镇江沸石净化氨氮污染浅井水的研究

论文摘要

水在人类的生产和生活中扮演着重要的角色。但由于受到人类活动的影响,水污染却日益严重,2005-2007年三年间对镇江市黄墟镇农村禽用浅井水进行水质调查结果表明:该地区井水氨氮和有机物超标率分别为95%和45%左右,且该地区井水中大肠杆菌数超标,养殖后期鸡大肠杆菌病发病率很高,人畜饮用水安全问题已成为当前迫切需要解决的问题。本研究旨在寻找经济、有效、实用的轻度氨氮污染饮用水源处理方法,保障人畜饮用水安全。第一部分:本实验研究了镇江沸石去除微污染水源中低浓度氨氮的效果及影响因素,确定适宜的粒度为0.18-0.9mm,添加量为4g/L,静态条件下对氨氮的去除率达到85%左右;去除效果受水温、pH值的影响,但pH值在4-8时氨氮去除率差异不显著;有机物的存在会降低沸石对氨氮的去除,当AUV254增加到0.06cm-时,氨氮去除率从82.28%下降到72.86%;经Langmuir等温吸附模型拟合得镇江沸石对氨氮的最大吸附值为78.5mg/100g,镇江沸石可以有效地去除水中低浓度氨氮,但具体的应用效果和应用放案需要做一步的动态研究。第二部分:通过动态实验研究动态吸附曲线及线速度和沸石柱高对氨氮去除效果的影响,确定适宜的线速度为4-7m/h;在静态实验的基础上进行了离子交换柱的动态吸附模型实验,并计算出吸附饱和量、沸石柱高、穿透时间等和线速度相关的参数,根据实验结果初步计算得出交换柱尺寸和线速度、穿透时间等的关系,穿透时间和沸石柱高度呈线性关系,且随着流速的增加斜率降低,在适宜的线速度范围内,随着线速度的增大,速率常数K、饱和吸附容量N0、沸石柱吸附带高度H0都有不同幅度的增加,为离子交换法的实际应用提供了基础和可靠的设计参数。第三部分:通过实验室和现场应用研究生物沸石净化微污染水源的效果,实验室原水采用池塘水,塘水氨氮平均浓度为3.43mg/L,亚硝酸盐氮平均浓度为0.74mg/L,CODMn平均浓度为4.26mg/L,溶解氧平均浓度为2.55mg/L。研究结果显示添加菌种和微孔滤膜有利于生物沸石的形成,沸石组（Z组）、滤膜组（FM组）、菌种组（SZ组）和菌种滤膜组（SF组）生物膜形成时间分别为35d、30d、18d和16d;生物沸石净化微污染水源适宜的滤速为6-8m/h,此时对NH3-N的去除率为95.4%,对CODMn的去除率为39.8%;现场实验结果显示生物膜成熟后,出水NH3-N浓度低于0.2mg/L,出水NO2—N浓度低于0.01mg/L;生物沸石对CODMn的去除率稳定在45%左右,比沸石对CODMn的去除率高出20%;沸石对大肠杆菌很好的去除效果,挂膜第4天对大肠杆菌的去除率为93.7%,第11天的去除率为69.3%,第18天由于进水线速度过大（12m/h）使得沸石表面生物膜脱落,反而使得出水大肠杆菌数高于入水,生物沸石净化微污染水源应控制适宜的线速度。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 文献综述
• 1 研究背景
• 2 脱氮技术研究进展
• 3 沸石矿物简介
• 4 沸石在水处理中的应用
• 5 生物沸石
• 6 研究目的与意义
• 参考文献
• 第二部分 实验研究
• 第一章 沸石去除低浓度氨氮特性分析
• 1 材料和方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 参考文献
• 第二章 沸石去除低浓度氨氮动态分析
• 1 材料和方法
• 2 理论基础
• 3 实验结果
• 4 实际应用模型
• 参考文献
• 第三章 生物沸石与微污染水净化
• 1 材料和方法
• 2 实验结果
• 3 讨论
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢
• 攻读硕士期间所发表文章