硝酸鈣在水環境治理中的
作用機理及應用現狀
摘要受污染底泥的修複已經成為水環境整治中的重要組成部分,在底泥中注入硝酸鈣則是近十多年來發展起來的一種污染底泥原位處理技術。本文全面分析了硝酸鈣在水環境治理中消除水體黑臭現象、去除有機物以及抑制磷的釋放的機理,并介紹了這一技術在國内外的研究和應用狀況。
關鍵詞硝酸鈣底泥作用機理應用現狀
1、前言
近年來深圳加大了對觀瀾河、龍崗河、坪山河、深圳河等主要河流以及深圳、西麗等主要水庫的整治力度,水環境正逐步得到改善,但仍然存在一些問題,如深圳河的污染問題至今未有較大的進展,河水黑臭現象嚴重。市政府制定了《珠江流域(深圳)水環境綜合整治實施方案》,提出力争用3年時間,使深圳河水系達到不黑不臭的程度。由于深圳市的河流普遍缺乏清潔水源供給,并且污水處理的廣度和深度仍有待完善,實現這一目标,難度仍然很大。
有專家提出了一些方案,例如從大鵬灣引海水沖刷深圳河。該法有可能在短期内就能顯著改善污染現狀,但從長期來看,除可能對生态環境造成一些影響外,尚有其他不足:(1)目前深圳控制外源性污染的力度還待加強,許多污水未經處理就排放入水體,這會導緻河流水質的重新惡化;(2)引水沖刷不能從本質上控制河流底泥污染,即内源污染。河流以及水庫底泥中積累了大量的有機污染、重金屬、氮磷等污染物,其含量往往比背景值高幾個數量級。而底泥與上覆水體之間不斷進行着物質交換,底泥中的污染物會被重新釋放出來,從而引起或者加劇水體的惡化,成為水體的内源污染。
如何改善水體水質,目前國内外已經發展了物理、化學、生物等多種技術,向底泥中注入硝酸鈣溶液即為其中應用較多、效果較好且見效較快的技術之一。本文主要分析和介紹該技術的作用機理和應用狀況。
2、硝酸鈣的作用機理
底泥中有機物的溶出會導緻水中溶解氧的下降,氮磷的釋放會造成水體的富營養化,底泥中的微生物在缺氧情況下分解有機物會産生硫化氫臭氣問題。因此,受污染底泥會嚴重影響到上覆水體的水質,底泥處理已成為水環境治理中的重要組成部分。
而在底泥中注入硝酸鈣,則對水環境中有機物、磷和硫化物均有降解或抑制作用,并且不容易影響水體生物,效果更加持久。其作用機理分析如下:
2.1去除黑臭現象
水體發黑主要與吸附了FeS的帶負電荷膠體懸浮顆粒有關,且腐殖質是吸附構成絡合物的主要組成。含硫、氮等有機物降解時逸出的NH3、H2S等能使水體發黑變臭。
而硫化物的産生主要源于硫酸鹽。硫酸鹽在水中含量較大,尤其是水體受到工業污染之後。缺氧環境下,底泥微生物利用硫酸根離子作為電子受體,産生H2S,**終散發到大氣中。用方程式表示為:
采用硝酸鈣去除黑臭現象的主要機理在于不同電子受體參與生物降解反應所需氧化還原電位的不同。一般微生物作用的電子受體為氧、硝酸鹽、硫酸鹽和碳,各自氧化還原電位的大小次序及半反應式見圖1。
備案号:豫ICP備19031176号-1
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