遼河口葦田水體污染的濕地植物——多孔介質(zhì)聯(lián)合凈化技術(shù)研究.pdf

1、遼河河口地區(qū)具有豐富的濕地資源，為達到葦田濕地的多級利用，葦田養(yǎng)殖業(yè)近年來得到了快速發(fā)展。葦田養(yǎng)殖是在蘆葦濕地中構(gòu)建田間工程，同時進行魚、蟹養(yǎng)殖和蘆葦種植的一水多收的生態(tài)養(yǎng)殖經(jīng)濟模式。然而隨著葦田養(yǎng)殖業(yè)整體上向著集約化、高密度、高產(chǎn)出的模式發(fā)展，常年過度放養(yǎng)使得葦田水體中氨氮、CODCr含量超標(biāo)，污染物質(zhì)不斷積累對葦田濕地生態(tài)系統(tǒng)及濱海環(huán)境帶來一定影響。與傳統(tǒng)養(yǎng)殖明顯不同，葦田養(yǎng)殖以蘆葦高產(chǎn)模式進行，總體上表現(xiàn)為需水量很大，但又隨著季節(jié)

2、變化對水量的要求有所不同，且間歇性排水，在魚、蟹捕撈和蘆葦收割后，葦田多呈現(xiàn)無水狀態(tài)，傳統(tǒng)處理技術(shù)對葦田養(yǎng)殖水體并不具有適用性。
　　本文根據(jù)葦田養(yǎng)殖的自身特點以及污染特征，研制了煤渣—沸石復(fù)合多孔介質(zhì)材料，研究了其吸附能力和熱再生性能，以及生物掛膜特性，并將其作為硬質(zhì)填料與蘆葦濕地結(jié)合起來構(gòu)建聯(lián)合凈化系統(tǒng)，以氨氮、CODCr、TP為評價指標(biāo)研究其對模擬葦田養(yǎng)殖水體的凈化效果，為該技術(shù)在葦田水體中的應(yīng)用進行先期性探索并提供一些可供

3、參考的技術(shù)參數(shù)。研究結(jié)果如下:
　　(1)確定了煤渣—沸石復(fù)合多孔介質(zhì)材料的制備方法，以煤渣、沸石2∶1的質(zhì)量配比為原料，可以有效結(jié)合煤渣和沸石的優(yōu)勢，其對氨氮和CODCr的最大去除效率可分別達到57.2％和51.2％。掃描電鏡圖片清晰地呈現(xiàn)出了該材料表面大量的孔道結(jié)構(gòu)。
　　(2)通過運用動力學(xué)方程、顆粒內(nèi)擴散方程對實驗數(shù)據(jù)進行擬合分析，煤渣—沸石復(fù)合多孔介質(zhì)材料對水樣中氨氮和CODCr的吸附過程對準(zhǔn)二級動力學(xué)方程具有更好

4、的符合度，該吸附過程為化學(xué)吸附，且吸附過程均較為復(fù)雜，受到內(nèi)擴散和邊界擴散的影響;運用Freundlich等溫方程和Langmuir等溫方程對等溫吸附過程進行分析，該過程符合Langmuir等溫方程，氨氮和CODCr在該材料表面主要發(fā)生的是單分子層吸附。由Langmuir等溫方程擬合出的氨氮和CODCr的最大吸附量分別為0.1798mg/g、0.9804mg/g;以標(biāo)準(zhǔn)再吸附實驗法評價煤渣—沸石多孔介質(zhì)材料的再生性能，確定了最佳的再生條

5、件為170℃、4h,對氨氮和CODCr的再生率分別為73.55％、50.42％，且在污染物濃度較低的情況下，依然具有一定的吸附能力。
　　(3)以校園景觀河水為水源、以河水中豐富的微生物菌群為微生物種源，在自然條件下進行生物膜培養(yǎng)。由于到河水中基質(zhì)濃度較低，且在自然條件下進行，生物膜培養(yǎng)的時間較長，為30天，且材料表面的生物膜較薄。微生物鏡檢發(fā)現(xiàn)，生物膜中的優(yōu)勢后生動物有輪蟲、鐘蟲、楯纖蟲、肉足蟲、指鰓尾盤蚓等，生物膜的掃描電鏡圖

6、片顯示菌類主要以桿菌和球菌為主。
　　(4)將經(jīng)生物膜培養(yǎng)的煤渣—沸石復(fù)合多孔介質(zhì)材料與蘆葦濕地結(jié)合起來構(gòu)建的聯(lián)合凈化系統(tǒng)，10L/h時的氨氮、CODCr、TP的平均去除效率最大，分別為50.4％、44.3％、31.9％。當(dāng)污染物進水濃度較大時，該聯(lián)合凈化系統(tǒng)對氨氮、CODC、TP的去除率較大，但是受進水濃度波動的影響出水中污染物的濃度也呈現(xiàn)出較大的變化。在進水流量為10、20、40、80L/h條件下，蘆葦濕地及多孔介質(zhì)填料對進水