河道污染原位治理与水生植物减量处置工艺研究

来源 :宁波大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jingcang_wu
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本文在“水葫芦受控放养”基础上,采用“曝气增氧”和“人工造流”等辅助手段,可强化水生植物转化与微生物净化的协同作用,显著改善河道水体的生态多样性,大幅度提升河道自身对污染物的转化和净化能力。将河道中的有机污染物转化为可以利用的水生植物,为城乡河道水环境治理,提供一条成本低廉、易于实施的解决方案,同时探索一条水葫芦安全放养、采收处置和资源化利用的有效途径,将收获的水葫芦进行农业综合利用,符合科学发展观的基本要求。
  研发了“水生植物-微生物”原位协同净化工艺,并进行了水葫芦剿灭劣V类水体的工程应用试验。选取护校河的三段作为试验河道,其中A段河道种植水葫芦并安装曝气系统,B段河道进行清淤并安装曝气系统,C段河道仅进行清淤。环境监测数据表明,自从种植水葫芦和安装曝气系统以来,A段河道的水质得到了明显的改善,氨氮、总磷和COD明显降低,溶解氧显著提高。A段河道的各项水质指标都要优于B、C两段河道,在不考核总氮的情况下,A段河道水质可以在大多数时间保持Ⅴ类水以上,剿灭劣V类目标已基本完成。
  研发水生植物的就地减量处置和鲜汁的强化除磷工艺,实现对水葫芦质量和体积的显著减量,降低处置难度和运输成本。试验数据表明,鲜渣含水率随着压滤压力、时间的增加而降低,8MPa压力条件下鲜渣含水率为66.35%,添加鲜货质量10%的木屑和CaO能使含水率降为46.17%和40.21%,加快鲜渣脱水速度;FeCl3、Al2(SO4)3和PAC等3种混凝剂均能有效去除鲜汁中COD和TP,去除率分别可达80%以上和85%以上,进一步添加CaO能强化TP的去除效果,去除率可达96%以上。
  以尿素和水葫芦干渣为主要材料,以聚乙烯醇为粘结剂,制备新型复合肥料,并测试其缓释和保水性能。结果表明,当以水葫芦鲜渣干燥粉碎后,以粒径为0.25mm~3.0mm的水葫芦粉为缓释材料,水葫芦粉与尿素质量比为10∶3,聚乙烯醇质量分数6%时缓释肥在水中80h尿素累计释放率为79.45%,在土壤中31d尿素累计释放率为63.12%,常压下水葫芦缓释肥料能吸附自身质量13.24倍的水分。根据土壤保水率曲线可知,水葫芦缓释肥可明显增加土壤的保水性能,提高土壤水分利用率。水葫芦缓释肥具有吸水保水性能和缓释性能,具有良好应用价值。
  进行了水葫芦治污技术在城乡水体治理和生态修复中的可行性分析,针对关键环节和存在的问题,提出具有可操作性的对策措施,系统地分析探讨水葫芦治污技术在宁波市各县市区探索应用的情况。针对安全种养、机械采收、减量处置和资源利用等四个环节,提出了相对应的工艺技术和设备设计方案。对水葫芦治污技术进行了SWOT分析,提出该项技术的适用范围和应用前景。
  本项目通过科研实践,已探索出一条低成本、高效率、易实施、可移动的水葫芦打捞和处置半机械化作业模式,以及社会化、专业化、生态化的符合循环经济和可持续发展要求的农村河道治污之路。
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