河道沉積物的磷吸附-解吸特性與磷釋放控制.pdf

1、本論文將以再生水為水源的天津市泰達經(jīng)濟開發(fā)區(qū)人工生態(tài)景觀河道作為研究對象。自河道投入使用伊始，即對河道水質(zhì)和沉積物的多項物理、化學(xué)性質(zhì)進行了長期(9個月)的監(jiān)測，研究了水體水質(zhì)變化趨勢。并選取磷為指標物質(zhì)，著重研究泰達河道沉積物的磷吸附/解吸特性。使用SMT(StandardMeasurementandTest)法對沉積物中磷的賦存形態(tài)進行分析，并考察沉積物中各形態(tài)磷含量隨季節(jié)的變化。在此基礎(chǔ)上，本論文結(jié)合泰達地區(qū)固體廢棄物嘗試研制新型

2、磷鈍化劑，為可能出現(xiàn)的富營養(yǎng)化問題提供一種合理的治理手段。最后，本論文通過對不同沉積物粘土結(jié)構(gòu)的分析，解釋了其對磷吸附/解吸特性的影響。 研究結(jié)果表明：河道的進水具有高營養(yǎng)鹽含量，高鹽度的特點。源水總磷(TP)平均值為2.68mg/L，以磷酸鹽為主，約占總磷量的67％；污水處理廠的RO濃水的排放使得源水的鹽度很高，出水鹽度大于8‰，而且不同時間段鹽度差別很大。在泰達河道水體中，已經(jīng)建立起以沉水植物川蔓藻和浮游生物為主的水生生態(tài)

3、系統(tǒng)。河道生態(tài)系統(tǒng)對磷的去除作用明顯，TP含量隨著河道的延伸急劇下降，各點總磷含量均值由一號點的2.68mg/L下降到4號點的0.76mg/L。水體中的溶氧一直保持在過飽和狀態(tài)。 沉積物中的TP含量大幅上升，TP含量最高達到了0.783mg/g，已接近沉積物的理論最大吸附容量0.945mg/g，而且仍有繼續(xù)上升的趨勢。從磷的形態(tài)分析來看，沉積物中有機磷(OP)含量較少，無機磷(IP)為沉積物中磷的主要形態(tài)，占TP含量的80％左

4、右。IP中又以鈣結(jié)合態(tài)磷(AP)為主，還有少量的鐵鋁結(jié)合態(tài)磷(NAIP)。在2004.6～2004.11間IP的增長是AP與NAIP共同增長的結(jié)果，而在冰封期，IP的增長主要源自AP的貢獻。 pH和鹽度是影響磷吸附/解吸的最主要的兩個影響因子。沉積物對磷的吸附量隨著pH值的升高而下降。與之相對應(yīng)，沉積物中磷的解吸量隨pH的升高而上升。鹽度對磷的吸附也具有抑制作用，在鹽度為10‰時，最不利于磷的吸附。當鹽度低于10‰時，隨著水體

5、鹽度的增加，磷吸附量下降，同時解吸量上升。磷動態(tài)釋放實驗顯示，沉積物中的磷易釋放出來，連續(xù)通水120小時后，出水總?cè)芙鈶B(tài)磷(TDP)濃度仍然保持在0.054mg/L以上。磷連續(xù)解吸實驗顯示，泰達河道沉積物對磷的束縛力很弱，磷極易解吸，而且釋放量大，經(jīng)過12次連續(xù)解吸，總解吸量累計達到0.054mg/g。明礬可以有效抑制磷的釋放，可以將出水的TDP始終保持在0.010mg/L以下，而泰達電廠飛灰與明礬混合施用，可以將明礬的投加量降低一倍，