水窖底泥中氨氮释放动力学模拟
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收稿 日期 ： ２ ０ １ ５—０ Ｉ一１ Ｉ
将所取样 品 自然 风干 ， 用研钵 研磨 ， 使底泥 过
１ ２ ０目 筛后 ， 收集保存入聚氯乙烯瓶 中， 备用。
１ ． ２ ． ３ 样品理化性质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测得 样 品理 化性 质如 图 １ 及 如表 ２所 示 。
基金项 目： 国家 自然科学 基金 （ ５ １ Ｏ ６ ８ Ｏ １ ４ ） ； 长江学 者 和刨新 团 队发展计划资助项 目（ ｎ ｎ ｖ ９ ６ ６ ） 作 者简介 ： 羲照睁（ １ ９ ９ １ 一） 。 女， 甘肃庆阳人 ， 硕超 Ｅ ．
表 １ 水窖基本情况
１ ． ２ 实验 材料
取底 泥 时水 窖 中底 泥 沉积 约 ４ ０ ｃ ｍ。在 此水 窖 中 ， 用 麻 绳 吊桶取 得底 泥 ， 收集 备用 。 １ ． ２ ． ２ 样 品 处理
１ ． ２ ． １ 样 品采集
样品取 自上述水窖 中常年累积的底泥部分 ， 该 农户家有 ２口水窖 ， 常年使用 窖水作 为生活用水 。
水水 质 处理等提 供 理论 依据 。
关键词： 水 窖底 泥 ； 氨 氮； 温度 ； 振 荡速度 ； 动 力学模 拟
中 图分类 号 ： ） （ ５ ２ ４ 文献标 识 码 ：Ａ
西北部分地 区常年将窖水 （ 集雨水 ） 作 为生活 用水 ， 因此水窖水的质量与安全性直接影 响着 当地 用户的健康状况。由于经济、 集雨过程及窖水储存 等客观条件限制 ， 收集 底泥过程 中的污染物会随发 生一系列的迁移转化。雨水收集过程 中， 雨水与路 面 污染 物及 部 分泥 沙 一 起 流 人 水 窖 ； 而 长 期 在 水 窖 底 部 的底 泥 中也会 沉 积 一 定 的污 染 物 ， 这 些 污 染 物 具 有可 能 随外 界温 度 、 扰 动 及 污 染 物 浸 人 而 影 响 水 质 。 目前 ， 国内有 西北 雨水 收集 和水 质 变 化 的相 关 研究 ｕ Ｊ ， 但关于水窖底泥对窖水水质的影响 ， 则极 少有报道。因此 ， 对 于水窖底泥对于窖水水质 的影 响 研究 具 有极 为重 要 的现实 意义 。
鞋径 ， ｐｍ
图 １ 水窖底泥粒径分布 曲线
利用 ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ软件 ， 采用准一级动力学方程、 准二 级动力学方程对不同温度下氨氮解吸进行非线性拟
１ ． ３ 测定 方 法
合， 拟合结果如图 ２ ～图４所示 ， 各参数如表 ４所示。
表４ 不同温度对水窖底泥氨氮释放动力学方程及多项拟合参数 准一级动力学方程
温度／ ℃— —
水窖 中沉 积底泥 主要 物质 测定方 法见 表 ３ 。
表３ 测 定 方 法 测定名称
氨 氮
准二级动力学方程
测定方法
Ｑ 。
ｋ 。
Ｒ ２
Ｑ 。
ｋ ２
程对氨氮释放过程的拟合效果较 为接近 ， 且温度影响下两种动力学拟合效果较振 荡速度 影响好一些（ 不同温度下其氨氮释放 动力学拟合 Ｒ 在０ ． ９ ｌ — Ｏ ． ９ ７ ， 而振 荡速度 Ｒ ２ ０ ． ７ ２
一
Ｏ ． ９ ４ ） ； 因此 ， 窖水 的水 质 可能 受到 上 述 因素 的影 响 。 实验 结果 可 为 害 水 水质 维 护 ， 窖
Ｖｏ Ｌ １ ５ Ｎ １ Ｍａ ｒ ． ，２ ０１ ５
文章编号 ： １ ６ ７ １ —４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ５ ） Ｏ １ — ０ ０ ２ ３— ０ ４
水 窖底 泥 中氨 氮 释 放 动 力 学 模 拟
慕娅婷 ， 张 国珍 ， 张 国科 ， 马 可 ， 王梦茹
（ 兰州交通大学 环境 与市政工程学院 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
