PDF《营养盐绿色吸附材料摇床试验研究》

中国水利水电科学研究院 第12届青年学术交流会论文 文章编号:院20140244 营养盐绿色吸附材料摇床试验研究 吴雷祥

12 ,刘玲花

1 ,周怀东

1 ,霍炜洁

1 ,刘来胜

1 ,吴佳鹏

1 ,方媛瑗

2 (1 中国水利水电科学研究院水环境研究所,北京市,100038;

2中国水利水电科学研究院研究生部,北京市,100044;

) 摘要:水体中氮和磷的长期积累后影响生态系统的完整性和人类健康.

解决农村受污染河道沟渠的水 体营养盐污染问题,研发适宜的吸附材料是解决上述问题的重要方法之一.本研究通过摇床试验,分 析了不同滤料组合在1h、6h、12h、

24、48h时对TP、TN、OP、NH3-N等营养盐的去除效果.试验结果表 明:作为电子供体,锯末能够为反硝化作用提供碳源,同时,锯末在摇床试验过程中存在营养盐析出 的问题,会导致水样中TP、TN、OP、NH3-N的含量增加的问题;

轮胎颗粒对正磷酸盐(OP)有显著的去 除作用;

50%沙壤土,25%木屑,25%轮胎颗粒(重量比)和50%沙壤土,25%木屑,15%轮胎颗粒,10%石 灰石(重量比)这两种滤料组合,对营养盐具有相对较好的去除作用. 关键词:绿色吸附材料;

摇床试验;

轮胎颗粒;

营养盐 中图分类号:X52 文献标识码:A 1研究背景 水体中氮和磷的长期积累后影响生态系统的完整性和人类健康. 硝酸盐可导致健康问题, 如高铁血红蛋白血症、肝损伤甚至癌症;

磷可能引发的淡水水体的富营养化问题,这可能会 导致有毒的藻类和最终危及饮用水的来源. 我国在防治水体富营养化水体方面进行了大量的研究,特别是在太湖、滇池、海河流域 等大型水域及城市水体, 但在经济欠发达的农村地区对河塘等水体中营养盐的去除方面的研 究相对薄弱,缺乏经济有效的技术手段 [1-3] .同时,包含农业源的农村营养盐污染在我国污 染物排放情况中占有重要位置 [4] . 针对在快速城镇化的进程中出现的资源和环境承载压力增大的问题和矛盾, 解决农村受 污染河道沟渠的水体营养盐污染问题,研发适宜的吸附材料 [5-7] 是解决上述问题的重要方法 之一. 综合考虑不同吸附材料的经济性、实用性、渗透性等材料特性、以及环境适宜性,初步 选择了沙壤土、锯末、轮胎颗粒、石灰石、陶粒、沸石等材料 [8-9] ,进行摇床试验,考察不 同材料组合对营养盐的去除效果, 比选具有较好效果的材料组合, 作为后续吸附柱试验及分 析材料的使用寿命、应用潜力的研究基础. 2试验设置 收稿日期:2014年10月21日 论文未公开发表过. 基金项目:村镇受损生态系统修复与重建实用技术研发(2012BAJ21B03);

三峡库区小江汉丰湖流域水环境综合防 治与示范(2013ZX07104004) 作者简介:吴雷祥(1982-),男,山东临沂,博士,工程师,主要从事饮水安全及河流生态修复研究工作. E_mail:[email protected] 2.1试验材料 根据前期文献综述,选择沙壤土、锯末、轮胎颗粒、石灰石、陶粒、沸石6 种材料,皆购自市场.为了减少材料中微生物的干扰作用,将每种材料置于烘箱中烘干,温 度设置为80℃,时间设置为150min.试验用水使用去离子水配制,根据我国农村河道营养盐 污染状况,去离子水中添加分析纯硝酸钠、氯化铵、磷酸钾试剂作为试验用水,其浓 度介于地表水环境质量标准GB3838-2002中Ⅳ-Ⅴ类水之间.每个振荡瓶中使用试验用水 250ml,滤料组合30g. 2.2滤料组合设置 摇床试验使用的滤料组合,从构成相对简单的组合开始,逐渐增加滤料 的种类,考察不同滤料组合对正磷酸盐、TP、氨氮、TN的去除效果.摇床试验采用的滤料, 共使用了6种滤料,设置了10个滤料组合,其具体材料及配比见表1. 表1 滤料组合设置 序号 滤料配比设置(重量比) 备注