沸石改性及其覆盖修复底泥实验研究

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覆盖沸石不仅可以抑制底泥释放,还能消减底泥中的部分氮负荷,是控制河流(湖)内源污染的有效途径。对沸石进行改性,探明形成吸附氨氮能力强、原位再生率高的沸石是至关重要的。本文以Na+改性沸石为主,研究沸石改性后的吸氨氮吸附、原位再生及其覆盖修复底泥的特性。主要研究结果如下:1.对焙烧高温改性、紫外光照射改性、微波辐射改性、无机盐阳离子改性四种方法中进行试验,结果表明阳离子改性改性后沸石吸附氨氮能力提高为3.08mg/g,是改性前的1.35倍。2.采用Na+对天然沸石进行改性优化研究,结果表明最优改性条件为:Na+浓度1.0mol/L、温度为28℃、15g天然沸石投量(以200mL的Na+溶液计),采用上述方法进行改性后,沸石的总孔容、比表面积比均较改性前增大,比表面积增大1.71倍。沸石改性后,其对氨氮的吸附量增加到3.08mg/g,是改性前的1.35倍。3.底泥修复试验结果表明,覆盖挂膜改性沸石后,上覆水体的总氮消减率高达84.5%。在相同覆盖密度下,覆盖未改性沸石和改性沸石的总氮消减率分别为62.8%和71.4%。4.挂膜改性沸石三种不同覆盖密度1.05kg/m~2、2.09kg/m~2、3.14kg/m~2条件下,总氮的消减率分别是64.98%、85.22%、88.87%。表明覆盖密度越大,对上覆水体的总氮消减效果越好。5.当DO为3.0mg/L时底泥氨氮的释放速率是DO为5.5mg/L时底泥氨氮的释放速率的1.49倍;是DO为8.5mg/L时底泥氨氮的释放速率的1.81倍。表明底泥氨氮的释放量随着溶氧的升高而降低。当控制DO为8.5mg/L的条件下,挂膜Na~+改性沸石对总氮的消减率可达91.65%。6.在原位再生过程中,挂膜Na~+活化改性沸石再生率可达85.74%,远高于改性沸石的再生率(69.12%)和天然沸石的再生率(54.29%)。
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