活性沸石原位再生及其消減沉積物氮負荷的試驗研究.pdf

1、覆蓋活性沸石不僅可以抑制沉積物向上覆水體釋放氨氮,還能消減沉積物中的部分氮負荷,是控制內(nèi)源污染的有效途徑。然而沸石的再生限制了該技術(shù)推廣應(yīng)用,如何實現(xiàn)原位再生是關(guān)鍵問題。本研究以四種沸石為例,考察接種活性菌原位再生沸石的特性、機理、影響使用壽命的因素等,在此基礎(chǔ)上，對揚州古運河污染沉積物進行覆蓋試驗,得出影響活性菌原位再生沸石的主要因素,為揚州古運河示范工程提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)接種活性菌HF3、HF7和WG

2、X10、WGX18后,銨吸附沸石的再生率最高可達81％,高于土著細菌對銨吸附沸石的再生率(62%),表明接種的活性菌HF3、HF7和WGX10、WGX18是沸石原位再生的適宜菌源。
　　(2)沸石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和沸石本身成分組成是影響沸石原位再生特性的兩大因素,電鏡掃描結(jié)果表明:沸石F1和F2表面有大量細菌,然而活性菌在沸石F3和F4表面很難附著,驗證沸石表面附著的生物對沸石原位再生是至關(guān)重要的。XRD的物相分析結(jié)果表明:沸石本身含有

3、的可與NH4+交換的陽離子總量是影響沸石原位再生的主要因素,沸石 F1的Ca2+、K+、Al3+、Na+總量最大,有利于活性菌的再生,在活化142d后再生率為82.68%;其次是沸石F2的Ca2+、K+、Al3+、Na+陽離子的總量,在活化142d后再生率為34.65%;F3沸石含有的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+等陽離子,F4沸石含有的Ca2+等陽離子,總量少,不利于沸石的原位再生,活化142d后,不能再生。
　　(3)

4、為了考察活性菌原位再生沸石的能力,對四種沸石進行了5輪覆蓋試驗,對數(shù)據(jù)進行分析,結(jié)果表明原位再生使沸石F1壽命延長為5.87年,效果最明顯,其次是沸石 F2的壽命延長至2.63年,但不能改變沸石F3和F4的使用壽命(0.11、0.02年),沸石F3和F4覆蓋數(shù)月、甚至幾天后就失效了。
　　(4)氮負荷會影響沸石的原位再生過程,對沸石 F1而言,在氨氮濃度為14.55mg/L時,沸石使用壽命為5.87年,濃度升高后,沸石F1的使用壽

5、命縮短至3.33年。增大沸石覆蓋密度,可以提高再生速率,當覆蓋密度分別為0.21kg/m2、0.63 kg/m2、1.05 kg/m2、1.46 kg/m2、1.89 kg/m2時,相應(yīng)的沸石使用壽命分別是0.7年、2.14年、2.71年、3.90年、4.67年,隨著沸石覆蓋密度的增加,沸石再生速率提高。
　　(5)不同沉積物的釋放速率條件下(0.14 mg/(m2.d)、1.61 mg/(m2.d)、4.71 mg/(m2.d)

6、、8.51 mg/(m2.d)),覆蓋活性沸石后(覆蓋密度為1.46 kg/m2),總氮的消減率分別為85.5%、87.82%、89.82%、80.01%,當釋放速率大于4.71 mg/(m2.d)時,總氮消減率明顯降低。
　　(6)當覆蓋活性沸石的密度不同時,總氮消減率差異較大,結(jié)果表明活性沸石覆蓋密度為0.21kg/m2、0.63 kg/m2、1.05 kg/m2、1.46 kg/m2、1.88 kg/m2、2.30 kg/m