混合“PRB-潛流濕地”介質(zhì)處理被污染汾河水研究.pdf

1、汾河是山西的“母親河”，近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)力的大幅提升，工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生了大量的廢水，雖然經(jīng)過(guò)了各級(jí)污水廠(chǎng)的處理，但仍有很多是不達(dá)標(biāo)排放，更有一些工廠(chǎng)企業(yè)不經(jīng)處理將廢水私自排入汾河，使汾河水體遭受到不同程度的污染，尤其是水體中的化學(xué)需氧量和氨氮，嚴(yán)重影響了周?chē)用竦慕】?，更制約了汾河流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在比較國(guó)內(nèi)外多種污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合汾河當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)以及處理需求，優(yōu)選出可滲透反應(yīng)墻與潛流濕地耦合的新技術(shù)來(lái)處理汾河

2、污水。
　　國(guó)內(nèi)外對(duì)該技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)—活性反應(yīng)材料的選取研究較多，選取具有較好吸附性能、適合用作水處理材料的固體廢物鋼渣、粉煤灰代替?zhèn)鹘y(tǒng)的反應(yīng)材料作為混合填充材料來(lái)處理污水，可以達(dá)到“以廢治廢”的目的。鋼渣多用于處理重金屬離子廢水以及無(wú)機(jī)非金屬?gòu)U水，處理效果較好，若將之用于有機(jī)和氨氮污染嚴(yán)重的汾河污水的處理，必須針對(duì)性的對(duì)其進(jìn)行改性，以提升其對(duì)有機(jī)物以及氨氮的吸附能力;粉煤灰由于粒度的限制，不能產(chǎn)生耐受性，易被水流沖走，不適宜直接

3、用作水處理材料，所以要研究一種粉煤灰成型方法，使之既能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用要求，又能具有一定的處理性能。解決了上述問(wèn)題之后，本文選用改性后的太鋼碳鋼渣以及太原市第一熱電廠(chǎng)粉煤灰成型后的多孔砌塊作為混合填充材料，選擇紅蓼作為系統(tǒng)濕地植物，進(jìn)行了可滲透反應(yīng)墻-潛流濕地耦合技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室模擬應(yīng)用研究，評(píng)價(jià)了系統(tǒng)的處理效能，為實(shí)際應(yīng)用提供了參考。
　　具體研究?jī)?nèi)容為:
　　(1)鋼渣改性研究。分別針對(duì)COD以及氨氮污染，采用CTMBA表面改性

4、、酸改性、堿改性以及高溫活化改性四種方法對(duì)其進(jìn)行改性處理，設(shè)計(jì)5因素4水平正交實(shí)驗(yàn)，分析其影響因素的重要性，優(yōu)選出最佳改性方法，并進(jìn)行吸附COD以及氨氮的單一影響因素實(shí)驗(yàn)研究，得出最佳實(shí)驗(yàn)條件，計(jì)算飽和吸附容量。結(jié)果表明:改性鋼渣吸附COD影響因素作用由大到小依次是COD初始質(zhì)量濃度、水pH值、吸附時(shí)間、鋼渣粒度、改性方法。CTMBA表面改性效果最佳，去除效率由原來(lái)的27％提高到46％，其對(duì)COD的去除率隨著初始質(zhì)量濃度的升高而降低，吸

5、附最佳pH為7，吸附速率較緩慢，最佳粒徑范圍為10～15mm，符合Langmuir方程，相關(guān)系數(shù)為0.9779，理論飽和吸附量為2.5664mg/g;改性鋼渣吸附氨氮影響因素作用由大到小依次是氨氮初始質(zhì)量濃度、鋼渣粒度、改性方法、水pH值、吸附時(shí)間。高溫活化改性效果最好，吸附效率由12％提高到30％，其對(duì)氨氮的去除率隨著氨氮初始質(zhì)量濃度的升高而降低，隨著鋼渣粒徑的減小而升高，隨著廢水pH值的升高而升高，吸附速率較快，符合Langmuir

6、方程，相關(guān)系數(shù)為0.9993，理論飽和吸附量為2.8491mg/g。
　　(2)粉煤灰制多孔水處理材料研究。使用粉煤灰作為硅質(zhì)材料，生石灰、水泥、石膏作為主要鈣質(zhì)材料，加入鋁粉作加氣劑，經(jīng)過(guò)干粉加水混料攪拌、模具澆注成型、靜停發(fā)氣膨脹、預(yù)養(yǎng)養(yǎng)護(hù)切割、高壓蒸汽二次養(yǎng)護(hù)制備成輕質(zhì)多孔的水處理材料。在驗(yàn)證方法可行性的基礎(chǔ)上，對(duì)其成型過(guò)程中的影響因素進(jìn)行研究，通過(guò)考察成型試件一系列的性能指標(biāo)，得出最佳成型條件。結(jié)果表明:粉煤灰、石灰、石膏

7、、水泥、鋁粉、水、十二烷基苯磺酸鈉質(zhì)量比為34.5∶10.5∶2∶4∶0.056∶35∶0.15，粒度為0.075mm，攪拌速度為400r/min時(shí)，制得的多孔試件各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到較優(yōu)水平，干體積密度約為540-590kg/m3，抗壓強(qiáng)度為0.7-0.9Mpa，吸水率為70-80％，COD去除率為22％左右，氨氮去除率為38％左右，凍融后質(zhì)量損失為2.5％左右，凍后抗壓強(qiáng)度為0.5Mpa。
　　(3)可滲透反應(yīng)墻-潛流濕地耦合技術(shù)模

8、擬應(yīng)用研究。采用CTMBA表面改性鋼渣、高溫活化改性鋼渣以及成型輕質(zhì)多孔粉煤灰砌塊作為該技術(shù)的混合反應(yīng)填料，配以當(dāng)?shù)匚叫圆荼局参锛t蓼，以實(shí)驗(yàn)室自配COD、氨氮模擬廢水為處理對(duì)象，進(jìn)行可滲透反應(yīng)墻-潛流濕地耦合技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室模擬應(yīng)用研究，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)出水污染物濃度，觀察記錄紅蓼生長(zhǎng)狀況，綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)的處理效能。結(jié)果表明:系統(tǒng)對(duì)COD去除速率較緩慢，運(yùn)行第8天時(shí)效率達(dá)到最大，為61％，隨后的8～10天基本穩(wěn)定在50％～60％，而后略有所下降;