曝气对城市重污染河道水体氨挥发的影响

摘要

曝气是城市污染河道水质改善的常用方法之一，并已经研发了各种曝气技术和设备，取得了良好的应用效果。但是，曝气对污染河道水体氨挥发的影响尚缺乏系统深入的研究。本文主要通过模拟实验，研究两种不同载气(空气和纯氮)、不同曝气方式(上覆水曝气和底泥曝气)处理城市重污染河道水体对氨挥发影响，并探讨了pH、温度、充气时间、充气量等因素对氨挥发的影响，同时研究其对上覆水氮形态变化及FA对氨挥发的影响，并提出了2种纯氮.空气组合曝气方式处理城市重污染河道水体，取得了良好的控氮效果。具体主要结论如下：
　　1、空气曝气对城市污染河道水体氨挥发的影响较大，曝气初期氨挥发可能是系统除氮的主要途径。空气曝气可以使污水pH升高，可能是促进水体氨挥发的一个重要原因。在20℃，充气量2L/min条件下，曝气12h污水pH从初始的7.12上升到8.55左右，pH的升高有利于提高氨挥发效率。此外，空气曝气的氨挥发效率与温度、充气时间、充气量均成正相关。
　　2、以纯氮曝气处理城市重污染河水高浓度的氨氮，可有效提高污染河水的pH值，进而促进氨挥发作用，可以在短时间内去除污染河水中的氨氮。常规空气曝气24h后，实验水体pH值为8.93，纯氮曝气24h后pH值可以达到10.15。此外，纯氮曝气的氨挥发效率与温度、充气时间、充气量亦成正相关。
　　3、对照组在室内模拟条件下具有一定的氮素自净能力，表现为对照组上覆水NH4+-N和。TN有一个缓慢下降的过程，且对照组FA浓度变化较小，平均每天氨挥发量稳定在0.31 mg·L-1左右。空气曝气组中曝气初期FA浓度快速升高，氨挥发作用明显，随着曝气时间的延长，系统中发生硝化-反硝化作用，pH和FA浓度下降，氨挥发效率快速下降，至第10d趋近于0。纯氮曝气能在短时间内(24h)使pH上升至较高水平，系统中FA浓度快速上升，且与空气曝气组相比，其FA浓度平均高出其的8倍左右，因此纯氮曝气组氨挥发效率远高于空气曝气组，对氨氮有明显的去除效果，且上覆水曝气比底泥曝气对氨氮的去除率更高。
　　4、两种纯氮.空气组合曝气方式处理城市重污染河道污水，在纯氮曝气阶段对氨氮均有一个较为明显的去除，但是第一种方式在静置阶段由于底泥的释放作用，其氨氮浓度仍然有一个缓慢的上升；第二种方式由于初期对于底泥的处理，底泥释放潜力大大减少，系统静置60d内上覆水氨氮的浓度始终维持在较低水平，可能已经达到了底泥氨氮释放与硝化作用的平衡。这说明第二种曝气组合方式在较长时间尺度上可以更有效的控制底泥向上覆水氨氮的释放。

目录

文摘

英文文摘

基金项目

第一章 绪论

1.1 问题的提出与意义

1.1.1 城市河道污染现状

1.1.2 课题的研究意义

1.2 研究进展

1.2.1 城市河道中氮素的环境行为研究综述

1.2.2 曝气处理城市污染河道研究进展

1.2.3 氨吹脱技术研究进展

1.3 研究的主要目的与内容

1.3.1 主要目的

1.3.2 主要内容

1.4 研究的技术路线

第二章 试验材料与试验方法

2.1 试验材料

2.1.1 试验用底泥与上覆水

2.1.2 上覆水的理化性质

2.2 试验方法与试验装置

2.3 测试项目与分析方法

第三章 空气曝气对污染水体氨挥发的影响

3.1 实验设计

3.2 环境因子对氨挥发的影响

3.2.1 pH对氨挥发的影响

3.2.2 温度对氨挥发的影响

3.2.3 充气时间对氨挥发的影响

3.2.4 充气量对氨挥发的影响

3.3 本章小结

第四章 纯氮曝气对污染水体氨挥发的影响

4.1 实验设计

4.2 城市河道纯氮曝气的可行性分析

4.3 环境因子对氨挥发的影响

4.3.1 温度对氨挥发的影响

4.3.2 充气时间对氨挥发的影响

4.3.3 充气量对氨挥发的影响

4.4 本章小结

第五章 曝气对上覆水氮形态变化的影响及组合工艺的探讨

5.1 曝气对上覆水氮形态变化的影响

5.1.1 对照组

5.1.2 空气水曝气和空气泥曝气

5.1.3 纯氮水曝气和纯氮泥曝气

5.2 纯氮-空气组合曝气方式对污染水体氮的控制效果探究

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 不足与展望

参考文献：

附录

致谢