高铁酸钾抑制底泥磷释放效能及机制

来源 :河北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fengyufengsc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
底泥内源磷污染是导致湖泊富营养化的重要因素之一,对生态系统及人类健康造成严重的危害,铁盐因其优异的吸附能力成为底泥原位修复的有效技术。高铁酸钾(PF)作为一种环保含铁氧化剂,在污水处理方面得到了应用,但对于底泥内源磷的释放还没有人研究。因此本文通过湿地模拟实验,分析了不同浓度PF对底泥内源磷释放的影响,通过底泥磷组分、PF对磷的吸附、微生物群落结构变化等分析,深入揭示了PF对底泥内源磷释放的抑制机理。取得的主要结果如下:(1)在PF对底泥内源磷释放的影响批次实验中发现,适量PF的加入能够明显抑制底泥内源磷的释放。在0、0.44、0.78、1.74和3.50 g PF/kg TSS(dw)模拟湿地中上覆水SRP平均浓度分别为0.79±0.02 mg/L、0.54±0.03 mg/L、0.37±0.02 mg/L、0.32±0.02mg/L、0.56±0.03 mg/L;间隙水SRP浓度具有相似的变化趋势,与对照组相比各处理系统平均SRP浓度分别下降55.86%、77.38%、97.78%、84.15%。(2)对底泥磷组分分析发现,PF的加入促进了底泥磷向稳定态磷的转化,抑制了内源磷的释放。不同深度底泥磷形态中有机磷占比均明显下降,Ca-P和Res-P占比上升。其中0-2 cm底泥中0.78和3.50 g PF/kg TSS(dw)处理系统的Ca-P相比对照组分别增加了11%和14%,1.74 g PF/kg TSS(dw)处理系统Res-P相比对照组增长了14%。(3)研究发现PF投加到湿地中会在其表面生成一层红色物质,表征分析显示该物质可能是Fe5(PO4)3(OH)5、Fe5(PO4)3(OH)5、Fe(OH)3等物质的混合物。PF潜在产物对底泥磷释放影响批次实验中发现,Fe(OH)3对底泥内源磷释放具有一定的抑制作用。实验表明PF及其潜在水解产物对磷吸附和化学反应在修复底泥内源污染具有一定积极作用。(4)在微生物群落研究中发现,Chloroflexi、Actinobacteria和Proteobacteria是底泥的优势菌群。PF处理在一定程度上改善了底泥环境,1.74和3.50 PF/kg TSS(dw)处理系统0-2 cm底泥中,Proteobacteria含量相比于对照组分别增加了6.90%和19.10%。
其他文献
废弃太阳能电池板热处置过程中,在经历燃烧的过程中,碳源以及各种金属及其化合物的催化下,在烟气冷却过程中历经的适宜温度,很有可能造成大量有机污染物的生成与排放。实现废弃太阳能电池板的无害化处理和资源控制,是环境科学领域关注和研究的热点问题。本研究以废弃多晶硅太阳能电池板为研究对象,开展系列模拟研究,结合气相色谱-质谱技术,探究了热处置产物中有机污染物的种类及污染水平,并识别、量化产物中的多溴联苯醚(
学位
白洋淀作为典型的草型湖泊,大量的水生植物生产力旺盛,每年有大量的枯落物积累残留在水体和底泥中,会对白洋淀水质产生二次污染。目前水生植物分解过程及微生物作用机制尚待深入研究。本文以白洋淀典型水生植物为研究对象,通过现场植物样品采集、室内凋落物分解模拟实验,研究了凋落物分解对水质的影响、凋落物分解的影响因素以及分解过程中微生物菌群结构特征,揭示了典型水生植物凋落物分解过程微生物作用机制。为白洋淀水体环
学位
