雨水滞留池载铜沸石基质除菌性能研究

作     者：单灵婕 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王秀蘅

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

主      题：雨污混流水 雨水滞留池 载铜沸石 除菌性能 

摘      要：城市水体病原微生物污染是公众及环境安全潜在的威胁。在采用合流制排水系统的城市老城区,雨水径流往往受到生活污水的污染,雨污混流水中病原微生物含量高,将加重城市水体的病原微生物污染。在现有的雨水径流除菌技术中,生物滞留池更具优势;添加除菌基质可以显著提高其除菌性能。但生物滞留池用于受污染雨水径流的除菌研究及除菌基质的性质研究仍有不足。针对以上问题,本文首先制备载铜沸石、载银沸石作为除菌基质,并对载铜沸石的制备条件进行优化;设计摇瓶试验与雨水滞留池试验考察细沙、载银沸石、载铜沸石对大肠杆菌菌液与雨污混流水的除菌效果;选择效果最好的载铜沸石柱,考察降雨强度、进水水质对其除菌效果的影响。主要结论如下:在三个制备条件中,相比于焙烧时间,搅拌温度和搅拌时间对载铜量的影响更显著。载铜沸石的最佳制备条件为:与CuCl溶液的搅拌时间为2小时、搅拌温度为80℃、焙烧时间为2小时,制得的载铜量为7.04 mg/g。在负载金属离子后,沸石的比表面积和孔容有一定增加,孔径略有减小;沸石的结构未发生改变,但表面的小颗粒更多,表面粗糙度增加。以细沙、载银沸石、载铜沸石为考察对象,大肠杆菌菌液与雨污混流水的摇瓶试验及滞留池柱试验结果表明,大肠杆菌去除率从高到低为载铜沸石(柱)、载银沸石(柱)、细沙(对照柱);水中COD、TN、TP等其他物质降低了基质的大肠杆菌去除率。当进水大肠杆菌浓度分别10、10、10 CFU/L时,两种沸石柱均保持了较高的去除率(88.84±2.04%以上)。对比试验结果表明,添加除菌介质可以显著提高滞留池的除菌效果;在相似的制备条件下,载铜沸石的除菌效果好于载银沸石,更适合作为雨水滞留池基质。随着降雨强度及水中COD、TP、TN等其他物质浓度的增加,载铜沸石柱的大肠杆菌去除率逐渐下降。对于大雨以下(30 mm/6h)的降雨强度及污染程度在中等(COD、TP、TN浓度分别为398.05±1.53 mg/L、3.52±0.05 mg/L、31.95±0.04mg/L)以下的雨污混流水,载铜沸石柱的大肠杆菌去除率仍在89.67%以上。载铜沸石柱串联使用后,其出水大肠杆菌浓度降低至5.25±1.48 CFU/m L,去除率达到99.48%,低于地表V类水标准。