化物 TP 有一定的吸附能力（王振等，2013）。沸石中含的阳离子交换淀作用，从而具有 TP 的去除能力效果（Andres et al., 2018）。火
【参考文献】
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本文编号：2871633
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