改性沸石覆盖层持续修复受污染沉积物的试验研究-建筑与土木工程专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士论文 西安建筑科技大学硕士论文 万方数据 万方数据 改性沸石覆盖层持续修复受污染沉积物的试验研究 Experimental study on modified zeolite capping layer for remediation of contaminated sediments 课题资助： 1、国家自然科学基金：分散型石油重度污染土壤原位 Fenton 改性氧化 技术及机制研究（No 2、国家自然科学基金：吸附态陈旧性石油重度污染土壤的固相铁 Fenton 氧化修复技术及机制基础研究（No Subject of funding： The National Natural Science Foundation of China: Solid iron Fenton preparation and oxidation of sorbed heavy oil in aged contaminated soil (No. The National Natural Science Foundation of China: In-situ Fenton modification and oxidation for dispersive heavy oil-contaminated soil (No. 西安建筑科技大学硕士论文 西安建筑科技大学硕士论文 西安建筑科技大学硕士论文 西安建筑科技大学硕士论文 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 改性沸石覆盖层持续修复受污染沉积物的试验研究 专 业：建筑与土木工程 硕 士 生：张森森 指导老师：徐金兰 教授 摘 要 现如今富营养化水体内源污染的防治受到了国内外的关注，而采用沸石覆盖 为一项较为行之有效的措施，但其使用寿命又受到了一定限制。因此本课题基于 此研究沸石改性的最佳方法即综合沸石的氨氮去除效率与原位生物再生率的提 高，探索不同吸附量的铵吸附沸石的生物再生效果和沸石挂膜方式的改变对沸石 原位生物再生效果的影响，最后采用将其与原位覆盖沉积物配合使用的方法，来 达到消减河流沉积物氮污染负荷的作用。 1、对沸石进行焙烧、盐酸和盐改性的试验可知：采用 NaCl 改性（每克天然 沸石投入到 10mL、1mol/L 的 NaCl 溶液，振荡 24h）得到的改性沸石是提高沸石 原位生物再生效果的有效改性方法，其中氨氮吸附量较天然沸石提高了 1.34 倍， 原位生物再生速率提高了 1.19 倍。 2、模拟沉积物氨氮持续释放 16d、67d 和 83d 后的沸石氨氮含量分别约为 1mg/g、4mg/g 和 5mg/g，在投加不同细菌浓度的菌悬液的条件下运行 30d，结果表 明：（1）沸石的氨氮吸附量越小、菌悬液的细菌浓度越高其所需的再生时间越短， 投加菌悬液浓度为 80mL/g 时，天然沸石的生物再生时间分别为 42d、90d 和 103d， 改性沸石为 36d、78d 和 84d，说明铵吸附沸石在修复沉积物期间有一定程度的原 位再生能力。（2）铵吸附沸石的原位生物再生速率前 7d 较快，其中天然沸石为 40.9mg/(kg·d) 、 108.3mg/(kg·d) 和 97mg/(kg·d) ， 改 性 沸 石 为 42.5mg/(kg·d) 、 123.2mg/(kg·d)和 138.3mg/(kg·d)，之后随着时间的推移有逐渐降低的趋势，在第 15~30d 期间内天然沸石变为 30.1mg/(kg·d)、31.9mg/(kg·d)和 46.6mg/(kg·d)，改性 沸石为 50.1mg/(kg·d)、37.1mg/(kg·d)和 54.4mg/(kg·d)。 3、挂膜沸石原位生物再生试验，沸石在 7d 试验期间内吸附了一定量的氨氮： （1）在低吸附量条件下，挂膜沸石的原位生物再生速率随吸附量的增加而增加， 其中天然分开挂膜沸石在吸附量 2.18mg/g 时达到最大为 47.8mg/(kg·d)；而改性混 合挂膜沸石在吸附量为 2.39mg/g 达到最大为 85.4mg/(kg·d)，之后随着氨氮吸附量 的增加，沸石的生物再生效果就会受到抑制。（2）当模拟沉积物氨氮持续释放 67d 后即沸石的氨氮吸附量小于 4mg/g 时，天然沸石的分开挂膜效果较好，其原位生 物再生速率为 30~50mg/(kg·d)；而改性沸石为混合挂膜效果较好，其原位生物再生 速率为 65~85mg/(kg·d)，挂膜沸石的原位生物再生速率与沉积物的氨氮平均释放速 率（氨氮平均释放速率为 60~70mg/(m2·d)，沸石覆盖沉积物密度为 1kg/m2）相当， 说明挂膜沸石能够持续修复受污染沉积物。