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生态混凝土在治理水污染工程中的应用

2019-10-16 09:19:09

生态混凝土在治理水污染工程中的应用
生态混凝土具有良好的透水性,这主要是因为它通常用粗骨料而不用细骨料,从而在混凝土内形成很多的连通孔。依靠多孔混凝土具有的物理、化学以及生物作用而达到净水目的。
①物理净化。净水生态混凝土的孔隙率一般为15%~35%,连续空隙的孔径为集料平均粒径的25%~27%,平均空隙直径为4~5mm。在制备生态混凝土的过程中,加入了缓释材料,从而增加了生态混凝土内部的微孔结构而成为了良好的过滤材料。较小的孔径和较大的接触面积使生态混凝土具有良好的过滤和吸附功能,使水质得到净化[4]。
②化学净化。水泥作为混凝土的组成材料之一,当混凝土浸泡在水中或水化过程中都会溶Ca(OH)2。除了能够调节PH值外,还可以作为无机混凝土将水中的悬浮物质絮凝沉淀,在澄清的同时减少了水中的污染物质[5]。混凝土会缓慢的释放镁离子与水中的铵离子发生离子交换,由于巨大的混凝土表面积很容易吸附铵离子,在硝化细菌生物的作用下逐步硝化成氨气。另外,生态混凝土中脱离出来的镁离子,也会和污水中的磷酸根离子反应,生产一种磷酸氢镁三化合物沉淀:
Z2-Mg2++2NH+4→2Z1-NH+4Mg2+
Mg2++HPO2-4+3H2O→MgHPO4.3H2O↓
由于生态混凝土中会缓慢的释放出铝离子,与水结合会形成胶体氢氧化铝,而氢氧化铝会包裹污水中的悬浮物质,通过共同沉淀达到净水的目的。因此,掺加在生态混凝土中的铝、镁离子等缓释性净水材料,不但能够阻缓钙离子的溶出,还能有效去除污水中的营养物质,如氮、磷等[5]。
③生化净化。由于生态混凝土的多孔结构为微生物的生存提供了一个适宜的生存空间,因此,在污水处理过程中,通过吸附各种微生物而形成生物膜。由于生物膜是一种蓬松的絮状结构,因此具有很大的表面积,从而吸附能力很强。流经生态混凝土的污水,吸附以及沉积在生物膜上的有机物质为微生物提供了营养,其中一部分转化为细胞物质而进行繁殖生长,成为生物膜中新的活性物质;另一部分则会转化为排泄物,转化过程中释放的能量供微生物生长。目前已发现有藻类(硅藻类、绿藻类、蓝藻类、涡鞭藻类),细菌类(硝化细菌、甲烷菌、脱氮菌等好养型和厌氧型细菌),原生动物(根足虫类、轮虫类),后生动物等多种生物发挥作用。微生物在生态混凝土中的生化净水方面起到了主要作用。因此,为了适应微生物的生长,不仅要求生态混凝土具有系统的环境温度和PH值,还要为微生物提供足够的生存空间,即足够的表面积。

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