基本信息
- 项目名称：
- 改性凹凸棒石净化城市中小型景观水体的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 该项目是由7名同学共同努力完成的。采用5种方法改性凹凸棒石，分别助凝PAC强化净化城市中小型景观水，分析比较各自助凝效果；复配两种改性凹凸棒石，按不同比例投加助凝PAC强化净化城市中小型景观水，分析比较助凝效果。通过试验研究，找出了适合城市中小型景观水体净化的凹凸棒石改性方法及处理参数。
- 详细介绍：
- 作品属于自然科学类学术论文，是由7名同学共同努力完成的集体项目。在指导老师的帮助下，大部分工作是由学生完成。该项目的目的是通过试验研究找出比较适合城市中小型景观水体的净化技术。项目的试验方案如下：1、对预处理后的凹凸棒石原土分别进行酸改性、十六烷基三甲基溴化铵改性、氯化钠改性、硫酸铝改性和氯化钠-硫酸铝联合改性试验，得到相应的改性凹凸棒石；2、进行单独使用PAC混凝净化景观水体试验；3、进行将各种改性凹凸棒石按不同的投加量分别助凝PAC净化景观水体试验；4、进行十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒石和氯化钠改性凹凸棒石、氯化钠改性凹凸棒石和硫酸铝改性凹凸棒石按不同复配比例助凝PAC净化景观水体试验；5、分析比较改性凹凸棒石的改性助凝净化水质的效果，找出最适合助凝净化城市中小型景观水体的改性凹凸棒石及处理参数。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：通过试验研究，找出一种比较适合城市中小型景观水体的净化技术。 基本思路：1、对预处理后的凹凸棒石原土分别5种改性试验；2、单独使用PAC混凝净化景观水试验；3、将各种改性凹凸棒石按不同的投加量分别助凝PAC净化景观水试验；4、HDTMA改性和氯化钠改性凹凸棒石、氯化钠改性和硫酸铝改性凹凸棒石按不同复配比例助凝PAC净化景观水试验；5、分析实验数据，撰写作品。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：通过对凹凸棒石的改性，能够疏通天然凹凸棒石的分子孔道中存在一些杂质，改变原来的水处理特性，增加其交换容量。改性凹凸棒石可与污染物质絮体相吸附，起到颗粒间的架桥作用，能够起到很好的助凝效果。先进性：○1有较好处理效果。○2运行成本低。○3占地面积小，投资少。独特之处：对原土凹凸棒石进行了几种有机和无机的改性，并采用改性凹凸棒石强化助凝PAC净化城市景观水体。
应用价值和现实意义
- 城市景观水体的水质恶化日趋严重，改性凹凸棒石助凝强化净化景观水体技术投资小，占地面积小，运行成本低，不会产生二次污染，有较好处理效果。因此，该项目具有很好的市场前景，实际应用价值较高。 该项目技术研发的推广，能够大大改善城市中小型景观水体水质，创造良好的水景观及水文化，达到改善环境质量，保障人民健康，促进区域经济又快又好发展，缓解社会矛盾，维护社会稳定的目的。
学术论文摘要
- 通过酸、HDTMA（十六烷基三甲基溴化铵）、NaCl、Al2(SO4)3及NaCl-Al2(SO4)3分别改性原土凹凸棒石，考察了其助凝聚合氯化铝（PAC）净化城市景观水体的效果。结果表明：各种改性凹凸棒石均能够有较好的强化助凝效果。当PAC投量为60 mg•L-1时，HDTMA改性凹凸棒石助凝净化COD的效果最好，去除率高达84 %；Al2(SO4)3处理TP的效果最好，去除率高达99 %；各种凹凸棒石助凝净化NH4+-N的效果相差不大；NaCl-Al2(SO4)3改性凹凸棒石助凝净化后的浊度去除率最高，达97 %。投加原土及各种改性凹凸棒石后，相对于单独使用PAC混凝处理，沉淀污泥体积都大幅度减小，降低了后续污泥处理难度。当投加剂量为1 g，NaCl改性凹凸棒石和Al2(SO4)3改性凹凸棒石的复配比例为1∶2时，综合净化效果最好，对COD、TP、NH4+-N和浊度的去除率分别为80 %、98 %、18 %和95 %，净化后水质符合《再生水回用于景观水体的水质标准》（CJ 95-2000）。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 材料所报内容属实，无抄袭现象。
参考文献
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同类课题研究水平概述
- 景观水体的污染程度越来越严重，因此对景观水体进行污染治理及水质改善已迫在眉睫。目前国内外常见的城市景观水体修复技术主要包括物理修复、化学修复以及生物-生态修复技术。 1、城市景观水体的主要物理修复技术 控制点、面源污染。严禁生活污水排入景观水体，禁止游人乱丢垃圾，严格控制水中鱼饵的投放量，定期对水面杂物清理等，这样能够有效控制和减少各种污染源的污染。 底泥环境疏浚修复。污染的底泥是水体潜在的污染源，容易造成二次污染。目前，使用挖泥船对于小水域的景观水体进行底泥的疏浚时，底泥容易被泛起。另外，再加上费用较高，所以底泥疏浚修复不是修复污染水体最有效的方法。 曝气修复。城市景观水体的曝气修复是用压缩空气向水体底部曝气，进行人工复氧，这种方式可以在不改变水体分层的状态下，提高溶解氧浓度，加快污染物质的氧化速度。但此方式运行费用较高，且影响景观效果。 2、景观水体的主要化学修复技术 化学除藻。传统的除藻方法是投加硫酸铜等化学药品，但是该方法不能去除N、P等营养盐，所以无法从根本上解决水体的富营养化现象。另外，化学药品不可长期使用，否则会造成生物富集和生物放大，所以化学除藻只是一种应急措施。 沉淀除磷。向水中投放碳酸钙、明矾等试剂，可使水中磷沉淀，延缓底泥中磷的释放。但当出现温度升高、酸性或碱性等有利于钙、铝等不溶性磷酸盐沉淀物溶解的条件时，磷就会重新释放出来，所以，该方法也只能作为临时应急措施使用，不可长期使用。 3、景观水体的主要生物修复技术 微生物修复。有效微生物修复是在被污染的水体中投加有效微生物，有效微生物在生长过程中，能迅速分解污水中有机物，同时依靠相互间共同繁殖，激活水中其他有净化功能的水生生物，通过这些生物的结合效应，从而达到净化与恢复水体的目的。但有效微生物费用较高。 水生植物修复。通常用作水体修复的水生植物有沉水植物、挺水植物、浮叶植物和湿生植物，它们主要通过根、茎、叶来吸收水和底泥中的污染物。有些水生植物如凤眼莲虽然对重金属等多种有毒物有很强的净化功能，但其繁殖快，蔓延迅速，腐烂后易造成水体的富营养化，因此需要及时打捞以其控制生长。 人工湿地修复。人工湿地主要利用自然生态系统的物理、化学、生物的共同作用来实现对污水的净化。人工湿地有良好的经济效益和生态效益，是提高水体水质的有效方法。但其占地面积较大，城市小型景观水体不宜采用。
