硅藻土-铁氧化物功能材料吸附地表径流中磷的研究

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磷是造成水体富营养化的关键因素之一,且不同与氮和有机物,磷无法通过微生物作用从水环境释放到大气中和降解,因此,一旦进入水环境难以清除。近年来的研究表明,城市地表径流污染对城市内河、湖泊水环境的磷污染越来越严重。地表径流中的磷可以通过雨水渗滤池去除,因此开发出在低磷平衡浓度下具有高吸附容量的固定床化除磷材料,是一个可行的方法。本论文通过制备硅藻土—铁氧化物功能材料,用于地表径流中磷的去除,并对其的除磷机理、吸附容量、使用工艺进行研究,取得主要研究成果如下:  1、宁波市各下垫面径流常规指标污染程度较高,部分下垫面初期径流污染指标浓度甚至超过了城镇生活污水三级标准;除宁镇公路、农贸商业区道路监测点Cd含量超过地表水环境质量V类标准外,各下垫面重金属污染物浓度较低;以磷污染程度来看,宁波地区草地径流最高,商业区道路径流次之。  2、铁盐中三氯化铁改性硅藻土效果最好;制备的硅藻土涂覆三氯化铁、硅藻土负载纳米铁的最佳使用pH为5-7,比表面积分别为92m2/g、87m2/g,分别是硅藻土的1.74倍、1.64倍,同时溶液中阳离子对于材料吸附除磷具有促进作用、析铁具有抑制作用,阴离子反之。  3、由吸附平衡模型拟合得出,当自配液总磷平衡浓度为1.0mg/L时,硅藻土涂覆三氯化铁、硅藻土负载纳米铁的吸附容量分别为19.0mg/g、26.4mg/g,分别是硅藻土吸附容量的231倍、322倍。  4、当HRT≥1h时,两种硅藻土-铁氧化物功能材料对路面径流、草地径流的除磷率均可达99.8%以上;以宁波市地表径流为处理对象估计两种硅藻土-铁氧化物功能材料的使用周期,硅藻土涂覆三氯化铁材料的使用期限为6.6年,硅藻土负载纳米铁材料的使用年限为8年。  5、制备的功能材料粒径较小、吸附容量仍有提高的空间,实际工艺中采取的密封装置,导致渗透压过高产生了过多耗能,同时材料有少许流失现象,因此后序研究中应从增大材料粒径、优化制备条件、改进过滤装置入手。
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