普通与精制无纺布对富营养化河水中TN?TP的去除效果

李骅 吴梦婷 吴文泽 李金梅 李晓玲 蒋建勋 王海

摘要[目的]研究不同材质无纺布材料对富营养化河水中污染物的去除效果。[方法]研究了普通无纺布（普纺）和精制无纺布（精纺）处理对富营养化河水总氮（TN）与总磷（TP）的去除效果。[结果]随着处理时间的延长，2种处理下水体中TN、TP含量均逐渐降低，并趋于稳定。试验期间，普纺处理对TN、TP的去除率为41.39%与39.27%，而精纺处理对TN、TP的去除率为52.98%与68.68%，均显著高于对照（污染自然降解）处理。[结论]吸附材料精纺对富营养水体具有较好的处理效果，可以用于富营养水体治理。

关键词富营养化；吸附；去除率；无纺布

中图分类号X522文献标识码

A文章编号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

近年来，随着居民生活水平的不断提高，产生了大量的生活污水[1]。同时，农药、化肥的滥用也形成了大量农田面源污染[2]。生活污水、农田面源污水包含大量氮、磷等营养元素[3]，如果大量排入水中不断富集会导致河水的富营养化，对水生态环境造成极大破坏。研究表明，水体富营养化会引起藻类大量蔓生，使水中溶解氧降低，进而导致水生生物大量死亡，水质进一步恶化等[4]。富营养化水体中还含有硝酸盐和亚硝酸盐，如果作为人畜饮用水源，存在安全隐患[5]。我国是世界上严重缺水的国家和地区之一，人均水资源稀少[6]，并且近年来我国河水富营养问题越来越严重，因此，解决水体富营养化对我国水资源的保护与利用显得尤为迫切。

目前已有的解决河水富营养化问题的方法中普遍存在去除率低、副产物污染、投资高和耗时久等缺点[3-5]，因此寻找快捷有效的去除方法成为研究热点。近年来，有学者利用吸附材料无纺布去除污染物，结果表明，无纺布对营养物及微生物有良好的吸附能力，对污染物有较好的去除能力[7-9]。绍兴地区的纺织行业发达，可获得大量廉价的透气性、吸湿性和透光性较好的无纺布材料，该材料兼具可循环利用与回收等优点，适宜绍兴富营养化河水的治理研究。笔者通过研究不同材质无纺布材料对富营养化河水污染物的去除效果，以期为解决河道富营养化治理提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验选择绍兴文理学院南山校内河流水体为研究对象。由于校园附近居民生活污水的影响，加上河水循环不畅导致水体水质不断下降。试验前不同时间段取样6次（每月取样1次），并在绍兴文理学院环境科学实验室测定水体各项基本指标。河道水体总氮（TN）量均值为（53.40±2.80） mg/L，总磷（TP）含量均值为（0.63±0.04） mg/L，化学需氧量（COD）均值为（210.70±12.10） mg/L，五日生化需氧量（BOD5）均值为（120.00±16.70） mg/L，平均pH为6.90±0.40，属于富营养化水体。

试验选择2种吸附材料，即普通无纺布材料（简稱“普纺”，厚0.5 cm）与精制无纺布材料（简称“精纺”，厚1.1 cm），由浙江博览生态纺织科技有限公司提供。

1.2试验设计

试验分为2个阶段：第1阶段将无纺材料分别剪成5 cm ×10 cm、5 cm ×30 cm、10 cm ×30 cm、10 cm ×50 cm、30 cm×50 cm 5个尺寸，比较不同吸附面积对污染物的去除效果（富营养河水5 L，试验持续12 d，设置普纺、精纺2个处理）；第2阶段，在第1阶段吸附面积选择的基础上，比较不同处理对富营养化水体污染的去除效果[富营养河水49 L，试验持续35 d，设置对照处理（CK，污染自然降解）、普纺、精纺3个处理]。每7 d取样1次，所有试验处理均重复5次。

1.3测定项目与方法

试验水样TN、TP等均在绍兴文理学院环境科学实验室完成测定。TN含量采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定[10]，TP含量采用过硫酸盐氧化法测定[10]。

1.4计算与统计分析污染去除率用下式计算：

y=（Ci-C0）/C0×100%

式中，C0 为初始浓度，Ci为取样浓度。所有指标均测定重复6次，数据用平均值±标准差表示，用统计软件SPSS 16.0统计分析。

2结果与分析

2.1材料吸附面积对河水去污能力的影响由表1可知，不同面积吸附材料具有不同的去污能力。其中，普纺对TP、TN的去除率分别为9.2%～28.9%、11.9%～29.1%，而精纺对TP、TN的去除率分别为14.1%～33.2%、13.1%～34.9%。10 cm×50 cm与30 cm×50 cm的吸附面积均表现出较好的去污效果，并优于其他面积吸附材料的去除率，但是从节约材料的角度分析，10 cm×50 cm的吸附面积去污效果最佳。第2 阶段，采用该吸附面积开展试验（按照处理污水量添加7倍的吸附材料量）。

2.2吸附材料对富营养化河水中TN的去除效果

由图1可见，与CK相比，随着处理时间的延长，2种吸附材料对水体TN含量的影响均表现出先降低后稳定的趋势，其中精纺处理比普纺处理下降幅度更大。从图2可见，随着处理时间的延长，2种材料对水体TN的去除率表现出先升高后略下降的趋势，而精纺处理TN的去除率大于普纺处理，这表明精纺处理比普纺处理可以去除水体中更多的TN，这可能是由于精纺材料较厚，比普纺处理具有更好的吸附容量，并且无纺布还可以作为载体促进微生物的形成及生长[7-8]来去除TN。但是随着处理时间的延长（超过28 d），水体TN含量稍微升高（图1），这可能是由于吸附达到极限，如果进一步延长处理时间，部分吸附的污染物质会慢慢释放进入水体。因此，在富营养河水处理过程中，要根据河水的水质情况，定期（约30 d）更换吸附材料才能保证较好的处理效果。

2.3吸附材料对富营养化河水中TP的去除效果

由图3可见，随着处理时间的延长，2种吸附材料对TP含量的影响均表现出先降低后稳定的趋势，其中精纺处理的TP含量比普纺处理下降幅度更大，而CK的TP含量基本稳定。由图4可见，随着处理时间的延长，2种材料对水体TP的去除率表现出先升高后略下降的趋势，而精纺处理比普纺处理具有更高的TP去除率，这可能是精纺材料较厚，比普纺处理具有更好的吸附容量。然而，随着处理时间的延长（超过28 d），水体TP含量却开始稍微升高（图3），这可能是吸附材料具有

一定的污染物吸附极限，如果延长处理时间，一些吸附的污染物质会逐渐释放进入水体。因此，在富营养河水处理过程中，要根據河水的水质情况，定期（约30 d）更换吸附材料，以保证较好的处理效果。

3结论

通过2种吸附材料对富营养化河水中TN与TP的去除研究表明，与对照相比，普纺与精纺处理均可以降低富营养化河水中TN与TP的含量，其中精纺具有更高的净化处理效率，可以用于富营养水体治理。但是要根据河水的水质情况，定期更换吸附材料才能保证较好的处理效果。总之，无纺布材料易于获取，今后在河水富营养化处理中可以优选精纺作为吸附材料用于污染治理。

参考文献

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