【摘要】：城市面源污染對于地表水環(huán)境的污染越來越受到關(guān)注,尤其初期雨水徑流中含有眾多有機(jī)污染物和重金屬污染物,對于河道水體水質(zhì)的影響甚大,有效收集、凈化、處理、利用初期雨水對水環(huán)境污染防治有著重要意義。人工快速滲濾系統(tǒng)(CRI)應(yīng)用于初期雨水徑流處理的相關(guān)研究較少。本文依托“十二五”宜興水專項(xiàng)“城區(qū)水污染控制和水環(huán)境功能提升技術(shù)研究”展開,重點(diǎn)研究了沸石和石灰石對雨水中常見低濃度鉛、銅、鋅、鎘四種重金屬離子共同存在時(shí)的去除規(guī)律,再考慮到兼顧去除初期雨水徑流中COD、總氮、總磷、氨氮等有機(jī)物,在沸石和石灰石做填料的情況下又加入河砂、粉煤灰、鋼渣、木糠等新型填料,探究CRI系統(tǒng)對于處理初期雨水徑流的可行性和有效性。本文的主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:(1)沸石和石灰石對四種低濃度離子共存的吸附實(shí)驗(yàn)表明兩種吸附劑去除重金屬離子,在一定范圍內(nèi),吸附劑投加量越大,重金屬去除效果越好;實(shí)驗(yàn)中吸附劑增加到0.5 g后,所有重金屬的去除效果變化不再明顯。對于沸石和石灰石,重金屬的去除率隨接觸時(shí)間增加而增加,當(dāng)時(shí)間增加到300 min后,去除率均變化不再明顯。溫度對石灰石和沸石去除重金屬影響并不完全相同,不同重金屬離子受溫度變化影響也不盡相同。重金屬初始濃度對沸石和石灰石去除重金屬的影響不同,不同重金屬離子受濃度變化影響也不同。(2)Langmuir和Freundlich方程都能描述沸石和石灰石對4種重金屬離子的等溫吸附曲線,針對不同離子擬合效果不盡相同。零級方程、準(zhǔn)一級動力學(xué)方程和準(zhǔn)二級動力學(xué)方程對不同重金屬吸附過程的擬合效果不同,其中零級方程對吸附過程的擬合效果不佳,準(zhǔn)一級動力學(xué)和準(zhǔn)二級動力學(xué)方程對不同重金屬吸附過程的擬合效果均較好。(3沸石對四種重金屬元素的競爭吸附體系下,各離子的競爭吸附能力強(qiáng)弱為Pb~(2+)Zn~(2+)Cd~(2+)Cu~(2+)。石灰石對四種重金屬元素的競爭吸附體系下,各離子的競爭吸附能力強(qiáng)弱為Cd~(2+)Zn~(2+)Cu~(2+)Pb~(2+)。脫附實(shí)驗(yàn)表明,NaCl對沸石具有很好的脫附作用,四種重金屬離子的脫附量幾乎與鈉離子的濃度成正比。(4)對人工快速滲濾系統(tǒng)填料進(jìn)行優(yōu)化,用于處理初期雨水徑流中的重金屬和有機(jī)物。實(shí)驗(yàn)分析可知,CRI系統(tǒng)對重金屬的去除再生能力表現(xiàn)了很好的結(jié)果,系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)對于Pb~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)的平均去除率分別為83.05%、79.02%、68.69%、95.74%。本文所采用的CRI系統(tǒng)對有機(jī)物也具有很好的去除性能,系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)對于COD、TN、TP、氨氮的平均去除率分別為86.60%、84.38%、71.95%、75.00%。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X52
【圖文】：

靜態(tài)實(shí)驗(yàn)主要探索了沸石和石灰石吸附去除重金屬的可行性以及實(shí)驗(yàn)室條件下不同因素變化對于去除結(jié)果的影響，具體包括：（1）沸石和石灰石對重金屬元素吸附性能研究（吸附劑投加量、接觸時(shí)間的影響）；（2）沸石和石灰石對重金屬元素去除效果的影響因素（溫度、重金屬初始濃度）研究；（3）沸石和石灰石去除重金屬元素機(jī)理分析；（4）沸石和石灰石對重金屬元素競爭吸附特性研究；（5）NaCl 對于沸石吸附重金屬后的脫附研究。動態(tài)實(shí)驗(yàn)主要包括將靜態(tài)實(shí)驗(yàn)所試沸石、石灰石作為去除重金屬的主填料，考慮到初期雨水徑流中不僅存在鉛、銅、鋅、鎘等重金屬元素，還有大量的有機(jī)污染物存在，故加入鋼渣、粉煤灰、木糠等對去除有機(jī)物有效的填料設(shè)計(jì)了一個(gè)人工快速滲濾裝置，使其在有效去除初期雨水中的重金屬污染物的同時(shí)兼顧去除COD、TN、TP、氨氮等有機(jī)污染物，提高裝置利用率，更好地處理初期雨水徑流，凈化其水質(zhì)，以期為實(shí)際工程應(yīng)用提供幫助。1.4.2 技術(shù)路線

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2 實(shí)驗(yàn)方案與分析方法2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2.1.1 實(shí)驗(yàn)用吸附劑沸石是一種具有陰離子型架狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽礦物質(zhì)，它的表面不規(guī)則，具有較大的比表面積。同時(shí)沸石內(nèi)部多為凹陷的多孔顆粒狀結(jié)構(gòu)，含有許多大小不一但又彼此貫通的與外界相連的空穴和通道，極具開放性，正是由于沸石所具有的特殊骨架結(jié)構(gòu)使得沸石具有吸附和離子交換能力[47]，同時(shí)也因?yàn)榉惺谧匀唤鐑?nèi)分布廣泛，價(jià)格低且性能好，被廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。本實(shí)驗(yàn)中用到的天然斜發(fā)沸石購自河北靈壽縣，沸石粒徑為 0.88～1.3 mm，SEM 掃描圖如圖 2.1。uab

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2716993