检索结果-南通市图书馆

水污染问题已成为我国三大水危机之一,而大量未经处理的农村生活污水直接排入受纳水体是引发水污染的主要污染源。为了切实加大源头与末端的水污染防治力度,近年来国家多部委先后颁布了多个文件,提倡采用生态绿色清洁技术进行水污染的源头防控与末端治理。在此大背景下,开展利用太阳能的石墨烯光催化材料在水污染治理中的应用研究契合国家政策导向,具有重要研究意义与良好应用前景。本论文首先为了从源头上防控水污染,以厦门农村为例调查了农村生活污水水质情况,并根据其水质特征提出应用石墨烯光催化技术的新治理策略,并开展了3种市贩石墨烯光催化材料对生活污水的水质净化效果对比研究。其次,针对河、湖、水塘等地表水污染的末端治理问题,开展了市贩石墨烯光催化材料在不同铺设面积、不同铺设深度以及低温条件下对污染水体的水质净化效果研究。最后将室内研究成果应用于实际的富营养化池塘的现场治理工程中。通过这些研究,获得如下主要结论:(1)通过对厦门市岛外4个区的12个农村进行农村生活污水水质调查,得出厦门岛外四个区的12个农村采样点其COD、BOD、TN、NH-N、TP、pH总体平均值分别为188mg/L、66.5 mg/L、21.2 mg/L、11.8 mg/L、1.78 mg/L、7.69。发现农村生活污水具有有机污染物含量不高,生化性较好,但大多存在低碳氮比,部分存在低碳磷比,难以进行生物脱氮除磷的水质特征。建议农村地区中人口密度低、耕地面积多的第二类农村以不需要脱氮除磷的农灌标准为处理目标,简单采用铺设石墨烯光催化材料的新型氧化塘这类无动力技术措施进行处理并回用于农田。(2)通过开展3种不同市贩石墨烯光催化材料对生活污水的净化效果对比研究,得出黑色款石墨烯光催化材料的水质净化效果最佳,其对污水中的COD、NH-N、TP的去除率分别为77.4%、97.2%、91.2%,DO为初始浓度的54.9倍。净化后的水质满足农灌标准中的旱作、水作、a类及b类蔬菜的水质标准。表明利用石墨烯光催化材料构建新型氧化塘处理农村生活污水并回用于农田的治理新策略具备良好的可行性。(3)通过开展市贩石墨烯光催化材料在4种不同铺设面积比(100%、70%、50%、30%)条件下对污染水体的水质净化效果对比研究,得出最佳铺设面积比为70%,其对COD的去除率比空白对照组高出75.08%,并具有一定的抑藻效果。虽然铺设面积比为50%的净化效果略逊于面积比为70%,但它在实际的大面积污染水体治理运用中可节约大量石墨烯光催化材料的费用,综合考虑成本与净化效果,在实际工程运用中,面积比为50%更具有实际应用上的优势。(4)通过开展市贩石墨烯光催化材料在3种不同铺设深度(水面0 cm,水面下15 cm和水面下30 cm)条件下对污染水体的水质净化效果研究,得出最佳铺设深度为0 cm,净化效果总体上随着铺设深度的增加而降低。3种铺设深度的实验组对COD去除率比空白对照组的去除率分别高出47.9%、39%、19.5%。在实际工程运用中,对于景观性需求很大的特殊场景,可考虑将材料铺设在水面下15 cm进行水体治理。(5)通过在厦门冬季开展低温条件下(水温4℃～15℃)市贩石墨烯光催化材料对污染水体的水质净化效果研究,得出黑色石墨烯光催化材料在低温条件下仍对污染水体具有较明显的净化效果,实验组对COD的去除率比空白对照组的去除率高出31.1%。可见,在南方冬季仍然可以采用石墨烯光催化材料治理水体污染。(6)将净化效果最佳的市贩黑色款石墨烯光催化材料按费效比最佳的铺设面积比50%、最佳铺设深度0 cm的方式铺设到实际的富营养化池塘,经过9天治理,COD与TN具有显著的去除效果,去除率分别达到了48.0%、69.5%,DO也显著得到提升,为初始DO值的1.27倍。可见,所遴选的最佳黑色石墨烯光催化材料,费效比最佳铺设面积比50%和最佳铺设深度0 cm,具有良好的实际应用效果。

关键词：石墨烯光催化水污染农村生活污水绿色清洁技术

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基于MIKE 11模型的石墨烯可见光催化技术组合净化城市水体的模拟实验研究

基于MIKE 11模型的石墨烯可见光催化技术组合净化城市水体的模拟...

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作者：马雅妮合肥工业大学

学位级别：硕士

针对城市水体传统治理技术的局限性,研究以石墨烯光催化技术为核心的组合工艺对城市水体的治理效果,以南淝河为例,将主要污染因子氨氮和总磷作为模拟指标,基于MIKE11水质模型的水动力模快(HD)、降雨径流模块(NAM)以及对流扩散模块(AD)... 详细信息

针对城市水体传统治理技术的局限性,研究以石墨烯光催化技术为核心的组合工艺对城市水体的治理效果,以南淝河为例,将主要污染因子氨氮和总磷作为模拟指标,基于MIKE11水质模型的水动力模快(HD)、降雨径流模块(NAM)以及对流扩散模块(AD)构建水动力水质耦合模型,提出三种不同方案(污水处理厂提标改造、石墨烯光催化技术以及两者结合)来对污染城市水体的水质改善效果进行模拟分析。研究内容及主要结论如下:(1)应用MIKE11水质水动力模型的水动力模块(HD)、降雨径流模块(NAM)以及对流扩散模块(AD),建立南淝河河流水质模型,模拟主要污染物氨氮和总磷的时空演变规律。结果显示:将模型在上边界模拟出的流量数值与上边界实测流量数值进行比较后得其相关系数为0.905,将模型在施口断面模拟出的氨氮数值与实测数值进行比较后得其相关系数为0.956,说明本次建立的模型的模拟结果与实测数据误差较小、较为真实可靠,可正确反映南淝河的水动力条件以及河段污染因子的时空变化情况。(2)基于率定后的MIKE11模型,模拟污水处理厂提标改造、石墨烯光催化技术以及两者结合的不同方案对于污染河段水质改善的效果。模拟结果表明:应用石墨烯光催化氧化技术结合污水处理厂提标改造措施对河流水质改善效果最为显著,国控断面—施口断面氨氮达标天数为350d,总磷达标天数为365d,氨氮的达标率为95.89%,总磷全年达标,基本满足其水质要求。(3)根据MIKE11模型的模拟结果,可以为南淝河以及其他类似河流水污染治理方案和工艺的选择和确定提供新科学依据和应用参考,为污染城市水体的治理提供了新的可行性方法。

关键词：南淝河 MIKE11模型石墨烯光催化水质改善

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