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2017年论文 蜈蚣型碳纤维生态草在污水治理应用的的研究

 陈静波1
(1.海宁安捷复合材料有限责任公司,浙江,海宁 314400)
 
摘要:水质环境恶化已成为一个世界性的问题。水体污染,河湖富营养化等水环境污染问题层出不穷。因此,寻求一种高效、无污染的治理方法已是当务之急。本文就将研究一种蜈蚣型碳纤维生态草在污水治理方面的应用。经过实验表明,在水体常温的状态下,蜈蚣型碳纤维生态草对水质中COD的去除率高达50%-59%;对于总磷去除率高达61%-82%;氨氮去除率为44%-80%。说明蜈蚣型碳纤维绳生态草能有效治理水环境污染问题。

关键词:六角环碳纤维生态草   污水治理     研究     

前言
随着我国工业化和城市化进程的发展,大量未经处理的工业、生活垃圾直接排入水中,给水体造成了极大的污染。尽管有关部门采取相应措施防治,水环境治理取得了一定成效。但是传统的物理化学治理方法忽略了水生态环境的需求,不能从根本上解决问题,还有可能造成二次污染和生态系统的破坏[1]。当前国内外治理污水情况的主要技术手段有:人造湿地、引江济湖工程、重力分离法、污水分流、生物滤池、膜分离技术、生物接触氧化池、人造水库和循环间歇曝气污水处理等段[2]。本文介绍的是一种蜈蚣型碳纤维生态草,实验小组分别在浙江省海宁市硖石街道贾家浜,丁桥镇墙面堰溇,斜桥镇长鱼池这三个示范区投放了蜈蚣型碳纤维生态草,开展了为期6个月的观察研究。
本文就将对蜈蚣型碳纤维生态草对于示范点污水水质处理效果进行研究。主要通过一系列的试验研究了蜈蚣型碳纤维生态草对于水环境中COD,氨氮,总磷去除率的影响。探索蜈蚣型碳纤维生态草应用于水质净化处理的可能性。

1   材料与方法
1.1实验材料
实验材料:选用蜈蚣型碳纤维生态草。
仪器:DR2800便携式分光光度计
1.2实验方法水质检测对比实验在示范点河道投入蜈蚣型碳纤维生态草前,提取原河道水质样品约500ml,采用DR2800便携式分光光度计并检测其COD含量,总磷含量以及氨氮含量,记录在册。投放碳纤维生态草6个月后,同样在相应示范点提取500ml水质样品,并利用DR2800便携式分光光度计进行检测COD浓度,总磷浓度和氨氮浓度。并根据式(1)、式(2)式(3)计算水质净化过程中,COD去除率(re,%),总磷去除率(rt,%),氨氮去除率(rh,%)。

式(1)中,c0与ce分别为投放蜈蚣型碳纤维生态草前后COD的化学浓度mg/L,式(2)中c0与ce分别为投放蜈蚣型碳纤维生态草前后总磷的化学浓度mg/L,式(2)中c0与ct分别为投放蜈蚣型碳纤维生态草前后总磷的化学浓度mg/L,式(2)中c0与ch分别为投放蜈蚣型碳纤维生态草前后氨氮的化学浓度mg/L。
在本次实验中,COD,总磷,氨氮三项水质指标的检测均严格按照《水和废水检测分析方法》[4]。
2   结果与讨论
2.1蜈蚣型碳纤维生态草比表特征碳纤维生态草的表面具有若干微孔和多种活性含氧官能团,微孔的直径在 0.5-2nm,活性含氧官能团对某些特殊的吸附质具有吸附能力、催化特性和氧化还原能力,碳纤维生态草的表面涂覆有水溶性上浆剂。一旦放入水中迅速散开,再加上其各自表面上都有细微的凹凸结构,就能形成巨大的比表面积。
2.2蜈蚣型碳纤维生态草对于COD浓度的影响  在投放生态草前后分别取500ml水质样品,采用DR2800便携式分光光度计检测出三个示范区蜈蚣型碳纤维生态草投放前后水体中COD含量,并求出蜈蚣型碳纤维生态草对于COD去除率。检测所得数据如下表,下表1为投放前水质COD含量,下表2为投放后水质COD含量。结果如图a所示。由图a所见,蜈蚣型碳纤维生态草对于水体中COD的影响较大,硖石街道贾家浜的COD去除率为58%,丁桥镇墙面堰溇COD去除率为52%,斜桥镇长鱼池COD去除率为59%,其COD去除率皆维持在50%以上。 
 

