浦东新区河道调研及沸石在河道治理中应用研究

论文摘要

通过对浦东新区部分城镇河道的调研发现，新区在经济快速发展的同时，河道水质严重恶化，突出表现在氨氮浓度超标。为达到国家环保模范城市考核指标中“城市水功能区水质达标率>90％，且市内无劣V类水体”的要求，降低水体中氨氮浓度是浦东新区河道整治的关键。借助自然条件下河水水位变化或河道受风浪影响、河岸在水中浸没程度的变化，利用自制的、以颗粒沸石为主体的沸石复合填料进行了实验室研究。实验原理是：复合填料置于河道两岸后，利用沸石的吸附性能及离子交换性能，吸附水体中氨氮；一段时间后，沸石本身富集了高浓度铵离子，同时随着水位的波动，复合填料不断处于浸没于河水．暴露于空气的交替状态，沸石表面将生长生物膜，吸附的铵离子被氧化分解，从而实现沸石的生物再生，达到不断降解水体中氨氮的目的。通过模拟新区实施调水引起的水位变化实验表明，由于浸没．落干频率太低，实验室条件下，不能达到降低出水氨氮的目标。改进实验条件，对系统曝气或提高浸没-落干频率均能够改善出水水质，出水氨氮能够达到地表水Ⅰ类水质标准。由于曝气对现实沸石复合填料应用于河道治理有一定局限性，因此，选择沸石在水体中高频率浸没．落干状态的改变，达到强化去除水体中氨氮的目标。沸石复合填料适合应用于河道水位变化频率较高或受风浪影响的河流，包括黄浦江、苏州河等，浦东新区骨干河道、中小河道在适当条件下可应用。参数优化实验表明，适宜运行参数为在底部进水条件下控制浸没．落干次数为180次／天，浸没-落干比例为1／2。模拟河宽方向实验表明，沸石复合填料在河道中由一侧放置改为两侧放置后，各项污染物指标均有所变化，水质变好。沸石复合填料系统和空白系统对比实验研究结果表明，静态条件下，沸石填料的存在可使水体中氨氮浓度下降速率较快；优化参数条件下，沸石的存在可强化水体中污染物质的去除；高浓度进水条件下，沸石的存在更能够抵抗冲击负荷；当长期高浓度氨氮进水转为低浓度进水时，对系统内的沸石具有再生作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 概论
• 1.1 浦东新区河流污染与治理现状
• 1.1.1 浦东新区河流污染现状
• 1.1.2 浦东新区河流污染的主要原因
• 1.1.3 浦东新区河流治理现状
• 1.2 河流治理技术
• 1.2.1 国外河流治理技术特点
• 1.2.2 国内河流治理技术措施
• 1.3 沸石在微污染水和河道治理中的应用
• 1.3.1 沸石的基本结构特征
• 1.3.2 沸石在微污染水和河道治理中的应用
• 第2章 研究背景、目的、内容和方法
• 2.1 研究背景
• 2.2 研究目的和内容
• 2.2.1 研究目的
• 2.2.2 研究内容
• 2.3 技术路线
• 2.4 实验分析项目及方法
• 第3章 浦东新区河道调研
• 3.1 浦东新区河道水面率
• 3.2 浦东新区河道调研情况
• 3.2.1 调研范围
• 3.2.2 调研河道水质
• 3.2.3 已整治河道水质
• 3.2.4 浦东新区机场镇河道水质
• 第4章 沸石用于河道原位治理可行性研究
• 4.1 自制沸石复合填料
• 4.2 实验思路
• 4.3 实验用水
• 4.4 沸石对氨氮吸附平衡时间的确定
• 4.4.1 配水
• 4.4.2 校内河水
• 4.4.3 水力停留时间的确定
• 4.5 沸石复合填料的适用条件
• 4.5.1 模拟河道水位变化实验
• 4.5.2 改进实验
• 4.5.3 沸石复合填料的适用河流
• 4.6 本章小结
• 第5章 沸石在河道治理中应用研究
• 5.1 适宜运行参数
• 5.1.1 浸没-落干次数（N）
• 5.1.2 浸没-落干比例（R）
• 5.1.3 内循环不同位置进水
• 5.2 沸石放在岸边后沿河宽方向的传质变化
• 5.2.1 实验的必要性
• 5.2.2 实验流程
• 5.2.3 沸石复合填料
• 5.2.4 运行工况
• 5.2.5 实验结果
• 5.2.6 结论
• 5.3 本章小结
• 第6章 沸石复合填料系统与空白对比实验研究
• 6.1 静态实验
• 6.2 浸没-落干次数对比实验
• 6.3 冲击负荷实验
• 6.3.1 出水水质情况
• 6.3.2 沸石本身吸附氨氮量
• 6.3.3 低浓度进水条件出水水质比较
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论、存在问题和建议
• 7.1 结论
• 7.2 存在问题和建议
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果