石蜡作为碳源在地表水中的释放情况

2019-12-25高欣东1冯婧微1李春华魏伟伟

福建质量管理 2019年23期

高欣东1, 冯婧微1 叶春李春华魏伟伟王昊

(1.沈阳化工大学辽宁沈阳 110142；2.中国环境科学研究院北京 100012)

一、前言

工业的不断发展，为环境也带来了影响，水污染问题愈发的严重，造成可利用的水资源的短缺，当水污染中存在大量的氮和磷元素时，会引起藻类以及其他浮游生物迅速繁殖，在水面形成一层“绿色浮渣”，导致水无法从空气中获取氧分，使水中含氧量下降，鱼类以及其他水生物大量死亡。当水体中含氧量过低时，使厌氧生物得到大量繁殖，而厌氧生物活动会分泌硫化氢等气体，而这些气体具有臭味和毒性，会使水体彻底失去利用价值[1]。

目前对于废水脱氮的处理技术主要有：物理化学脱氮处理技术、化学脱氮处理技术和生物脱氮处理技术三大类[2]。使用物理化学法进行脱氮的效果较差通常只能去除污水中的NH3-N；化学脱氮通常将其在催化剂的作用下进行氧化，成本高并且易造成二次污染；而生物法去除氨氮是通过有机氮在厌氧情况下被氨化成氨氮，生成的氨氮在好氧条件下被硝化细菌硝化成硝态氮，硝态氮在缺氧条件下被反硝化成氮气排出的原理[3]。但是在生物脱氮技术的过程中，反硝化作用由于可利用的有机碳较少，阻碍了反硝化作用的进行，通过投加碳源，碳源释放有机碳，硝态氮作为电子受体，将硝态氮逐步还原为氮气。常用的碳源有植物纤维素[4-7]，生物可降解聚合物[8-10]和甲醇、乙醇类液体[11-12]。

二、实验材料

(一)实验材料

将淀粉、蔗糖和石蜡用电炉加热融化冷却后，切成5mm×5mm×5mm左右的颗粒。实验所用地表水来自于无锡梁塘河，其理化特征:TN质量浓度为2.766mg/L，TP质量浓度为0.2966mg/L，COD浓度为10.88mg/L。静态实验反应器采用3L的烧杯，投入颗粒的质量为0.3g，瓶口用聚乙烯膜包围着，防止水分蒸发速度过快，防止异物进入水体。

(二)实验分析方法

总氮(TN)和总磷(TP)分别采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法和过硫酸钾消解钼锑抗分光光度法检测。

三、实验结果分析

(一)水体中总氮释放情况

实验水体中总氮含量的变化直接关系到所造填料颗粒的效果，从图一中可以看出所造填料颗粒对放入水体中对总氮的去除具有一定的效果。具体效果如图一所示。

如图一所示，放入这三种碳源颗粒的实验水体中总氮的含量都呈逐渐降低的趋势，但是去除率较小。其中在第四天的时候10%淀粉+90%石蜡颗粒和10%淀粉+10%蔗糖+80%石蜡的实验水体中总氮都呈现了增加的趋势，20%淀粉+80%石蜡颗粒实验水体中总氮一直呈现出降低的趋势，去除效果最好。

图一水体中总氮的含量变化情况

图二水体中总磷的含量变化情况

(二)水体中总磷释放情况

水体总磷含量的变化与总氮含量的变化彼此相关，通过对放入以石蜡为骨料所造的碳源颗粒的实验水体中总磷的监测，可以发现所造碳源填料对水体中的总磷是有影响的，具体影响如图二所示。

如图二所示，这三种所造颗粒的实验水体中总磷的变化趋势大致相同，都呈现出逐渐降低的趋势。相比来看放入10%淀粉+90%石蜡颗粒和20%淀粉+80%石蜡颗粒的实验水体中总磷的变化趋势相似，具有相对好的除磷效果，从第一天到第四天实验水体中总磷逐渐降低，磷被去除。在第五天时总磷含量升高，进行了释磷，随后降低最后趋于平稳。而放入10%淀粉+10%蔗糖+80%石蜡颗粒的实验水体的总磷含量一直呈现出下降的趋势，与另两种颗粒相比效果较差。