城市雨水凈化蓄集材料的開發(fā)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟發(fā)展,城市建設(shè)規(guī)模越來越大,對淡水需求不斷增加。在此過程中,城市的工業(yè)化、現(xiàn)代化建設(shè)所帶來的污染物對雨水、地下水等城市淡水資源造成了愈來愈大的負面影響。另外,城市到處都是硬化的路面,地表蒸騰作用十分顯著。因此,開發(fā)具有凈化能力并且可以含蓄淡水資源來保證綠化植物正常生長的材料是非常必要的。同時,部分雨水通過凈化去除各種污染物質(zhì),達到了飲用水的標準,可以緩解淡水資源緊缺和城市發(fā)展之間的矛盾。
　　 論文以研究材料功能為目標,

2、包括雨水收集材料、蓄集材料和凈化材料。其中凈化材料要求具有快速滲透能力還能同時實現(xiàn)對雨水的凈化作用,包括對COD、BOD、SS、總磷、總氮和重金屬等污染物的去除作用；蓄集材料要求具有很強的吸水保水能力,同時兼有凈化作用。兩種材料有可以通過骨架材料作為支撐整合為一體,制成可鋪設(shè)的磚體或可移動的卷材。
　　 酚醛泡沫塑料由于良好的機械性能和高滲水性,對植物具有保鮮作用等優(yōu)點非常適合作為凈化材料之一,試驗通過對發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑、潤濕劑、

3、催化劑、發(fā)泡溫度等反應條件的選擇與優(yōu)化,提高酚醛泡沫的發(fā)泡性能與力學性能。并且通過預聚體的加入提高酚醛泡沫的韌性,使其達到了使用要求,通過表觀密度測定和顯微鏡等檢測手段對實驗結(jié)果和材料的特征進行了表征。通過外加環(huán)境礦物材料的方法使得酚醛泡沫材料具有了對雨水的濁度、COD、BOD和氨氮等污染物的凈化能力。同時對植物在酚醛泡沫表面的扎根能力進行實驗。環(huán)境礦物材料對雨水的作用主要表現(xiàn)為:吸附作用、溶解與沉淀、表面氧化還原。
　　 吸水

4、性聚合物作為生態(tài)型蓄集材料具有吸水、保水、促進植物生長、緩解城市熱島效應等功能。為了使蓄集材料同時兼有凈化功能,將多種礦物材料添加到吸水性聚合物的反應體系中,并對其吸液倍率、吸液速率、保水能力、復吸能力等進行研究,優(yōu)化了產(chǎn)品的配方及性能。蓄集材料合成:先用NaOH中和丙烯酸,再加入丙烯酰胺配制成水溶液,外加一定量的環(huán)境礦物材料,攪拌分散,加入引發(fā)劑過硫酸鉀和交聯(lián)劑亞甲基雙丙烯酰胺,恒溫(670C)攪拌,反應時間4h,待聚合反應交聯(lián)結(jié)束,

5、將聚合物切片制粒,700C恒溫烘干得到固體顆粒產(chǎn)品。試驗考查了不同種類、不同用量的環(huán)境礦物材料對蓄集材料應用性能的影響；合成的不同蓄集材料對植物生長情況的影響。并對所合成的蓄集材料進行性能測定和紅外光譜表征。
　　 骨架材料是由可發(fā)泡性酚醛樹脂在表面活性劑、發(fā)泡劑、固化劑等作用下,通過化學發(fā)泡或物理發(fā)泡得到的一種開孔型酚醛泡沫塑料,它具有快速滲透、環(huán)保無毒、價格低廉、合成工藝簡單、有利于植物生長等特點。通過外加環(huán)境礦物材料,同樣

6、可以起到凈化雨水的作用。以前生產(chǎn)的開孔型酚醛泡沫塑料大多數(shù)是以氟利昂作為發(fā)泡劑,由于氟利昂對人體和環(huán)境危害大,試驗研究了用石油醚替代氟利昂,AES、吐溫-80作表面活性劑合成吸水性酚醛泡沫塑料,同時為了增大凈化材料的抗壓強度和沖擊強度等力學指標,試驗對酚醛泡沫材料進行了增韌改性研究。
　　 研究結(jié)果表明:凈化材料對濁度和BOD5凈化效果可分別達到63％和80.5％,通過植物栽培實驗,顯示植物完全可以在凈化材料表面扎根,并且生長情