普通與精制無紡布對富營養化河水中TN?TP的去除效果

李驊 吳夢婷 吳文澤 李金梅 李曉玲 蔣建勛 王海

摘要[目的]研究不同材質無紡布材料對富營養化河水中污染物的去除效果。[方法]研究了普通無紡布（普紡）和精制無紡布（精紡）處理對富營養化河水總氮（TN）與總磷（TP）的去除效果。[結果]隨著處理時間的延長，2種處理下水體中TN、TP含量均逐漸降低，并趨于穩定。試驗期間，普紡處理對TN、TP的去除率為41.39%與39.27%，而精紡處理對TN、TP的去除率為52.98%與68.68%，均顯著高于對照（污染自然降解）處理。[結論]吸附材料精紡對富營養水體具有較好的處理效果，可以用于富營養水體治理。

關鍵詞富營養化；吸附；去除率；無紡布

中圖分類號X522文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）08-0055-03

Removal Effect of Ordinary Nonwoven Fabric and Refined Nonwoven Fabric on Eutrophic River Water

LI Hua，WU Mengting，WU Wenze，WANG Hai* et al（School of Life Sciences，Shaoxing University，Shaoxing，Zhejiang 312000）

Abstract[Objective]To study the removal effect of pollutants in eutrophic river water by different materials nonwoven.[Method]Total nitrogen （TN） and total phosphorus （TP） removal rate in eutrophication water was studied by ordinary nonwoven and refined nonwoven.[Result]The contents of TN and TP of water in the two treatments were reduced，and stable with the extension of processing time.During the experiment，removal rates of TN and TP with the common nonwoven fabric and refined nonwoven fabric were 41.39% and 41.39%，52.98% and 68.68%，respectively，which were significantly higher than the control （natural pollution degradation）.[Conclusion]Refined nonwoven fabric can be used in eutrophication water treatment and will have a good removal effect.

Key wordsEutrophication；Adsorption；Removal rate；Nonwoven fabric

近年來，隨著居民生活水平的不斷提高，產生了大量的生活污水[1]。同時，農藥、化肥的濫用也形成了大量農田面源污染[2]。生活污水、農田面源污水包含大量氮、磷等營養元素[3]，如果大量排入水中不斷富集會導致河水的富營養化，對水生態環境造成極大破壞。研究表明，水體富營養化會引起藻類大量蔓生，使水中溶解氧降低，進而導致水生生物大量死亡，水質進一步惡化等[4]。富營養化水體中還含有硝酸鹽和亞硝酸鹽，如果作為人畜飲用水源，存在安全隱患[5]。我國是世界上嚴重缺水的國家和地區之一，人均水資源稀少[6]，并且近年來我國河水富營養問題越來越嚴重，因此，解決水體富營養化對我國水資源的保護與利用顯得尤為迫切。

目前已有的解決河水富營養化問題的方法中普遍存在去除率低、副產物污染、投資高和耗時久等缺點[3-5]，因此尋找快捷有效的去除方法成為研究熱點。近年來，有學者利用吸附材料無紡布去除污染物，結果表明，無紡布對營養物及微生物有良好的吸附能力，對污染物有較好的去除能力[7-9]。紹興地區的紡織行業發達，可獲得大量廉價的透氣性、吸濕性和透光性較好的無紡布材料，該材料兼具可循環利用與回收等優點，適宜紹興富營養化河水的治理研究。筆者通過研究不同材質無紡布材料對富營養化河水污染物的去除效果，以期為解決河道富營養化治理提供科學依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗選擇紹興文理學院南山校內河流水體為研究對象。由于校園附近居民生活污水的影響，加上河水循環不暢導致水體水質不斷下降。試驗前不同時間段取樣6次（每月取樣1次），并在紹興文理學院環境科學實驗室測定水體各項基本指標。河道水體總氮（TN）量均值為（53.40±2.80） mg/L，總磷（TP）含量均值為（0.63±0.04） mg/L，化學需氧量（COD）均值為（210.70±12.10） mg/L，五日生化需氧量（BOD5）均值為（120.00±16.70） mg/L，平均pH為6.90±0.40，屬于富營養化水體。

