5种人工湿地基质对磷的吸附特性研究

吸附和沉淀作用是基质除磷的主要方式。文章选取陶粒、火山岩、砾石、麦饭石和钢渣为对象,通过静态吸附实验研究它们对磷的吸附能力和影响去除效率的因素。结果表明,Langmuir方程和Freundlich方程均能合理地描述各基质的等温吸附特性。30℃时Langmuir方程中表征理论饱和吸附量的G0由大到小依次为钢渣>陶粒>火山岩>麦饭石>砾石,Freundlich方程中反应吸附能力的k由大到小的规律同G0一致,表明富含Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al 3+的基质吸附能力强。随着温度的升高,各基质对磷的吸附能力和去除效率均增加。pH值对各基质除磷效率的影响各异,因为pH值对人工湿地系统的影响体现在多方面,具体表现取决于哪方面是控制因素。陶粒对pH值的缓冲性能最好,钢渣系统的出水pH值偏碱,需要进行调节。除砾石外各基质在风干后对磷的去除效率均得到一定程度的恢复,说明干湿交替是有效的基质强化和再生的方式。用钢渣作为载体,水泥和陶粒做成浆体的基质复配方法行之有效,既保证了去除效率,又降低了出水pH值。     

高钙粉煤灰陶粒对人工湿地强化除磷机制

为强化人工湿地除磷能力和扩大固体废弃物粉煤灰的利用,选择对磷吸附容量高的高钙粉煤灰陶粒作为人工湿地基质,考察除磷特性,探讨除磷机制.实验结果表明:高钙粉煤灰陶粒具有其巨大的比表面积和孔隙率,相对于传统基质具有较大的磷吸附容量,磷去除率可达90％,出水TP和PO43-质量浓度分别低于0.40 mg/L和0.22mg/L;粉煤灰陶粒吸附Ca-P达到总吸附磷量的90％,强化除磷的机制是陶粒内部的钙元素与水中的磷发生化学反应,造成磷在陶粒表面的沉积,进而达到从水中分离的目的,微生物分解和植物的进一步吸收能维持该过程的可持续性.     

膨胀蛭石用于人工湿地去除氮磷的研究

采用实验室模拟上向流人工湿地的方法研究了系统运行参数对膨胀蛭石去除氮、磷效果的影响.结果表明:膨胀蛭石的吸附作用在运行前期对氮、磷的去除起主要作用,在运行后期,氮、磷去除主要依靠微生物的作用;挂膜膨胀蛭石较未挂膜膨胀蛭石对氮、磷的去除率分别提高了9.8%,9.5%;膨胀蛭石人工湿地中TN,TP的进水质量浓度在0~100 mg/L,0~8 mg/L范围内时,其去除率随进水质量浓度的增大而增大,当进水质量浓度超过这个范围时,填料的吸附作用降低,生物膜的降解作用增强.膨胀蛭石是一种性能优异的人工湿地填料,对其进行人工挂膜可有效增强其去除氮、磷的能力.     

基质对人工湿地脱氮除磷效果影响研究

构建了粉煤灰+石灰石混合基质床人工湿地处理养殖废水,并与石灰石单一基质床相比较,结果表明,粉煤灰是一种磷吸附能力很强的基质,在人工湿地中填充粉煤灰和石灰石组成的混合基质可以明显提高磷去除效率,而且粉煤灰还可以作为碱源供应碱而有利于氮的去除;磷素在人工湿地中的主要去除机理是基质吸附,因此加大基质填充深度增加基质填充量可以明显提高磷的去除;而氨氮的主要去除机理为硝化/反硝化反应,湿地内部溶解氧是限制其去除的关键因素,因此增加基质填充高度虽然能增强反硝化作用,但不能增加复氧而强化硝化作用,故对氨氮的去除影响很小。     

对氯苯胺在人工湿地中的去除试验研究

在自行建造的人工湿地中试系统上,通过对含对氯苯胺的化工尾水实际处理试验,获得较好的去除率,分析了水力停留时间和负荷对人工湿地中对氯苯胺去除效果的影响,同时考察了不同基质对对氯苯胺的吸附,试验结果表明芦苇人工湿地处理对氯苯胺,水力停留时间越长,去除率越大。基质对于PCA的去除率,自然土壤〉自然细沙〉自然粗沙;湿地土壤〉湿地细沙〉湿地粗沙;自然土壤基质吸附量最高为183．0μg／g千重。湿地基质去除对氯苯胺能力较自然基质强。相关运行参数为工程设计与运行管理提供了参考。     

