生物改性材料去磷对富营养化水体生态系统变化过程的研究

发布时间：2017-05-08 14:01

  本文关键词：生物改性材料去磷对富营养化水体生态系统变化过程的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以全球水环境问题为研究背景,针对水体富营养化的关键因子磷元素的治理和去除为出发点开展相关实验。在研究去除、控制水体中富余磷元素过程中,以我国大量生产的废弃贻贝壳作为实验材料,以KH2PO4溶液作为待处理的污染水体,探讨了对贻贝壳最佳的改性方法包括最佳改性温度和改性时间,以及制备改性材料所需的设备和条件。在贻贝壳改性成功的基础上探讨了其环境功能,对富营养化水体的净化作用,在研究过程中探讨了去除磷元素的富营养化自然水体生态系统变化过程。结果表明：经过750℃、800℃、850℃改性1h的贻贝壳对水体中TP均有良好的去除效果,在30 mg/L KH2PO4溶液中去除率维持在99%以上,同时对比了650℃、700℃低温调条件下改性1h的贻贝壳粉对TP的去除率为88%左右,同时考虑利用马弗炉煅烧贝壳时消耗的能源降到最低,因此最佳贻贝壳最佳改性条件为在750℃煅烧1h即可。改性后的贻贝壳粉处理磷元素富集的水体,对比投入水体反应20 min、40 min、60 min、80 min和100 min不同时间后剩余磷元素浓度,得到处理污染水体当反应时间为30-40 min时,TP去除率即达到99%以上。在相同改性条件下(750℃煅烧1 h),对比我国其余两种贝类牡蛎和扇贝改性后的贝壳材料与改性贻贝壳具有同样的除磷净水能力,TP去除率均达到99%以上,证明该改性条件具有普遍适用性,同时证明改性后的贝类生物基本都具有良好的的净水能力,可以推广使用。针对贻贝壳除磷能力研究,3-15 g贻贝壳最大处理使用次数维持在7-12次,去除最大磷元素质量处于596-722 mg之间,不同投加量改性贻贝壳的最大除磷量和除磷次数并不随着基质质量倍数变化而产生相应倍数变化。改变改性贻贝壳的投加方式,利用无纺布将其包裹起来置于水体中,对TP去除情况有所改变,3-15 g改性材料最大使用次数提高到8-12次,且最大除磷量为687-743 mg,改变投加方式可以提升除磷效果和使用次数。富营养化水体中加入改性生物材料后,TP随着基质质量的增加而降低,根据投加改性材料质量的不同而有所差异,处于80%-92%之间,而TN的含量也有所下降约为50%左右。实验水体的pH均升高,pH值处于8.8-12.5之间变化。其中叶绿素的含量随着投加的改性贻贝壳质量变化而由初始120 μg/L变为50-108μg/L,叶绿素含量随着实验的进行和TP含量下降而逐渐降低。经过实验验证,当水体中叶绿素以及TP含量降低至我国Ⅰ类水质标准达到清水状态时,最优的贝壳粉投加量为7g即可使水体生态系统状态发生转变,此时由最初污染严重的浊水状态经过去除磷元素而发生生态过程变化,转变为清水状态。
【关键词】：富营养化 除磷 贻贝壳 改性材料 生态变化
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 论文选题理由与意义13
• 1.2 国内外的研究现状及趋势13-20
• 1.2.1 磷元素富集对水生态系统影响研究现状13-16
• 1.2.2 国内外控制、去除磷元素净水方法现状研究16-20
• 1.3 研究的目标和内容20
• 1.4 主要创新点20-21
• 1.5 研究思路21-22
• 第二章 研究内容与方法22-28
• 2.1 实验条件概况22-23
• 2.1.1 室外实验22-23
• 2.1.2 室内实验23
• 2.2 实验材料及设备23-24
• 2.2.1 实验材料和所需药品23-24
• 2.2.2 实验仪器、设备24
• 2.3 实验设计24-25
• 2.3.1 厚壳贻贝改性研究24-25
• 2.3.2 改性贻贝壳粉除磷净水环境功能研究25
• 2.3.3 富营养化水体磷去除对生态系统变化过程研究25
• 2.3.4 富营养化水体中改性生物材料粉投加量梯度研究25
• 2.4 实验方法与测定25-27
• 2.4.1 指标测定25
• 2.4.2 测定方法25-27
• 2.5 数据分析方法27-28
• 第三章 厚壳贻贝改性实验研究28-41
• 3.1 材料选择与预处理28-29
• 3.2 厚壳贻贝最佳煅烧温度和煅烧时间探寻29-37
• 3.2.1 研究方法29-32
• 3.2.2 研究结果32-36
• 3.2.3 小结36-37
• 3.3 改性贻贝壳除磷反应时间研究37-41
• 3.3.1 研究方法37-38
• 3.3.2 研究结果38-40
• 3.3.3 小结40-41
• 第四章 改性贻贝壳环境功能实验41-59
• 4.1 改性贻贝壳与改性牡蛎壳、扇贝壳净水效果对比研究41-49
• 4.1.1 研究方法41-45
• 4.1.2 研究结果45-48
• 4.1.3 小结48-49
• 4.2 改性贻贝壳去磷饱和度研究49-54
• 4.2.1 研究方法49-50
• 4.2.2 研究结果50-54
• 4.2.3 小结54
• 4.3 改性贻贝壳不同投加方式除磷饱和度效果研究54-59
• 4.3.1 研究方法54-55
• 4.3.2 研究结果55-57
• 4.3.3 小结57-59
• 第五章 富营养化水体除磷研究59-84
• 5.1 上海市主要河道背景调查59-64
• 5.1.1 上海市水质调查布点、取样59-62
• 5.1.2 上海市水质调查结果62-64
• 5.2 富营养化水体除磷过程研究64-79
• 5.2.1 研究方法64-66
• 5.2.2 研究结果66-78
• 5.2.3 小结78-79
• 5.3 富营养化水体达到Ⅰ类水质贝壳粉投加量79-84
• 5.3.1 研究方法79-81
• 5.3.2 研究结果81-83
• 5.3.3 小结83-84
• 第六章 结论与展望84-92
• 6.1 结论及讨论84-90
• 6.l.l 结论84-86
• 6.1.2 讨论86-90
• 6.2 展望90-92
• 参考文献92-100
• 致谢100

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 田玉红,霍杰,张恩仁;富营养化水体中氮磷的去除[J];广西工学院学报;2000年03期

2 朱斌,陈飞星,陈增奇;利用水生植物净化富营养化水体的研究进展[J];上海环境科学;2002年09期

3 王树林;富营养化水体值得开发[J];渔业致富指南;2002年01期

4 司友斌,包军杰,曹德菊,彭军,杨强;香根草对富营养化水体净化效果研究[J];应用生态学报;2003年02期

5 吴小刚;张维昊;方涛;汪玉庭;周连凤;;菖蒲对不同程度富营养化水体的适应性研究[J];长江大学学报(自科版)农学卷;2006年02期

6 吴小刚;张维昊;方涛;汪玉庭;周连凤;;菖蒲对不同程度富营养化水体的适应性研究[J];长江大学学报(自科版);2006年05期

7 和晓荣;孙s钍，

本文编号：351239