試驗選擇2種吸附材料，即普通無紡布材料（簡稱“普紡”，厚0.5 cm）與精制無紡布材料（簡稱“精紡”，厚1.1 cm），由浙江博覽生態紡織科技有限公司提供。

1.2試驗設計

試驗分為2個階段：第1階段將無紡材料分別剪成5 cm ×10 cm、5 cm ×30 cm、10 cm ×30 cm、10 cm ×50 cm、30 cm×50 cm 5個尺寸，比較不同吸附面積對污染物的去除效果（富營養河水5 L，試驗持續12 d，設置普紡、精紡2個處理）；第2階段，在第1階段吸附面積選擇的基礎上，比較不同處理對富營養化水體污染的去除效果[富營養河水49 L，試驗持續35 d，設置對照處理（CK，污染自然降解）、普紡、精紡3個處理]。每7 d取樣1次，所有試驗處理均重復5次。

1.3測定項目與方法

試驗水樣TN、TP等均在紹興文理學院環境科學實驗室完成測定。TN含量采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定[10]，TP含量采用過硫酸鹽氧化法測定[10]。

1.4計算與統計分析污染去除率用下式計算：

y=（Ci-C0）/C0×100%

式中，C0 為初始濃度，Ci為取樣濃度。所有指標均測定重復6次，數據用平均值±標準差表示，用統計軟件SPSS 16.0統計分析。

2結果與分析

2.1材料吸附面積對河水去污能力的影響由表1可知，不同面積吸附材料具有不同的去污能力。其中，普紡對TP、TN的去除率分別為9.2%～28.9%、11.9%～29.1%，而精紡對TP、TN的去除率分別為14.1%～33.2%、13.1%～34.9%。10 cm×50 cm與30 cm×50 cm的吸附面積均表現出較好的去污效果，并優于其他面積吸附材料的去除率，但是從節約材料的角度分析，10 cm×50 cm的吸附面積去污效果最佳。第2 階段，采用該吸附面積開展試驗（按照處理污水量添加7倍的吸附材料量）。

2.2吸附材料對富營養化河水中TN的去除效果

由圖1可見，與CK相比，隨著處理時間的延長，2種吸附材料對水體TN含量的影響均表現出先降低后穩定的趨勢，其中精紡處理比普紡處理下降幅度更大。從圖2可見，隨著處理時間的延長，2種材料對水體TN的去除率表現出先升高后略下降的趨勢，而精紡處理TN的去除率大于普紡處理，這表明精紡處理比普紡處理可以去除水體中更多的TN，這可能是由于精紡材料較厚，比普紡處理具有更好的吸附容量，并且無紡布還可以作為載體促進微生物的形成及生長[7-8]來去除TN。但是隨著處理時間的延長（超過28 d），水體TN含量稍微升高（圖1），這可能是由于吸附達到極限，如果進一步延長處理時間，部分吸附的污染物質會慢慢釋放進入水體。因此，在富營養河水處理過程中，要根據河水的水質情況，定期（約30 d）更換吸附材料才能保證較好的處理效果。

2.3吸附材料對富營養化河水中TP的去除效果

由圖3可見，隨著處理時間的延長，2種吸附材料對TP含量的影響均表現出先降低后穩定的趨勢，其中精紡處理的TP含量比普紡處理下降幅度更大，而CK的TP含量基本穩定。由圖4可見，隨著處理時間的延長，2種材料對水體TP的去除率表現出先升高后略下降的趨勢，而精紡處理比普紡處理具有更高的TP去除率，這可能是精紡材料較厚，比普紡處理具有更好的吸附容量。然而，隨著處理時間的延長（超過28 d），水體TP含量卻開始稍微升高（圖3），這可能是吸附材料具有

一定的污染物吸附極限，如果延長處理時間，一些吸附的污染物質會逐漸釋放進入水體。因此，在富營養河水處理過程中，要根據河水的水質情況，定期（約30 d）更換吸附材料，以保證較好的處理效果。

3結論

通過2種吸附材料對富營養化河水中TN與TP的去除研究表明，與對照相比，普紡與精紡處理均可以降低富營養化河水中TN與TP的含量，其中精紡具有更高的凈化處理效率，可以用于富營養水體治理。但是要根據河水的水質情況，定期更換吸附材料才能保證較好的處理效果。總之，無紡布材料易于獲取，今后在河水富營養化處理中可以優選精紡作為吸附材料用于污染治理。

參考文獻

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