不同人工湿地填料对氨氮的吸附特性分析

采用等温吸附、吸附动力学实验分别研究了泥灰页岩、黑色页岩、蜂窝煤渣和河砂等不同填料对城市生活污水中氨氮的吸附特征.结果表明:4种不同填料对氨氮的吸附量均随着氨氮起始浓度的增加而增大,且各填料对氨氮的最大吸附量大小次序依次为蜂窝煤渣(1.02 mg/g)泥灰页岩(0.86 mg/g)黑色页岩(0.77 mg/g)河砂(0.74 mg/g).当进水中氨氮浓度低于50 mg/L时,氨氮去除率随着进水氨氮浓度的增加而增大,当进水中氨氮浓度大于50 mg/L时,氨氮去除率随进水氨氮浓度的增加逐渐降低.4种填料对氨氮的吸附是快速吸附、缓慢平衡的过程.研究表明,蜂窝煤渣更适合作为人工湿地污水去除氨氮的填料.     

铝污泥对水中磷的吸附性能研究

近年来污水中磷含量的增加,导致了一系列水环境污染问题,并且城市水资源也因此受到不同程度的影响.基于含磷污水的处理以及摆脱现有除磷工艺在实际中去除效果不理想且运行稳定性差的缺点,本研究将脱水铝污泥作为吸附剂,用于含磷水溶液中磷的去除研究.最终定量化的确定了铝污泥对磷的最佳的吸附条件下及其对磷的吸附最高去除率.结果表明,铝污泥吸附磷最佳条件为:烘干至质量恒定的铝污泥,在粒径≤0.15 mm,土水比为14∶1,吸附时间为100 min,磷溶液初始浓度为1.5 mg/L时,铝污泥对磷的吸附效率最高,最大去除率为95.83%,即以上吸附条件是铝污泥去除水中磷的最佳控制条件.     

灰漠土人工湿地基质对磷的吸附性能研究

研究了灰漠土作为人工湿地基质对磷的吸附性能,并与炉渣基质进行了对比试验。结果表明,灰漠土具有比炉渣更快的吸附速度,当吸附磷溶液初始质量浓度为10mg/L时,灰漠土和炉渣对磷的最大吸附量分别为92mg/kg和78mg/kg,并且两者对pH影响与离子干扰影响的响应均表现出相似的变化规律。灰漠土在西北干旱地区广泛存在,因此,可以完全替代炉渣作为人工湿地的除磷基质。     

不同类型湿地对城市污水净化能力的比较研究

为了研究在实际应用中使得污水净化效果最佳的湿地形式,对两组不同形式的人工湿地对城市污水的净化能力进行了比较。通过对两组湿地中各个水质指标的检测发现:两组人工湿地对TN、TP、浊度、CODMn的去除率分别为40%、96%、93%、53%和26%、83%、90%、60%,除了TN外,其他出水水质指标均达到GB 18918—2002的二级排放标准;砾石基质的人工湿地适合处理磷含量高的污水,但不适合处理氮含量高的污水,为使得氮含量达到城镇污水污染物排放标准,建议引入沸石基质,和砾石基质一起作为组合基质,或者引入去氮能力强的植物。     

人工地质体反滤层模型在人工湿地系统污水处理中的应用

通过开展人工地质体的长管试验和基质级配试验,检验人工地质体处理污水可行性和达到最优净化效果所需粒径组合与合理填料厚度。长管试验模仿反滤层结构,以石英砂和大理石砂等为填料组合多孔介质人工地质体,采用多阶梯设计,结果显示对COD、TP、TN、NH_4~+-N的有效去除率分别可以达到24.11%、61.23%、46.99%和81.79%。级配试验采用3级处理单元串联方式构建人工湿地试验平台系统,以石英砂、石灰岩颗粒和砾石为填料,按照不同基质配比和组合形成6组对照试验组进行试验,结果表明2号试验组对TP和COD的去除率最高,分别达到92.86%和64.59%;3号试验组对TN、NH_4~+-N的去除率最高,分别达到49.51%和11.08%;试验结果表明填料为5~10 mm粒径厚层砾石和单一粒径石灰石层颗粒条件下污染物去除效果更好。两期试验结果表明人工地质体反滤层设计对污水净化效果理想,具有广泛的推广意义。