具脱氮除磷功能的组合骨料型植生混凝土材料研究

发布时间：2017-04-02 16:04

  本文关键词：具脱氮除磷功能的组合骨料型植生混凝土材料研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本研究通过对单一骨料植生混凝土进行改造,利用大粒径(粒径25~30mm)沸石、钢渣和浮石制作多孔混凝土骨架,开发出具有同时脱氮除磷功能的组合骨料型百喜草植生混凝土,并研究了其脱氮除磷效能,以及运用同位素示踪技术探索植生混凝土脱氮机理。研究得到的主要结论有:(1)通过静态吸附试验筛选出具氮、磷吸附特性的多孔混凝土材料。沸石对氨氮去除有显著吸附效果,钢渣、浮石对总磷的吸附效果优于沸石。通过综合评分法评价得出,沸石与钢渣按照3:1的质量比组合,取得了较佳的氮、磷去除效果。(2)在制作植生混凝土骨架时,除沸石外还加入一定比例的钢渣、浮石,改良了植生混凝土骨料对氮磷的吸附性能。以6组90 d龄期的组合骨料型百喜草植生混凝土盆栽为研究对象,考查沸石与钢渣、沸石与浮石两种组合骨料型的植生混凝土对污染物的去除效果,各组NH3-N 1 d、7 d的去除率分别为13.0%~16.9%和45.7%~56.7%,1 d去除率约占7 d的30%。各组TN 1 d、7 d的去除率分别为9.0%~14.1%和25.6%~39.2%,1 d去除率约占7 d的30%。各组TP 1 d、7 d的去除率分别为22.0%~33.3%和57.3%~89.3%,1 d去除率约占7 d的40%。NO3--N、NO2--N含量很低,NO3--N浓度基本在0.50 mg/L以下,NO2--N浓度变化范围在0.10 mg/L以下。(3)为研究植生混凝土系统各组成部分在氨氮脱除过程中的贡献,探究氮素迁移特征,往密闭玻璃容器内投加~(15)NH4Cl示踪剂,在1d、8d采集骨料、植物、水和气等样品,测定~(15)N的在各组分中的含量,分析~(15)N归趋。结果表明,随着脱氮时间延长,植物、骨料中的~(15)N含量升高,水样中的~(15)N含量降低,气样中~(15)N Atom%无明显变化。各类样品中~(15)N标记物占加入标记物的百分比,在第1天分别为:植物3.8%~6.6%,骨料11.9%~17.2%,水72.9%~80.5%,损失3.3%~3.8%;在第8天分别为:植物65.3%~68.7%,骨料25.6%~26.2%,水4.6%~4.8%,损失0.8%~3.9%。各类样品~(15)N丰度变化显示,加入水中的~(15)NH4Cl标记物,早期(1d)以骨料吸附为主,后期(8d)以植物吸收同化为主。
【关键词】：植生混凝土 百喜草 脱氮除磷 同位素示踪 ~(15)NH_4Cl
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52;TU528
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 研究背景12-14
• 1.1.1 生态型护岸概念的提出13
• 1.1.2 生态型护岸材料的特点13-14
• 1.2 生态护砌研究现状14-15
• 1.3 本课题研究目的、意义及内容15-18
• 1.3.1 研究目的及意义15-16
• 1.3.2 研究内容16-18
• 第2章 植生混凝土组合骨料优选研究18-26
• 2.1 材料与方法19-20
• 2.1.1 材料19
• 2.1.2 试验方法19-20
• 2.2 结果与分析20-24
• 2.2.1 氨氮去除效果20-21
• 2.2.2 总磷去除效果21-23
• 2.2.3 综合评分23-24
• 2.3 本章小结24-26
• 第3章 具脱氮除磷功能的组合骨料型植生混凝土材料制备及性能研究26-38
• 3.1 材料制备26-27
• 3.2 材料的脱氮除磷效果27-38
• 3.2.1 材料与方法27-28
• 3.2.1.1 试验材料27
• 3.2.1.2 试验方法27-28
• 3.2.1.3 数据处理28
• 3.2.2 结果与分析28-35
• 3.2.2.1 氨氮去除效果及分析28-30
• 3.2.2.2 总氮去除效果及分析30-32
• 3.2.2.3 总磷去除效果及分析32-34
• 3.2.2.4 硝氮、亚硝氮浓度变化及分析34-35
• 3.2.3 小结35-38
• 第4章 基于~(15)N稳定同位素示踪技术研究材料的脱氮机理38-47
• 4.1 材料与方法38-41
• 4.1.1 试验材料38-39
• 4.1.2 试验设计39-40
• 4.1.3 样品前处理及分析40-41
• 4.1.3.1 样品收集及前处理方法40
• 4.1.3.2 分析方法40-41
• 4.1.4 数据处理41
• 4.2 结果与分析41-45
• 4.2.1 培养液中NH_4~+-N、NO_3~ -N、NO_2~ -N和TN含量变化41
• 4.2.2 气样中 δ~(15)N值和~(15)N Atom%41-42
• 4.2.3 植物样、石样的 δ~(15)N值及~(15)N Atom %42
• 4.2.4 植生混凝土各部分~(15)N含量统计42-43
• 4.2.5 讨论43-45
• 4.3 本章小结45-47
• 第5章 结论与展望47-49
• 5.1 主要结论47-48
• 5.2 展望48-49
• 参考文献49-57
• 作者攻读学位期间的科研成果57-58
• 致谢58

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