随着工业农业生产的发展,科技的进步,人口数量增长,产生大量工农业废水和生活污水。人们环境意识水平的随之提高,国家对水质要求越来越严格,水环境中氮元素的去除引起人们的关注。而微生物脱氮技术具有微生物生长繁殖速度快、适应性强、脱氮效率高等优点,在污水治理中应用广泛的。然而,北方冬季气温低,对于低温、低p H等环境对大多数脱氮功能菌产生胁迫,抑制生物活性,出水水质下降。且污水厂出水与地表水标准存在差距,
学位
三唑类杀菌剂(Triazole fungicides,TFs)被广泛用于果蔬种植、木材防腐等领域,但由于其化学稳定性较高,会长期残留在环境中,对动植物甚至人类健康构成威胁。近年来,微生物修复技术因成本低廉、安全性高、处理效率高、适用于面源污染等优点而备受关注。本课题以广泛使用的三唑类农药苯醚甲环唑为研究对象,通过长期施药对土壤微生物进行定向诱导驯化,采用连续富集培养的方式筛选出能高效降解苯醚甲环唑
学位
农药在环境中广泛残留,对生态环境和人类健康构成潜在威胁。目前,对于大量使用的新型农药在环境中的特征分布及生态风险很少关注。白洋淀上游有大面积农田,残留在农田土壤的农药会通过地表径流、雨水冲刷等方式进入下游河流及淀区水体,破坏生态平衡。因此,针对白洋淀上游农田区域开展农药的全面筛查、赋存特征及生态风险评估将为后期有针对性地开展农药的面源污染治理提供科学指导。本课题通过高分辨LC-MS/MS和GC-M
学位
随着人口数量的持续增加和城市化进程的加速,我国污水的排放量不断增加,目前的传统污水处理技术存在碳氮磷同步去除效果不佳、污水资源化能源化程度低以及能源消耗高等问题,对此本课题将为生物燃料电池与低能耗的正渗透膜生物反应器结合创新构建了一种基于生物电化学强化的正渗透膜生物反应器(E-FOMBR)系统,以实现污水中碳氮磷污染物的强化去除、资源同步回收和膜污染原位控制。本课题主要分析了E-FOMBR系统的电
学位
剩余污泥作为污水处理的副产物,含有大量的有机质和病原菌,若处置不当将对环境和人类健康带来巨大的威胁。污泥厌氧发酵产酸是污泥资源化处理的重要途径之一,能够同时实现污泥稳定化与减量化。本研究通过利用高铁酸钾耦合改性钢渣,考察其对污泥发酵产酸性能的影响,通过分析污泥溶解、水解、酸化及甲烷化等生物阶段转化速率,并结合微生物群落结构变化,深入揭示负载高铁酸钾促进污泥发酵产酸的作用机制。主要研究成果如下:(1
学位
厌氧氨氧化作为新型氮处理技术,由于无需曝气和外加碳源、污泥产量低受到广泛关注。目前厌氧氨氧化主要用于处理垃圾渗滤液等高氮负荷污水。处理低氮废水会导致厌氧氨氧化反应器启动困难、NOB难以抑制、细菌繁殖困难等问题。本研究以不同氮浓度启动长时间储存的厌氧氨氧化污泥,对比不同氮浓度培养的污泥对低氮负荷废水的处理效果以及联氨对反应器的影响,为厌氧氨氧化的低氮负荷应用提供依据。具体研究内容如下:(1)研究不同
学位
抗生素和重金属的复合污染广泛存在于真实的水环境中,已成为重要的环境问题之一。吸附技术和吸附/光催化技术对去除多种污染物具有广泛的适用性是一种良好的水污染处理技术。本研究通过改性和复合设计,成功制备了具有磁性金属有机骨架复合材料,利用吸附技术和吸附/光催化技术同时去除水环境中的抗生素和重金属。通过表征技术和宏观实验,系统研究了复合材料的吸附/光催化行为和机理,针对磁性金属有机骨架复合材料解决水体复合
学位
随着人口的快速增长、城市的现代化发展以及显著的气候变化,淡水资源的短缺问题愈发明显。因此开发利用新型水再生处理技术对缓解淡水资源短缺危机具有划时代的重要意义。本文通过氧化还原法与微波溶剂热法制备磁性还原氧化石墨烯材料(mr GO),并以其作为电容电极材料,在外磁场控制下与泡沫镍集流体结合,构建了新型磁控电容去离子(mcCDI)系统,通过研究mcCDI系统运行条件及去离子效果,阐明了该系统去离子的主
学位