沸石覆蓋技術(shù)持續(xù)消減水體沉積物氮負荷的試驗研究.pdf

1、沉積物向上覆水體釋放氨氮是導致水體富營養(yǎng)化的主要原因,消減水體沉積物的氮負荷是控制水體富營養(yǎng)化的有效途徑。本研究以揚州古運河和西安人工湖富營養(yǎng)化水體沉積物為研究對象,考察沸石覆蓋技術(shù)持續(xù)消減沉積物總氮的效果和控制措施。分別研究了沉積物的釋放特性、沸石吸附氨氮的特性、4種沸石覆蓋持續(xù)消減沉積物總氮的試驗研究、不同沸石投量條件下持續(xù)消減沉積物總氮的試驗研究,得出長期持續(xù)消減沉積物氮負荷的沸石覆蓋技術(shù)的控制方法,為揚州古運河示范工程提供理論依

2、據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴兩種沉積物釋放試驗的結(jié)果表明:富營養(yǎng)化水體沉積物釋放的氨氮占總氮釋放量的51％～100%,氨氮是控制水體富營養(yǎng)化主要的消減對象。研究發(fā)現(xiàn)沉積物總氮釋放量及平均釋放速率與沉積物的來源和溫度有關(guān),西安某人工湖沉積物總氮釋放量小,總氮平均釋放速率較小,在0.09mg/(L.d)～3.60mg/(L.d)的范圍內(nèi)波動;揚州古運河沉積物總氮釋放量較大,總氮平均釋放速率為3.09mg/(L.d)～7.33mg/

3、(L.d),是西安人工湖沉積物釋放量的兩倍。⑵沉積物釋放氣體試驗的結(jié)果表明:溫度、泥水比和沉積物來源對氣體釋放速率影響較大,西安人工湖沉積物平均氣體釋放速率為0.91mL/(g.h)～2.38mL/(g.h),受溫度的影響較大;揚州古運河沉積物氣體的釋放速率較小,不受溫度影響,平均氣體釋放速率為0.31mL/(g.h)～0.71mL/(g.h)。⑶4種沸石(海宇沸石F1、奧林沸石F2、天然沸石F3和鈣沸石F4)吸附動力學試驗結(jié)果表明:在

4、初始氨氮濃度為80mg/L的條件下,4種沸石的24小時吸附容量分別為:2.78mg/g、2.38mg/g、0.82mg/g、0.32mg/g,其吸附速率大小順序為:F1>F2>F3>F4。持續(xù)消減沉積物總氮的沸石覆蓋試驗結(jié)果表明:4種沸石覆蓋消減沉積物TN負荷的效果不同,其消減總氮負荷的能力大小順序為F1>F2>F3>F4。覆蓋海宇沸石F1和奧林沸石F2后,可以長期有效的消減沉積物氮的釋放;而覆蓋鈣沸石F4連續(xù)重復利用兩次,對總氮的去除

5、效果明顯下降,第三次試驗時已經(jīng)失效了。沸石F1的消減效果優(yōu)于沸石F2,初始氨氮濃度為3.47mg/L、14.39mg/L、25.88mg/L時,TN去除量隨濃度的增大而增加;其次,快速消減期隨著初始氨氮濃度的增加而延長;三種濃度條件下,初始TN濃度越低消減速度越快。⑷不同沸石投加量條件下持續(xù)消減沉積物總氮的試驗結(jié)果表明:覆蓋沸石F1可以長期有效消減沉積物氮污染負荷,適宜覆蓋密度為1.04kg/m2,沸石兩次重復利用去除TN能力基本不變,