城市雨水凈化蓄集材料的開發(fā)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市建設(shè)規(guī)模越來越大,對(duì)淡水需求不斷增加。在此過程中,城市的工業(yè)化、現(xiàn)代化建設(shè)所帶來的污染物對(duì)雨水、地下水等城市淡水資源造成了愈來愈大的負(fù)面影響。另外,城市到處都是硬化的路面,地表蒸騰作用十分顯著。因此,開發(fā)具有凈化能力并且可以含蓄淡水資源來保證綠化植物正常生長(zhǎng)的材料是非常必要的。同時(shí),部分雨水通過凈化去除各種污染物質(zhì),達(dá)到了飲用水的標(biāo)準(zhǔn),可以緩解淡水資源緊缺和城市發(fā)展之間的矛盾。
　　 論文以研究材料功能為目標(biāo),

2、包括雨水收集材料、蓄集材料和凈化材料。其中凈化材料要求具有快速滲透能力還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的凈化作用,包括對(duì)COD、BOD、SS、總磷、總氮和重金屬等污染物的去除作用；蓄集材料要求具有很強(qiáng)的吸水保水能力,同時(shí)兼有凈化作用。兩種材料有可以通過骨架材料作為支撐整合為一體,制成可鋪設(shè)的磚體或可移動(dòng)的卷材。
　　 酚醛泡沫塑料由于良好的機(jī)械性能和高滲水性,對(duì)植物具有保鮮作用等優(yōu)點(diǎn)非常適合作為凈化材料之一,試驗(yàn)通過對(duì)發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)濕劑、

3、催化劑、發(fā)泡溫度等反應(yīng)條件的選擇與優(yōu)化,提高酚醛泡沫的發(fā)泡性能與力學(xué)性能。并且通過預(yù)聚體的加入提高酚醛泡沫的韌性,使其達(dá)到了使用要求,通過表觀密度測(cè)定和顯微鏡等檢測(cè)手段對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和材料的特征進(jìn)行了表征。通過外加環(huán)境礦物材料的方法使得酚醛泡沫材料具有了對(duì)雨水的濁度、COD、BOD和氨氮等污染物的凈化能力。同時(shí)對(duì)植物在酚醛泡沫表面的扎根能力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。環(huán)境礦物材料對(duì)雨水的作用主要表現(xiàn)為:吸附作用、溶解與沉淀、表面氧化還原。
　　 吸水

4、性聚合物作為生態(tài)型蓄集材料具有吸水、保水、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、緩解城市熱島效應(yīng)等功能。為了使蓄集材料同時(shí)兼有凈化功能,將多種礦物材料添加到吸水性聚合物的反應(yīng)體系中,并對(duì)其吸液倍率、吸液速率、保水能力、復(fù)吸能力等進(jìn)行研究,優(yōu)化了產(chǎn)品的配方及性能。蓄集材料合成:先用NaOH中和丙烯酸,再加入丙烯酰胺配制成水溶液,外加一定量的環(huán)境礦物材料,攪拌分散,加入引發(fā)劑過硫酸鉀和交聯(lián)劑亞甲基雙丙烯酰胺,恒溫(670C)攪拌,反應(yīng)時(shí)間4h,待聚合反應(yīng)交聯(lián)結(jié)束,

5、將聚合物切片制粒,700C恒溫烘干得到固體顆粒產(chǎn)品。試驗(yàn)考查了不同種類、不同用量的環(huán)境礦物材料對(duì)蓄集材料應(yīng)用性能的影響；合成的不同蓄集材料對(duì)植物生長(zhǎng)情況的影響。并對(duì)所合成的蓄集材料進(jìn)行性能測(cè)定和紅外光譜表征。
　　 骨架材料是由可發(fā)泡性酚醛樹脂在表面活性劑、發(fā)泡劑、固化劑等作用下,通過化學(xué)發(fā)泡或物理發(fā)泡得到的一種開孔型酚醛泡沫塑料,它具有快速滲透、環(huán)保無毒、價(jià)格低廉、合成工藝簡(jiǎn)單、有利于植物生長(zhǎng)等特點(diǎn)。通過外加環(huán)境礦物材料,同樣

6、可以起到凈化雨水的作用。以前生產(chǎn)的開孔型酚醛泡沫塑料大多數(shù)是以氟利昂作為發(fā)泡劑,由于氟利昂對(duì)人體和環(huán)境危害大,試驗(yàn)研究了用石油醚替代氟利昂,AES、吐溫-80作表面活性劑合成吸水性酚醛泡沫塑料,同時(shí)為了增大凈化材料的抗壓強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度等力學(xué)指標(biāo),試驗(yàn)對(duì)酚醛泡沫材料進(jìn)行了增韌改性研究。
　　 研究結(jié)果表明:凈化材料對(duì)濁度和BOD5凈化效果可分別達(dá)到63％和80.5％,通過植物栽培實(shí)驗(yàn),顯示植物完全可以在凈化材料表面扎根,并且生長(zhǎng)情