利用锆改性沸石控制地表水体底泥氮磷释放研究

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1、学校代码：10264研究生学号：M120306651上海海洋大学硕士学位论文利用锆改性沸石控制地表水体底泥题目：氮磷释放研究Useofzirconium-modifiedzeolitestocontrolthereleaseofnitrogenand英文题目：phosphorusfromsedimentsinsurfacewaterbodies专业：环境科学与工程研究方向：水污染控制原理与技术姓名：杨孟娟指导教师：林建伟副教授二O一五年三月二十三日上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注主席委员委员委员委员委员委员秘书答辩地点答辩日期上海海

2、洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内

3、容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日上海海洋大学硕士学位论文利用锆改性沸石控制地表水体底泥氮磷释放研究摘要大量含氮（N）、磷（P）等污染物废水未经处理直接排放是引起地表水体污染的主要原因，同时底泥中氮、磷等污染物向上覆水释放给水质带来的巨大影响亦不容忽视。控制底泥中氮磷等污染物向上覆水的释放对于地表水环境污染防治是非常必要的。底泥原位改良技术和活性覆盖技术是两种极具应用前景的底泥氮磷释放控制技术。成功应用这两

4、种技术的一个关键问题是寻找合适的吸附剂材料。天然沸石成本低廉且容易获得，利用其较高的阳离子交换性能，可以有效吸附去除水中氨氮。但是天然沸石对水中磷酸盐的吸附能力却较差。将锆氧化物负载到天然沸石表面上，所制备得到的锆改性沸石预计可以有效吸附去除水中的氨氮和磷酸盐，将锆改性沸石作为底泥改良剂或底泥活性覆盖材料预计可以有效控制底泥氮磷的释放。本文首先制备了锆改性沸石，对锆改性沸石的结构进行了表征，考察了锆改性沸石对水中磷酸盐的吸附作用，对比分析了锆改性沸石和铝改性沸石对太湖底泥-水系统中溶解性磷酸盐的固定作用，考察了不同条件下锆改性沸石改良太湖底泥对水中磷酸盐的吸附作

5、用，考察了不同条件下锆改性沸石添加对太湖底泥磷释放的控制效果，考察了锆改性沸石活性覆盖控制重污染河道底泥氮磷释放的效果，并考察了螺蛳壳和鱼骨混合物对水中磷酸盐的吸附作用，以期为应用锆改性沸石作为底泥改良剂和活性覆盖材料控制底泥氮磷释放提供帮助。研究了锆改性沸石对水中磷酸盐的固定作用。结果表明，锆改性沸石对水中磷酸盐具备很好的吸附能力。锆改性沸石对水中磷酸盐的单位吸附量随吸附剂投加量的增加而降低，水中残留的磷酸盐浓度亦随着吸附剂投加量的增加而降低。锆改性沸石对水中磷酸盐的吸附能力随着pH的逐渐增加而逐渐降低。锆改性沸石对水中磷酸盐的吸附符合准二级动力学模型。Lan

6、gmuir等温吸附模型可以很好地用于描述锆改性沸石对水中磷酸盐的吸附平衡数据，锆改性沸石对磷酸盐的最大单位吸附量为10.2mgP/g（pH7和25ºC）。锆改性沸石所吸附的磷主要以NaOH提取态磷（NaOH-rP）和残渣态（Res-P）形态存在，通常pH（5~9）和厌氧条件下不容易被重新释放出来。1上海海洋大学硕士学位论文对比分析了铝改性沸石和锆改性沸石对太湖底泥-水系统中溶解性磷酸盐的固定作用。结果表明，太湖底泥和改性沸石改良太湖底泥对水中较高浓度磷的吸附平衡数据可以采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型加以描述，吸附动力学过程可以采用准二级动

7、力学模型加以描述。太湖底泥、铝改性沸石改良及锆改性沸石改良太湖底泥的最大磷吸附量分别为395、613和1009mg/kg.铝改性沸石改良太湖底泥所吸附的磷主要以NaOH-P形态存在，锆改性沸石改良太湖底泥所吸附的磷主要以NaOH-P和Res-P形态存在。当水中初始磷浓度很低时，太湖底泥和改性沸石改良太湖底泥均释放出磷，且后者的释磷量低于前者。改性沸石改良太湖底泥中生物有效磷（BAP）含量低于太湖底泥，前者的弱吸附态磷（NH4Cl-P）含量明显低于后者。铝改性沸石改良太湖底泥的氧化还原敏感态磷（BD-P）含量与太湖底泥相比差异不显著，而锆改性沸石改良太湖底泥的BD

8、-P含量明显低于太湖底泥