泥沙含量对黄河兰州段氨氮降解过程和水质监测结果影响的试验研究

泥沙含量对黄河兰州段氨氮降解过程和水质监测结果影响的试验研究

论文摘要

河流悬浮质泥沙粒径小,具有较大的比表面积,并且其表面还含有丰富的黏土矿物和有机、无机胶体。当与水体中的污染物接触时,二者会在界面处发生复杂的界面效应,使得整个体系的物理、化学特性与不含沙水体有较大的区别。一方面,泥沙表面的活性物质可以吸附水体中的污染物使之达到降解,另一方面,泥沙作为污染物的载体也能对水环境造成污染。本文在总结已有研究成果的基础上,以黄河兰州段泥沙为研究对象,通过室内试验,对原水中不同泥沙特征情况下、不同环境因素下氨氮的降解过程进行了深入探讨,并进一步研究了河流泥沙含量对水体常规污染物监测指标的影响,试验内容及研究结果如下:(1)在不同含沙量和不同粒径的泥沙条件下,研究水样中氨氮的降解过程。结果表明:在试验控制的泥沙含量范围内,含沙量越高,水样中的氨氮降解速率越快;在含沙量一定的情况下,泥沙粒径越小,水样中的氨氮降解速率越快;去除表面活性物质后的泥沙颗粒对水样中的氨氮降解有一定的促进作用。(2)对不同含沙量条件下氨氮浓度降解变化动力学曲线的拟合表明,在含沙量低于0.5g/L的情况下,氨氮降解符合零级反应;随着含沙量的升高,氨氮浓度的对数与时间呈现明显的线性关系,符合一级反应动力学。(3)通过改变温度、pH值、搅拌条件、初始氨氮浓度等试验条件,对水体中影响氨氮污染物降解的因素进行了研究。结果表明,在试验控制的条件下,当温度为28°C,pH=7,充分搅拌和低初始氨氮浓度条件下,水体中氨氮降解速率最佳。并通过正交实验确定了影响氨氮降解最主要的因素为pH值。(4)不同泥沙含量对CODMn、氨氮、BOD5测定值的影响试验表明,加酸保存条件下,含沙条件下测定的CODMn值比清水条件下的测定值高,CODMn测定值随着含沙量的增加有较为明显的上升趋势;不加酸的条件下,清水样中CODMn测定值随含沙量的增加有轻微上升趋势;随着含沙量的增加,水样中氨氮浓度的测定值有一定的增加趋势,并且加酸条件下的测定值略大于不加酸条件下的测定值;水样中的BOD5测定值也随着泥沙含量的增加而上升。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 黄河兰州段水质现状
  • 1.2 黄河水沙特征
  • 1.3 黄河泥沙理化特性
  • 1.3.1 化学成分
  • 1.3.2 粒级分配
  • 1.3.3 有机质含量与pH 值
  • 1.3.4 泥沙界面效应
  • 1.3.5 电化学特性
  • 1.4 研究背景
  • 1.5 国内外研究现状
  • 1.5.1 泥沙分布及特性研究
  • 1.5.2 泥沙对污染物降解及水质监测影响
  • 1.5.3 泥沙水质模型
  • 1.6 研究意义
  • 1.7 研究目的及主要内容
  • 第2章 试验材料、仪器和方法
  • 2.1 试验材料
  • 2.1.1 试验用沙及采集地点
  • 2.1.2 试验用沙预处理
  • 2.1.3 试验用沙含量与粒径
  • 2.1.4 泥沙表面物质的去除
  • 2.1.5 试验用水
  • 2.1.6 氯化铵标准贮备液
  • 2.1.7 氯化铵标准使用液
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 氨氮测定方法
  • Mn 测定方法'>2.2.2 CODMn测定方法
  • 5 测定方法'>2.2.3 BOD5测定方法
  • 2.3 试验仪器
  • 第3章 泥沙特征影响氨氮降解试验研究及动力学分析
  • 3.1 氨氮降解试验
  • 3.1.1 含沙量对氨氮降解影响
  • 3.1.2 泥沙粒径对氨氮降解影响
  • 3.1.3 清洗沙和原泥沙对水体氨氮降解影响
  • 3.2 试验结果及分析
  • 3.2.1 含沙量对氨氮降解影响
  • 3.2.2 泥沙粒径对氨氮降解影响
  • 3.2.3 清洗沙和原泥沙对水体中氨氮的影响
  • 3.3 氨氮降解动力学分析
  • 3.3.1 氨氮降解反应动力学模型
  • 3.3.2 零级反应动力学模型
  • 3.3.3 一级反应动力学模型
  • 3.4 氨氮降解动力学曲线拟合
  • 3.4.1 零级动力学曲线拟合
  • 3.4.2 一级动力学曲线拟合
  • 3.5 小结
  • 第4章 含沙水环境中影响氨氮降解的因素
  • 4.1 氨氮降解影响因素
  • 4.1.1 温度
  • 4.1.2 pH 值
  • 4.1.3 氨氮初始浓度
  • 4.1.4 泥沙搅拌状态
  • 4.2 结果分析
  • 4.2.1 温度
  • 4.2.2 pH 值
  • 4.2.3 氨氮初始浓度
  • 4.2.4 泥沙搅拌状态
  • 4.3 正交实验
  • 4.4 小结
  • 第5章 泥沙含量对水质监测结果影响
  • 5.1 水质监测指标影响试验
  • Mn'>5.1.1 CODMn
  • 5.1.2 氨氮
  • 5'>5.1.3 BOD5
  • 5.2 结果分析
  • Mn'>5.2.1 CODMn
  • 5.2.2 氨氮
  • 5'>5.2.3 BOD5
  • 5.3 小结
  • 第6章 结论与建议
  • 6.1 结论
  • 6.1.1 泥沙特征对氨氮降解影响
  • 6.1.2 氨氮降解动力学
  • 6.1.3 氨氮降解影响因素
  • 6.1.4 泥沙对水质监测结果影响
  • 6.2 建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
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