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”，近年來隨著經(jīng)濟的快速發(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)過了各級污水廠的處理，但仍有很多是不達標排放，更有一些工廠企業(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，嚴重影響了周圍居民的健康，更制約了汾河流域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在比較國內(nèi)外多種污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合汾河當?shù)靥攸c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)來處理汾河

2、污水。
　　國內(nèi)外對該技術(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處理污水，可以達到“以廢治廢”的目的。鋼渣多用于處理重金屬離子廢水以及無機非金屬廢水，處理效果較好，若將之用于有機和氨氮污染嚴重的汾河污水的處理，必須針對性的對其進行改性，以提升其對有機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，使之既能滿足實際應(yīng)用要求，又能具有一定的處理性能。解決了上述問題之后，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，進行了可滲透反應(yīng)墻-潛流濕地耦合技術(shù)的實驗室模擬應(yīng)用研究，評價了系統(tǒng)的處理效能，為實際應(yīng)用提供了參考。
　　具體研究內(nèi)容為:
　　(1)鋼渣改性研究。分別針對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其進行改性處理，設(shè)計5因素4水平正交實驗，分析其影響因素的重要性，優(yōu)選出最佳改性方法，并進行吸附COD以及氨氮的單一影響因素實驗研究，得出最佳實驗條件，計算飽和吸附容量。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，去除效率由原來的27％提高到46％，其對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、吸附時間。高溫活化改性效果最好，吸附效率由12％提高到30％，其對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)護切割、高壓蒸汽二次養(yǎng)護制備成輕質(zhì)多孔的水處理材料。在驗證方法可行性的基礎(chǔ)上，對其成型過程中的影響因素進行研究，通過考察成型試件一系列的性能指標，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，制得的多孔試件各項指標均達到較優(yōu)水平，干體積密度約為540-590kg/m3，抗壓強度為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?shù)匚叫圆荼局参锛t蓼，以實驗室自配COD、氨氮模擬廢水為處理對象，進行可滲透反應(yīng)墻-潛流濕地耦合技術(shù)的實驗室模擬應(yīng)用研究，監(jiān)測系統(tǒng)進出水污染物濃度，觀察記錄紅蓼生長狀況，綜合評價系統(tǒng)的處理效能。結(jié)果表明:系統(tǒng)對COD去除速率較緩慢，運行第8天時效率達到最大，為61％，隨后的8～10天基本穩(wěn)定在50％～60％，而后略有所下降;