CN106044919A - 一种提高河水中氨氮去除率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提河水中氨氮去除率的方法，其特征在于：以天然沸石粉为原料，以水泥为粘结剂，以铝粉、石灰和表面活性剂为发泡剂，经配料、混合、成型、切割、蒸压养护，制备获得沸石加气混凝土砌块；以所述沸石加气混凝土砌块构筑排水沟渠或者小河沟的渗透坝，含氨氮的河水从沟渠或渗透坝中流过；沸石加气混凝土砌块既具有选择性吸附水中氨氮的功能，又是高效的微生物载体材料，一方面在排水期间或者排水高峰期把水中的氨氮离子交换吸附去除，另一方面在排水间歇期或者排水低峰期负载的微生物把氨氮转化为硝酸盐实现其中的沸石再生。

Description

一种提高河水中氨氮去除率的方法

一、技术领域

本发明涉及降低农业面源污染和污染河水净化方法。

二、背景技术

随着城市化发展、水污染的加剧，我国地面水体普遍发生富营养化。城市河流和景观水体大多处于劣五类，其中最常超标的污染物是氨氮。这就要求对排水沟渠和受污染河流加强脱氨氮处理。目前对河水中氨氮处理主要通过河床曝气加速氨硝化，或者通过生态修复方式，如生物浮床、浮岛等提高河流自净化能力，降低水体的营养元素。曝气方式需要较大的投入和运行费用，生物浮床、浮岛转化氨氮的速率较低，对具有排洪功能的河沟不宜使用。

三、发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种提高河水中氨氮去除率的方法。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明提高河水中氨氮去除率的方法，其特点在于：以天然沸石粉为原料，以水泥为粘结剂，以铝粉、石灰和表面活性剂为发泡剂，经配料、混合、成型、切割、蒸压养护，制备获得沸石加气混凝土砌块；

以所述沸石加气混凝土砌块构筑排水沟渠或者小河沟的渗透坝，含氨氮的河水从沟渠或渗透坝中流过；所述沸石加气混凝土砌块既具有选择性吸附水中氨氮的功能，又是高效的微生物载体材料，一方面在排水期间或者排水高峰期把河水中的氨氮离子交换吸附去除，另一方面在排水间歇期或者排水低峰期负载的微生物硝化菌把氨氮转化为硝酸盐实现其中的沸石再生。排水沟渠和小河沟一般都具有间歇性排水的特点。

其中：天然沸石粉、水泥、发泡剂的质量比为100:20:1.5；构成所述发泡剂的铝粉、石灰和表面活性剂的质量比为1:50～80:5～10；具体的，所述沸石加气混凝土砌块按如下步骤进行制备：

将天然沸石破碎、过0.1mm筛，获得天然沸石粉；按配比将铝粉、石灰和表面活性剂混合，获得发泡剂；按配比将天然沸石粉、发泡剂和水泥混合，得混合料；

将混合料浇注成型、切割，然后放入蒸压养护釜内以180℃的温度、以12Mpa的压力养护15h，即获得沸石加气混凝土砌块。

本发明提高河水中氨氮去除率的方法，其突出效果体现在以下几个方面：

1、本发明以天然沸石为主要原料，制作沸石加气混凝土砌块的成本较低，制备方法简单、成熟，可以利用现有的粉煤加气混凝土砌块的设备生产沸石加气混凝土砌块，投资较低。

2、本发明沸石加气混凝土砌块中沸石颗粒小，砌块孔隙率高，沸石选择性吸附氨氮速率快、容量大；砌块外表面和内部负载硝化菌量大，硝化速率高。这些特点决定了用沸石加气混凝土砌块构筑排水沟渠或者小河沟的渗透坝具有较高的氨氮去除效率。

3、本发明利用了沟渠和小河沟具有水流间歇性的特点，吸附和再生在排水的间歇中自发进行，无需动力，无运行和设备维护费用。

四、具体实施方式

实施例1

选择天然斜发沸石矿石，破碎、过0.1mm筛，获得天然沸石粉；按质量比1:80:10将铝粉、石灰和表面活性剂混合，获得发泡剂；按质量比100:20:1.5将天然沸石粉、水泥和发泡剂混合，得混合料；将混合料浇注成型初凝1～2h，用钢丝切割机从纵、横、水平三个方向切割成为砌块(长度为600mm，宽度为100mm、125mm、150mm、200mm、250mm、300mm、120mm、180mm、240mm等规格，高度为200mm、250mm、300mm等规格)，而后放入蒸压养护釜内12Mpa压力下、180℃温度下蒸汽养护15h，获得沸石加气混凝土砌块。

