水葫蘆凈化富營養(yǎng)化水體及其能源化利用.pdf

1、水葫蘆于20世紀(jì)30年代傳入我國,近年來由于流域水體的富營養(yǎng)化使其蔓延速度極快,侵占水道,干擾水生生態(tài)系統(tǒng)平衡,影響當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟生產(chǎn),成為一大公害。生態(tài)工程是一種全新的技術(shù)和方法,它在無需投入大量能源的情況下,保護生態(tài)系統(tǒng)和非再生資源,而且將污染物轉(zhuǎn)化為人類可以利用的再生資源,避免污染的轉(zhuǎn)移。本研究遵循生態(tài)工程設(shè)計的基本原則,首先通過野外觀測和實驗室試驗研究,摸清流域水葫蘆的生長規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上提出水葫蘆生長控制的對策建議；隨后定量研究

2、了通過水葫蘆打撈凈化水體中營養(yǎng)鹽的效果；對于所打撈的水葫蘆,則結(jié)合研究區(qū)的實際情況,進行水葫蘆厭氧發(fā)酵試驗,確定和優(yōu)化了水葫蘆厭氧發(fā)酵技術(shù)參數(shù)；提出了發(fā)酵產(chǎn)物的綜合利用途徑。主要研究結(jié)果如下： (1)不同濃度的污水對水葫蘆的生長繁殖有著明顯的促進作用,尤其是中等濃度的污水(CODcr介于500～700mg/L之間),在環(huán)境條件適宜的情況下,水葫蘆的生物量在5天左右可增一倍。 (2)水葫蘆對不同濃度的污水有很強的凈化能

3、力,在自然狀態(tài)下,30天內(nèi)對水中CODcr、TN、TP的去除率分別在66％～90％、70％～85％、55％～60％之間。并且水葫蘆對污水中的CODcr、TN、TP去除速率,均符合一級動力學(xué)方程,且具有很好的相關(guān)性。 (3)水葫蘆吸收營養(yǎng)鹽用于光合作用,這些營養(yǎng)鹽被固定在植物組織中,當(dāng)水葫蘆被收獲時,水中的營養(yǎng)鹽將通過包含在植物組織中而被去除。試驗結(jié)果表明水葫蘆去除水體營養(yǎng)鹽氮的最大理論值為0.056 kg/m2·a.去除水體營

4、養(yǎng)鹽磷的最大理論值為0.013 kg/m2·a。 (4)在實驗室進行了接種率、破碎程度、溫度等對水葫蘆厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效率影響的研究。水葫蘆與活性污泥的最佳接種率為1:1TS：經(jīng)簡單切分后產(chǎn)氣效率最高,原料產(chǎn)氣率為0.5316m3/kg(TS);高溫消化與中溫消化相比,產(chǎn)氣效率無明顯優(yōu)勢,對于水葫蘆大規(guī)模的厭氧消化而言,選擇經(jīng)濟有效的常溫或中溫范圍即可；水葫蘆厭氧發(fā)酵酸化時間為5-10天。 (5)水葫蘆厭氧發(fā)酵初期,pH