人工濕地不同填料組合去除典型污染物的研究
摘要：選取沸石、火山巖、空心磚、鋼渣4種填料，通過對水中典型污染物的等溫吸附試驗，進行填料組合方式的優化配比.選取優化后的配比組合模擬人工濕地基質系統進行動態試驗，進一步考察分析不同填料組合對污染物去除效果的差異.實驗結果表明，Langmuir模型能夠較好地模擬填料對氮、磷的吸附過程.各填料對NH4+-N的飽和吸附量大小為沸石（2388.92mg·kg-1）>空心磚（618.39mg·kg-1）>火山巖（310.84mg·kg-1）；對磷的飽和吸附量大小為空心磚（3051.57mg·kg-1）>鋼渣（2863.69mg·kg-1）>火山巖（1102.78mg·kg-1）>沸石（717.15mg·kg-1）.在動態試驗中，不同的填料組合對污染物具有不同的去除效果.綜合考慮各填料組合對污染物的去除，選取效果最優的填料組合為ZH11（沸石與空心磚質量比1：1混合），其對COD、NH4+-N、NO3--N、TP的去除率分別達到62.40%、95.54%、59.82%和97.50%.
關鍵詞：人工濕地，填料組合，沸石，鋼渣
人工濕地作為一種低投資、低能耗、抗沖擊能力強、運行管理簡單的環境友好型污水處理技術，已被廣泛應用于水質改善與生態功能恢復中．填料是人工濕地的重要組成部分，對水體中氮、磷的去除起到了主要的作用．在人工濕地中，填料能夠通過吸附、沉淀、過濾等物理化學作用去除水體污染物，還可以通過為微生物附著和植物生長提供適宜條件來達到生物除氮、磷的目的．填料的理化性質對水體污染物的去除具有一定影響．國內外學者對人工濕地填料進行了大量研究．最常見的人工濕地填料包括沸石、頁巖、粉煤灰、礫石、火山巖、陶粒、磚塊、鋼渣等．沸石是一種架狀構造的含水硅鋁酸鹽礦物，晶體內部存在大量有序排列、大小均勻、彼此貫通并與外界相連的孔穴和孔道，這種獨特的內部結構決定了其具有良好的吸附性能．趙占軍等（２０１１）比較了沸石、圓陶粒、粗砂、頁巖、礫石對ＮＨ＋４-Ｎ的吸附效果，結果表明，沸石對ＮＨ＋４?Ｎ的吸附容量最大．空心磚由粉煤灰、頁巖等材料燒結而成，具有比表面積大、不易流失、不易板結等優點．章芳等（２００６）比較了粉煤灰、空心磚、煤渣、活性炭４種填料對氮、磷的吸附性能，結果表明，空心磚對ＮＨ＋４-Ｎ及磷的吸附容量明顯高于其它幾種填料．火山巖具有良好的表面活性和孔隙結構，除自身具有一定吸附能力外，還能為菌膠團提供較好的生長環境．鋼渣是煉鋼過程中產生的固體廢棄物，它含有豐富的游離氧化鈣、膠體氧化鐵和氧化鋁等物質，對污水中磷的吸附速率較快、吸附容量較高.
從已有文獻看，關于單種填料對氮、磷等污染物去除的研究已較多，但針對混合填料不同配比組合對污染物去除的研究較少．混合填料不同的性質不僅為人工濕地基質系統中微生物提供了更加多樣的生長環境，且不同填料對不同污染物去除的優勢互補，可以提高污染物總體的去除效果，因此，進行混合填料不同配比組合對污染物去除效果的研究具有重要意義.
本研究選取沸石、火山巖、空心磚、鋼渣４種填料，通過等溫吸附試驗考察不同填料組合方式對氮、磷等污染物的去除效果．然后，根據試驗結果選取對氮、磷具有穩定去除效果的填料組合方式進行模擬人工濕地基質系統的動態試驗，考察不同填料組合方式在連續運行狀態下對污水中ＣＯＤ、ＮＨ＋４-Ｎ、ＮＯ－３-Ｎ、ＴＰ的處理效果．同時，對填料柱中不同填料段對污染物的去除效果進行考察，為人工濕地填料的選擇及優化提供科學依據.
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
如果需要了解更加詳細的內容，請點擊下載 
201403111137029262.rar
下載該附件請登錄，如果還不是本網會員，請先注冊
