曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷释放的影响.doc

曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷释放的影响林建伟,朱志良,赵建夫同济大学环境科学与工程学院,上海200092摘要:采用实验室模拟,研究了曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷释放的影响,结果表明,①溶解氧是影响底泥氮磷释放的重要因素,厌氧状态会加速底泥氮磷的释放。②正常条件下曝气复氧可以有效的控制底泥总磷的释放;曝气条件下高pH值无法控制底泥总磷的释放,搅动会对底泥总磷的释放产生轻微的影响,上覆水总磷浓度较高时底泥会发生吸磷现象,而温度则影响较小。③正常条件下曝气复氧可以控制比较封闭水体底泥氨氮的释放;曝气条件下温度对底泥氨氮和总氮的释放影响较大,即温度越高,抑制氨氮和总氮的释放效果越好,且低温会导致底泥氨氮和总氮的大量释放;曝气条件下搅动导致底泥释放更多的氨氮和总氮。关键词:曝气复氧;富营养化水体;底泥;氮磷表1受试底泥的主要理化性质指标Table1Physic-chemicalproprietyofthesediments参数pHw(有机质)/%w(总磷)/(mg·kg-1)w(氨氮)/(mg·kg-1)w(总氮)/(mg·kg-1):X52文献标识码:A文章编号:1672-2175(2005)06-0812-04 随着我的提高,污水的产生量剧增,而我国的污水处理率较低,导致大部分污水没经任何处理直接排入水体,造成我国地表水体的严重污染。当地表水体污染较重时,污染物通过颗粒物的吸附、沉淀、水生生物死亡沉积等方式蓄存于底泥中;当外源污染受到控制时,污染物又能从底泥中释放出来,成为地表水体的内污染源[1]。曝气复氧是目前国内外比较常用的修复受污染水体的一种方法[2]。曝气复氧技术是根据水体受到污染后缺氧的特点,人工向水体中充入空气或氧气,加速水体复氧过程,以提高水体的溶解氧水平,恢复和增强水体中好氧微生物的活力,使水体中的污染物质得以净化,从而改善受污染水体的水质,进而恢复水体的生态系统[2]。本文针对富营养化水体的底泥,采用实验室模拟,研究了曝气复氧对底泥氮磷释放的影响,为我国富营养化水体的修复提供技术支撑。。采集的底泥样品送至实验室进行底质分析和氮磷释放实验。底泥的本底值分析指标包括pH值、有机质、总氮、总磷以及氨氮。氨氮和总氮采用土壤肥力智能测定仪分析测定;pH值、总磷和有机质采用土壤理化性质标准分析方法测定。底泥的理化性质见表1。。实验一:主要为厌氧和好氧的对照释放试验,分为2个方案,即方案1为厌氧作为对照,方案2为曝气复氧,室内水温为15~21℃。实验二:主要研究曝气条件下水动力学、温度、pH值和初始浓度对底泥氮磷释放的影响,分为12个方案,即方案3为室内水温(7~℃)下的曝气复氧,方案4为水温20℃条件下的曝气复氧;方案5为室内水温(~℃)条件下进行曝气复氧;方案6为室内水温(~℃)条件下进行曝气复氧,且采用搅拌器每天早晚各搅动1次,搅拌强度为160r/min,搅拌持续时间为1min;方案7~11曝气复氧的pH值分别为5、6、7、;方案12~,。方案1~,方案12~14采用5L试剂瓶作为模拟装置。完全混合均匀的新鲜底泥从反应器的顶部加入,使底泥的厚度约为5cm,再采用虹吸方法加入蒸馏水,加水工程中尽量避免干扰底泥。厌氧状态通过氮气吹脱实现。每间隔一定的时间测定反应器上覆水当中的氨氮、总氮和总磷和温度。氨氮采用纳氏试剂比色法测定,总磷采用钼酸铵比色法测定,总氮碱性过硫酸钾紫外分光光度法,温度则采用温度计测量。整个实验期间用黑布遮住反应器,避免阳光的影响。:,其中,Rn为到第n天为止底泥氮磷的释放量(mg),V为反应装置中剩余水样的体积(L),Ci为第i次采样时氮磷的质量浓度(i=1,2,...,n)(mg·L-1),C0为初始氮磷的质量浓度(mg·L-1),Vi为第i次采取的水样体积(L)。 图1为厌氧和好氧条件下底泥氨氮和总磷释放试验的结果。由图1可知,厌氧状态下底泥氨氮和总磷会很快释放出来,·m-2·d-·m-2·d-1,并且两者均为开始阶段释放较快,随后释放速率逐渐下降;而好氧条件下,·m-2·d-1,仅为厌氧条件下的