摘要 ： 在 不 同温度 和振 荡速 度 的影 响 下 ， 水 窖底 泥 中氨 氮 解吸 至 上覆 水 中， 会 对 上覆 水造 成影 响 。通过 实验 分析 并探 讨 了温 度 和振 荡速 度 对 水 窖底 泥 中氨 氮释 放 的 影 响 并进 行 动 力学模 拟 。 实验 结果 表 明 ： 温度 和振 荡速 度 增 大能 够促 进 水 窖 底 泥 中氨 氮释 放 ， 且 氨 氮解 吸平衡 浓度 增 大 ； 通过 准 一级 动 力 学方 程 和 准二 级 动 力 学方 程 拟合 ， 两种 动 力 学方
本研究通过对甘肃省庆城县某乡具有代表性的 水窖底泥进行研究 ， 探讨温度和振荡速度对水窖底 泥中氨氮释放的影响及 动力学模拟 ， 为解决窖水水 质 相关 问题 ， 提供 科学 依据 。
１ 水窖概 况、 实验 材 料 及 方 法
１ ． １ 水 窖概 况
甘肃省庆城县农村是西北地区典型的依赖集雨 窖水作为生活用水的地 区， 因此选择甘肃省庆城县 某乡的水窖底泥进行实验具有代表性 。水窖基本情 况 如表 １ 所示 。
第１ ５卷 第 １ 期 ２ ０ １ ５年 ３月
兰州石化 职业技 术 学院 学报
Ｊ ｏ ｕ ｍａ ｌ ｏ ｆ Ｉ ａ ｎ ｚ ｌ ｌ ０ ｕ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
验） ， 振荡 ４ ８小时 ， 在不 同时 间段取 出样 品， 放置 ｌ 小时后 ， 将锥形瓶中水样经过 ０ ． ４ ５ ｕ ｎ微孔滤膜后 ， ｒ 检测此时水样 中氨氮浓度。
２ 结 果 分 析
ｑ ｌ ｌ 删 ． 期 棚 ０Ｏ Ｏ
２ ． １ 不 同温度 下 氨氮解 吸动 力学模 拟
・
２ ４・
兰 州 石 化 职 业 技 术 学 院 学 报
２ ０ １ ５年
３
Ｓ
３
Ｏ
■扣害搿爨瓣簧■＊ ２ ２ Ｌ Ｌ
５ Ｏ ５ Ｏ Ｓ Ｏ
１ ９ Ｏ ｆ ／ ａ ｒ ｉ ｎ 、 ２ １ ５ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ和 ２ ４ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ（ 即 为 ５组 对 比实
将所取样 品 自然 风干 ， 用研钵 研磨 ， 使底泥 过
１ ２ ０目 筛后 ， 收集保存入聚氯乙烯瓶 中， 备用。
１ ． ２ ． ３ 样品理化性质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测得 样 品理 化性 质如 图 １ 及 如表 ２所 示 。
基金项 目： 国家 自然科学 基金 （ ５ １ Ｏ ６ ８ Ｏ １ ４ ） ； 长江学 者 和刨新 团 队发展计划资助项 目（ ｎ ｎ ｖ ９ ６ ６ ） 作 者简介 ： 羲照睁（ １ ９ ９ １ 一） 。 女， 甘肃庆阳人 ， 硕超 Ｅ ．
表 １ 水窖基本情况
１ ． ２ 实验 材料
取底 泥 时水 窖 中底 泥 沉积 约 ４ ０ ｃ ｍ。在 此水 窖 中 ， 用 麻 绳 吊桶取 得底 泥 ， 收集 备用 。 １ ． ２ ． ２ 样 品 处理
１ ． ２ ． １ 样 品采集
样品取 自上述水窖 中常年累积的底泥部分 ， 该 农户家有 ２口水窖 ， 常年使用 窖水作 为生活用水 。
水水 质 处理等提 供 理论 依据 。
关键词： 水 窖底 泥 ； 氨 氮； 温度 ； 振 荡速度 ； 动 力学模 拟
中 图分类 号 ： ） （ ５ ２ ４ 文献标 识 码 ：Ａ
西北部分地 区常年将窖水 （ 集雨水 ） 作 为生活 用水 ， 因此水窖水的质量与安全性直接影 响着 当地 用户的健康状况。由于经济、 集雨过程及窖水储存 等客观条件限制 ， 收集 底泥过程 中的污染物会随发 生一系列的迁移转化。雨水收集过程 中， 雨水与路 面 污染 物及 部 分泥 沙 一 起 流 人 水 窖 ； 而 长 期 在 水 窖 底 部 的底 泥 中也会 沉 积 一 定 的污 染 物 ， 这 些 污 染 物 具 有可 能 随外 界温 度 、 扰 动 及 污 染 物 浸 人 而 影 响 水 质 。 目前 ， 国内有 西北 雨水 收集 和水 质 变 化 的相 关 研究 ｕ Ｊ ， 但关于水窖底泥对窖水水质的影响 ， 则极 少有报道。因此 ， 对 于水窖底泥对于窖水水质 的影 响 研究 具 有极 为重 要 的现实 意义 。