      2.3蜈蚣型碳纤维生态草对于总磷浓度的影响在投放生态草前后分别取500ml水质样品,采用DR2800便携式分光光度计检测出三个示范区蜈蚣型碳纤维生态草投放前后水体中总磷浓度,并求出蜈蚣型碳纤维生态草对于总磷去除率。检测所得数据如下表,下表3为投放前水质中总磷含量,下表4为投放后水质中总磷含量。蜈蚣型碳纤维生态草对于水体中总磷污染物的影响极大,硖石街道贾家浜的总磷去除率为77%,丁桥镇墙面堰溇总磷去除率为61%,斜桥镇长鱼池的总磷去除更是高达82%,蜈蚣型碳纤维生态草对于去除总磷污染物的效果显而易见。  
 2.3蜈蚣型碳纤维生态草对于氨氮浓度的影响在投放生态草前后分别取500ml水质样品,采用DR2800便携式分光光度计检测出三个示范区蜈蚣型碳纤维生态草投放前后水体中氨氮浓度,并求出蜈蚣型碳纤维生态草对于氨氮去除率。检测所得数据如下表,下表4为投放前水质中氨氮含量,下表5为投放后水质中氨氮含量。蜈蚣型碳纤维生态草对于水体中氨氮的影响极大,硖石街道贾家浜的氨氮去除率为80%,丁桥镇墙面堰溇氨氮去除率为73%,斜桥镇长鱼池氨氮去除率为44%,其对于氨氮污染物去除率高达44%至80%以上。  
   3  结论
(1)经过三组示范点实验结果表明, 在常温状态下,蜈蚣型碳纤维生态草对于水质中COD的去除率高达52%-59%。正是由于蜈蚣型碳纤维生态草巨大的比表面积,能快速、高效吸附水体中的有机污染物,并能利用自身的氧化功能进行降解,从而达到分解有机污染物实现水质净化的效果。
(2)经过三组示范点实验结果表明, 在常温状态下,蜈蚣型碳纤维生态草对于总磷去除率高达61%-82%。蜈蚣型碳纤维生态草通过吸附水中的微生物以摄取磷元素,最后利用同化作用,将磷元素污染物转化为其他形态结构的矿化物,解除对水质污染的影响。
(3)经过三组示范点实验结果表明, 在常温状态下,蜈蚣型碳纤维生态草对于氨氮去除率为44%-80%。蜈蚣型碳纤维生态草可以为氨氮元素的硝化、反硝化作用提供有力条件,从而达到去除氨氮污染物的目的。 

参考文献
[1]聂发辉,李田,吴晓芙,王平.藻型富营养化水体的治理方法[J].中国给水排水,2006,18:11-15
[2]索帮成,李兰.碳纤维生态基技术在湖泊水体修复中的应用前景[A].湖北省水利学会、武汉水利学会.河湖水生态水环境专题论坛论文集[C].湖北省水利学会、武汉水利学会:,2011:6.
[3]梁益聪,胡湛波,涂玮灵,陆晖,蒋哲,刘恺华.碳素纤维生态基技术对城市黑臭水体的修复效果[J].环境工程学报,2015,02:603-608.
[4]国家环保局.水和废水监测分析方法(第4版).北 京:中国环境科学出版社, 2002 
 
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