用沸石加气混凝土砌块构建河沟的渗透坝。渗透坝的高度高出河沟正常水位之上30cm，渗透坝的长度等于河沟宽度，宽度为50m。砌块之间留出10cm的宽大缝隙，并以错缝方式用水泥砂浆砌筑。

含氨氮的河水以渗透方式从坝体内的缝隙曲折流过，水中的氨氮被砌块中的沸石吸附去除，同时砌块表面和内部附着的硝化菌利用水中的溶解氧和空气中氧氧化氨氮为硝酸盐。当河水流量大时，以吸附去除氨氮为主；当河水流量小时，渗透坝前和坝体内部水位下降，坝体砌块暴露在空气中，微生物利用空气中的氧完成吸附氨氮的氧化实现沸石再生，此时以再生作用为主。随着河水流量的波动，渗透坝吸附去除氨氮和再生自发地周期性循环。氨氮去除率随河水流量变化，经检测河水流过一个加气混凝土渗透坝的氨氮去除率在50～90％。

实施例2

选择天然斜发沸石矿石，破碎、过0.1mm筛，获得天然沸石粉；按质量比1:50:5将铝粉、石灰和表面活性剂混合，获得发泡剂；按质量比20:4:1将天然沸石粉、水泥和发泡剂混合，得混合料；将混合料浇注成型初凝1～2h后，用钢丝切割机从纵、横、水平三个方向切割成为砌块(长度为600mm，宽度为100mm、125mm、150mm、200mm、250mm、300mm、120mm、180mm、240mm等规格，高度为200mm、250mm、300mm等规格)，而后放入蒸压养护釜内12Mpa压力下、180℃温度下蒸汽养护15h，获得沸石加气混凝土砌块。

用沸石加气混凝土砌块构建排水沟渠，沟渠宽度50～100cm，沟渠深度基本等于砌块高度的2倍。排水从沟渠中流过，水中的氨氮被砌块中的沸石吸附去除，同时砌块表面和内部附着的硝化菌利用水中的溶解氧和空气中氧氧化氨氮为硝酸盐。当排水沟流量大时，以吸附去除氨氮为主；当水流量小时甚至断流时，坝体砌块暴露在空气中，砌块附着微生物利用空气中的氧转化沸石吸附的氨氮为硝酸盐实现沸石再生。随着沟渠水流量的波动，砌块吸附除氨氮和微生物再生自发地周期性循环。氨氮去除率随水流速度以及流过沸石加气混凝土砌块构建排水沟渠长度而变化，排水沟渠长度超过500m，氨氮去除率可达到75％以上。

Claims (3)

1.一种提高河水中氨氮去除率的方法，其特征在于：以天然沸石粉为原料，以水泥为粘结剂，以铝粉、石灰和表面活性剂为发泡剂，经配料、混合、成型、切割、蒸压养护，制备获得沸石加气混凝土砌块；

以所述沸石加气混凝土砌块构筑排水沟渠或者小河沟的渗透坝，含氨氮的河水从沟渠或渗透坝中流过；所述沸石加气混凝土砌块既具有选择性吸附水中氨氮的功能，又是微生物载体材料，一方面在排水期间或者排水高峰期把河水中的氨氮离子交换吸附去除，另一方面在排水间歇期或者排水低峰期负载的微生物把氨氮转化为硝酸盐实现其中的沸石再生。

2.根据权利要求1所述的提高水中氨氮去除率的方法，其特征在于：天然沸石粉、水泥、发泡剂的质量比为100:20:1.5；构成所述发泡剂的铝粉、石灰和表面活性剂的质量比为1:50～80:5～10。

3.根据权利要求1或2所述的提高水中氨氮去除率的方法，其特征在于：所述沸石加气混凝土砌块按如下步骤进行制备：

将天然沸石破碎、过0.1mm筛，获得天然沸石粉；按配比将铝粉、石灰和表面活性剂混合，获得发泡剂；按配比将天然沸石粉、发泡剂和水泥混合，得混合料；

将混合料浇注成型、切割，然后放入蒸压养护釜内以180℃的温度、以12Mpa的压力养护15h，即获得沸石加气混凝土砌块。