鞋径 ， ｐｍ
图 １ 水窖底泥粒径分布 曲线
利用 ｏ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ软件 ， 采用准一级动力学方程、 准二 级动力学方程对不同温度下氨氮解吸进行非线性拟
１ ． ３ 测定 方 法
合， 拟合结果如图 ２ ～图４所示 ， 各参数如表 ４所示。
表４ 不同温度对水窖底泥氨氮释放动力学方程及多项拟合参数 准一级动力学方程
温度／ ℃— —
水窖 中沉 积底泥 主要 物质 测定方 法见 表 ３ 。
表３ 测 定 方 法 测定名称
氨 氮
准二级动力学方程
测定方法
Ｑ 。
ｋ 。
Ｒ ２
Ｑ 。
ｋ ２
程对氨氮释放过程的拟合效果较 为接近 ， 且温度影响下两种动力学拟合效果较振 荡速度 影响好一些（ 不同温度下其氨氮释放 动力学拟合 Ｒ 在０ ． ９ ｌ — Ｏ ． ９ ７ ， 而振 荡速度 Ｒ ２ ０ ． ７ ２
一
Ｏ ． ９ ４ ） ； 因此 ， 窖水 的水 质 可能 受到 上 述 因素 的影 响 。 实验 结果 可 为 害 水 水质 维 护 ， 窖
Ｖｏ Ｌ １ ５ Ｎ １ Ｍａ ｒ ． ，２ ０１ ５
文章编号 ： １ ６ ７ １ —４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ５ ） Ｏ １ — ０ ０ ２ ３— ０ ４
水 窖底 泥 中氨 氮 释 放 动 力 学 模 拟
慕娅婷 ， 张 国珍 ， 张 国科 ， 马 可 ， 王梦茹
（ 兰州交通大学 环境 与市政工程学院 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
摘要 ： 在 不 同温度 和振 荡速 度 的影 响 下 ， 水 窖底 泥 中氨 氮 解吸 至 上覆 水 中， 会 对 上覆 水造 成影 响 。通过 实验 分析 并探 讨 了温 度 和振 荡速 度 对 水 窖底 泥 中氨 氮释 放 的 影 响 并进 行 动 力学模 拟 。 实验 结果 表 明 ： 温度 和振 荡速 度 增 大能 够促 进 水 窖 底 泥 中氨 氮释 放 ， 且 氨 氮解 吸平衡 浓度 增 大 ； 通过 准 一级 动 力 学方 程 和 准二 级 动 力 学方 程 拟合 ， 两种 动 力 学方
本研究通过对甘肃省庆城县某乡具有代表性的 水窖底泥进行研究 ， 探讨温度和振荡速度对水窖底 泥中氨氮释放的影响及 动力学模拟 ， 为解决窖水水 质 相关 问题 ， 提供 科学 依据 。
１ 水窖概 况、 实验 材 料 及 方 法
１ ． １ 水 窖概 况
甘肃省庆城县农村是西北地区典型的依赖集雨 窖水作为生活用水的地 区， 因此选择甘肃省庆城县 某乡的水窖底泥进行实验具有代表性 。水窖基本情 况 如表 １ 所示 。
第１ ５卷 第 １ 期 ２ ０ １ ５年 ３月
兰州石化 职业技 术 学院 学报
Ｊ ｏ ｕ ｍａ ｌ ｏ ｆ Ｉ ａ ｎ ｚ ｌ ｌ ０ ｕ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
验） ， 振荡 ４ ８小时 ， 在不 同时 间段取 出样 品， 放置 ｌ 小时后 ， 将锥形瓶中水样经过 ０ ． ４ ５ ｕ ｎ微孔滤膜后 ， ｒ 检测此时水样 中氨氮浓度。
２ 结 果 分 析
ｑ ｌ ｌ 删 ． 期 棚 ０Ｏ Ｏ
２ ． １ 不 同温度 下 氨氮解 吸动 力学模 拟
・
２ ４・
兰 州 石 化 职 业 技 术 学 院 学 报
２ ０ １ ５年
３
Ｓ
３
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■扣害搿爨瓣簧■＊ ２ ２ Ｌ Ｌ
５ Ｏ ５ Ｏ Ｓ Ｏ
１ ９ Ｏ ｆ ／ ａ ｒ ｉ ｎ 、 ２ １ ５ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ和 ２ ４ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ（ 即 为 ５组 对 比实