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河道污水净化之生态混凝土技术

发布时间:2019-12-9 14:24:57  中国污水处理工程网

    1、生态混凝土概述
    生态混凝土是一种用于水利工程边坡如滨水地带、河道、大坝、水库、蓄水池等治理和保护,并考虑环境因素的新型生态混凝土护坡技术。它是将连续粒级的粗骨料、一定量的细骨料、生态胶凝材料按一定的比例范围进行配合(必要时可不用细骨料),然后进行搅拌,浇筑及自然养护之后,便可得到表面呈米花糖状并有大量连通的、细密孔隙的多孔质混凝土。它的最大特点是存在大量单独或连续的孔隙,拥有一般混凝土所不具备的多种功能。因此,其不仅仅在混凝土领域,而且在生态及环境保护等众多领域都受到了广泛的关注,具有巨大的潜在应用价值。

    2、生态混凝土的净水作用机理
    2.1、化学净化
    生态混凝土中的水泥含有的化学物质在水化过程中会产生氢氧根离子。因该离子的存在,会使混凝土块整体呈现碱性状态,对于水中的某些有害物质和悬浮物等具有良好的化学反应,起到降低水体中污染物质的作用,清洁水域中的有害物质,以达到污染水体的净水效果。
    此外,生态混凝土还存在等离子的交换效应,在一定的情况下会生成氢氧化铝胶体,降低水体中存在的重金属物质。对于污染较为严重的重金属污水水体,采用此技术也可作为污水处理的预处理,可大大减少后续处理的工作量,减少污水中的重金属物质,相应减少污水的处理成本。

    2.2、物理净化
    根据相关研究可以得知,生态混凝土的物理净化能力与其空隙的大小具有一定的关系,因为污水在排放的过程中通过空隙较大的混凝土时,混凝土的空隙越大对于污水中存在的悬浮物吸附能力越强。据相关学者通过研究可知,生态混凝土的净化能力优劣与其比表面积等有重大的关联,因此可以在一定的范围之类增加混凝土的比表面积,增加生态混凝土的数量以达到净水的效果,且其造价成本在可接受范围之类。
    研究者为提高生态混凝土的物理净化效果,对其比表面积进行了一定的改进,通过与生产厂家达成共识进行相关试验后投入生产,以达到生态混凝土物理净水效果,同时降低其生产造价,获得较多的经济收益。

    2.3、生物净化
    生物净化是生态混凝土的重要功能之一。生态混凝土中含有较多的空隙,附着的物质为细菌的生长得提供了极为有利的生存环境,因此经过一定时间的累积和驯化之后,在生态混凝土的表面会形成一层细菌生物膜,对水域环境中的有机物质进行有效降解,达到水体净化的功能。
    就我国目前情况而言,多地存在着水体富营养化的现象,主要原因是因为水域环境中存在的氮、磷等元素过多,为藻类的生长提供了极为有利的环境。藻类的疯长导致了水域中溶解氧浓度降低,最终导致鱼类等水生动物的死亡。且水域环境中可以降解硝酸盐与氨氮的细菌较少。生态混凝土为细菌的生长提供了场所,硝化菌与脱氮菌等细菌对于水域环境中存在的氮、磷等元素具有很好的吸收作用,借此达到减少藻类生长所必需的氮磷等元素,抑制藻类的过度生长,达到水域净化的目的。

    3、如何促进生态混凝土生产技术的进步
    生态混凝土虽然存在着很多的优势,但在实际的使用过程中也存在着一些问题。主要体现在生态混凝土的配合比设计问题无法定量、生态混凝土的孔隙率的增大具有一定的难度、生态混凝土的孔隙容易被泥沙堵塞、不同的水域环境污染情况不同等等。因此,加大对生态混凝土的研究和水体环境污染现状的研究,制定具体的解决措施,是促进生态混凝土生产技术和运用的关键。

    3.1、制定合适的配合比
    生态混凝土虽然有着各种优异的实用性功能,但因为其配合比的原因,对于生态混凝土的发展极为不利。不同研究者研究的水域环境不一样,得出的水灰比等差距较大,无法进行统一标准。对此问题,研究者应进行加强研讨和试验,拿出实测数据进行对比分析,确定不同地区的生态混凝土配合比,选用的材料用量等,通过制定的标准来改进混凝土在进行制造时的工艺,增加混凝土的孔隙率,提高生态混凝土的使用效率。
减少孔隙的堵塞
    污水中含有较多的固体悬浮物质,当其进入生态混凝土内部时,会堵塞生态混凝土的孔隙,导致生态混凝土的降解功能大打折扣,因此解决混凝土的堵塞问题是研究者研究的主要方向之一。根据相关研究者的实际研究试验得知,可以通过降低混凝土的厚度,使固体悬浮物可以更快地穿过混凝土层,以达到减少空隙阻塞的效果。其次,可以通过对生态混凝土的冲洗或间歇性运作,减少生态混凝土表面的阻塞。最后,可以通过生物防治进行治理,通过在生态混凝土上植种水草,将悬浮的物质变为水草的养分,以达到降低生态混凝土孔隙阻塞的效果。

    3.2、增加混凝土的碱度和耐久性
    随着使用时间的增长,生态混凝土的含碱度和耐久性均会大幅度的下降,且混凝土在释放碱性物质时,会使生态混凝土周围的碱度大幅度提升,不利于微生物及水草的生长。随着时间的推移,污水中的硫酸盐再次对混凝土进行侵蚀,使混凝土的使用寿命下降。因此,需要相在现有的基础上进行研究改进,使生态混凝土对于碱性物质的释放处于一种动态平衡的状态,以此增加混凝土的碱度和耐久性。

    4、结语
    随着时代发展和人类对生态环境保护的需要,生态混凝土的用量会越来越大,对于生态混凝土的技术研究具有重要的意义。但目前对此项工作的研究人员和生产实体经济投入和扶持力度较少,导致该项技术的进展相对缓慢。因此需要政府的引导与支持,尤其是加大对研究者的支持力度,促进我国的水域环境保护事业的发展与进步。

作者:蒋良富

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