地表水体底泥氮磷污染原位控制技术及相关机理研究

发布时间：2020-06-05 06:46

【摘要】：地表水体底泥污染原位控制技术的发展近年来得到了越来越多的重视，但由于对其相关技术及机理缺少系统性的深入研究，至今还没有得到广泛的应用，本论文“地表水体底泥氮磷污染原位控制技术及相关机理研究”，作为“十五”国家重大科技项目《小城镇环境保护关键技术研究及设备开发》的重要组成部分，针对地表水体底泥的氮磷污染控制问题，主要围绕曝气供氧、底泥原位药剂处理及底泥覆盖等三种技术，较为系统地考察了曝气供氧、硝酸钙原位处理、沸石覆盖、方解石覆盖、沸石和方解石复合覆盖、负载硝酸盐有机改性沸石覆盖等对地表水体底泥氮磷释放控制的影响，提出了两种未见文献报道的用于底泥氮磷释放有效控制的组合方法，并利用离子交换及吸附作用理论对相关过程的机理进行了探讨，可以为地表水环境污染防治技术的发展提供相关的理论和技术支撑。论文的主要研究结果包括以下七个方面：一．曝气供氧控制底泥氮磷释放影响因素的试验研究结果表明：(1)溶解氧是影响底泥氮磷释放的重要因素，厌氧状态加速底泥氮磷的释放。(2)通常情况下曝气供氧可以有效地控制底泥总磷的释放；pH值较高条件下，曝气供氧无法控制底泥总磷的释放，搅动对底泥总磷的释放产生一定程度的影响，上覆水总磷浓度较高时底泥发生吸磷现象，而温度则影响较小。(3)通常情况下曝气供氧可以控制比较封闭水体底泥的氨氮释放；曝气条件下温度对底泥氨氮和总氮释放的影响较大，即温度越高，抑制氨氮和总氮释放的效果越好，低温则导致底泥氨氮和总氮的大量释放，而搅动使底泥释放更多的氨氮和总氮。二．硝酸钙原位处理对底泥氮磷及有机物迁移循环影响试验研究结果表明：(1)投加硝酸钙会使底泥有机物得到一定程度地降解，且底泥有机质的去除率随硝酸钙投加量的增加而增加。投加硝酸钙加剧了底泥氨氮的释放，且投加量越多，底泥氨氮的释放越快。厌氧状态下底泥释放大量总磷，且底泥各形态磷含量下降幅度从大到小依次为Al／Fe-P＞有机磷＞Ca-P；投加硝酸钙可以抑制底泥磷的释放，有效抑制持续时间则随投加量的增加而延长；投加硝酸钙对底泥磷形态影响的规律为：Al／Fe-P含量下降较少，Ca-P含量会增加，而有机结合磷含量则会下降。
【图文】：

天然沸石,表面结构

天然沸石购自浙江省给云县鸿达沸石厂，，粒径3一srnrn，孔径为35碎Onnl，热分解温度750℃，阳离子交换容量为13}180Meq心，s讯l科2-5525，化学成分见表2.4。通过扫描电镜可以观察到天然沸石的表面结构，结果见图2.1。粒径成100目天然沸石的外部阳离子交换容量(EcEC)为145~。掀g。表.243~5~粒径天然沸石的化学成分T渔b】e2.4Chemicalco幻。即sitionofezoletiwhtigarindiajmeetr3~5mminhtisexPerimnet成分si含量从69q.58A12O312.20FZe仇0.87KZOCao2.59MgO0.13N匆02.59(2)NaCI改性沸石将粒径3一snun天然沸石置于lmol·L一l的NCaI溶液中，水固比为.25:1，振荡5天后倒出上清液，并用去离子水洗涤5遍，再置于105℃下烘干即得到Nacl改性沸石。(3)CCaI:改性沸石将粒径3一5们n们n天然沸石置于lmol·L·，的CaCI:溶液中，水固比为.25:1，振荡5天后倒出上清液

改性沸石,孔道,氨氮,离子交换作用

H十置换了孔道中原有的半径大的阳离子，使孔道的有效空间拓宽，HCI改对氨氮的作用机理为物理吸附作用和N+a、c扩十、K十和H十的离子交换作用。口HCI改性沸石日犬然沸石划工江扭.40阵.00+一一一一一-‘一‘~一一一一-一~一.一一.一一400600氨氮初始浓度/mg.-Ll图8.13天然沸石和Hcl改性沸石对氯化钱溶液pH值的影响ig.8.13EeffctofHClmodifieationzeolitenadnuatralzeoliteonPHvalueinNH4Cl501以ionpH值对HCI改性沸石氨氮吸附性能的影响
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X52

【引证文献】