(硕士论文)地表水体底泥氮磷污染原位控制技术及相关机理研究.pdf

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爨磷释放控制的影响,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::芙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。ǔ情况下曝气供氧可以有效地控制底泥总磷的释放;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~定程度的影响,上覆水总磷浓度较高时底泥发生吸磷现象,;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,低温则导致底泥氮氮和总氦的大量释放,:都酉跛岣苹崾沟啄嘤谢锏玫揭欢ǔ潭鹊亟到猓业啄嘤谢实娜コ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—有机磷煌都酉跛岣瓶梢砸种频啄磷的释放,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:.肯陆到仙伲珻炕嵩黾樱谢岷狭缀量则会下降。
于降低底泥总磷的释放速率;丽对窳>和窳>,方解石覆盖可以抑制厌氧状态下底泥磷的释放,且抑制效果受覆盖层厚度、底泥磷释放强度、率随厚度的增加而明显提高;底泥磷释放强度越大,穿过方解石覆盖层到达上覆水的总磷量越多;上覆水ǘ忍岣吡朔浇馐哺遣愣缘啄嗔资头诺囊种效率,且为浓度越高,促进作用越大,可以通过调节上覆水浓度以优化覆盖层的抑磷效果;对于方解石投加量较少的情况下,高温条件与低温条件相比,底泥向上覆水释放更多的磷,可以通过增加覆盖层厚度以消除高温的影响;覆盖层对底泥磷释放的抑制效率随方解石粒径的减小而增强。:烊环惺盖层不仅可以有效地控制底泥氨氮的释放。而且可以降低底泥总磷的释放速率;沸石粒径越小、覆盖层越厚,天然沸石覆盖层对底泥氨氮控制的有效持续时间越长;天然沸石覆盖层抑制底泥总磷释放的效率随温度的升高而降低,,抑制效率从大到小依次为改性沸烊环惺改性沸石。惺哺遣憧刂频啄喟钡J头诺幕砦N锢砦胶屠胱咏换蛔饔茫控制底泥磷释放的机理包括沸石的机械阻挡作用和沸石与铵离子交换释放出来的对磷酸盐的固定作用。谢男苑惺搅姿嵫巫罴训腍负载量为沸石的外部阳离子交换量易罴迅涸靥跫掠谢男苑石对磷酸盐的吸附较好地满足任挛椒匠饱和吸附量为’挥胩烊环惺啾龋谢男苑惺陌钡5ノ吸附量降低了ァS谢男苑惺哺怯胩烊环惺啾龋缘啄嗔资头诺目制效果大大加强,且有机改性沸石投加量的越大,抑制效果越好;有机改性沸石覆盖可以有效地控制底泥氨氮的释放,相同覆盖条件下与天然沸石相比,对底泥氨氮释放有效控制持续时间缩短。,对天然沸石覆盖层表面进行人工曝气,缩短了覆盖层控制底泥氨氮释放的有效持续时间。对窳>~惺哺遣惚砻娼衅仄S兄然沸石覆盖层表面进行人工曝气,模拟释放初期对总磷的控制效果反而下降,上覆水浓度、温度及粒径等的影响。方解石覆盖层对底泥磷释放的抑制效·.J齲为摘要.
后期则有助于底泥磷释放的控制。对方解石覆盖层表面进行人工曝气,不仅可以降低底泥氨氮的释放,而且有助于方解石覆盖控制底泥磷的释放。:;复合覆盖层对径对复合覆盖层控制底泥磷释放的效果随天然沸石粒径的减小而略微增强;天然沸石和方解石的组合方式对复合覆盖层控制底泥磷释放的规律为:先覆益沸石后覆盖方解石对底泥磷释放的抑制效果与沸石方解石混合均匀覆盖情况相比略微提高,并且