人工濕地除磷基質(zhì)研究及同步脫氮除磷填料的開發(fā).pdf

1、由于藻類的過度生長，氮磷營養(yǎng)元素造成的水體富營養(yǎng)化問題越來越嚴(yán)重，并已成為全球環(huán)境問題，而磷往往是其限制因子，因此降低水體中氮磷的濃度是控制水體富營養(yǎng)化的有效途徑。在過去的幾十年里，很多方法被用來去除污水中的磷素，其中最普遍的是利用鐵鹽、鋁鹽等化學(xué)沉淀法，但由于該法成本高、操作復(fù)雜及產(chǎn)生的大量污泥難處理等缺點(diǎn)，在農(nóng)村及小城鎮(zhèn)應(yīng)用較少。近年來利用基質(zhì)對磷的吸附作用除磷應(yīng)用廣泛，至今為止，天然礦物、工業(yè)副產(chǎn)物及各種人造吸附劑等都被用來除磷。

2、人工濕地污水處理系統(tǒng)因成本低、無能耗及可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于各種污水的處理，其中對污水中磷的去除主要依靠基質(zhì)的吸附沉淀作用，因此對人工濕地高效除磷基質(zhì)的選擇非常關(guān)鍵。此外，潛流人工濕地內(nèi)部多為厭氧環(huán)境，微生物對氨氮去除效果不佳，而氨氮亦可以通過吸附或離子交換作用去除，這樣可以利用濕地填充基質(zhì)來凈化污水中的氨氮，因此，尋找一種可以同時(shí)脫氮除磷的填料作為濕地基質(zhì)顯得非常必要。
　　 本研究以人工濕地基質(zhì)除磷為主線，主要研究了以下

3、內(nèi)容：
　　 (1)以中試規(guī)模潛流人工濕地(占地150 m2)為研究對象，通過分析長期監(jiān)測的數(shù)據(jù)，評估了不同設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)下濕地系統(tǒng)對氮磷的去除效果，并探討了污水中磷素去除的影響因素；
　　 (2)以煤渣為原料，利用金屬鹽(鈣鹽和鎂鹽)及鹽酸對其改性，比較不同改性方法對煤渣除磷效果的影響，并進(jìn)一步研究了鹽酸改性煤渣對磷的吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線；
　　 (3)在沸石表面負(fù)載一層鐵氧化物，利用鐵氧化物改性沸石同步脫氮

4、除磷。首先利用XRD及BET來表征改性材料，然后研究了影響脫氮除磷的各種因素pH值、溫度、吸附劑劑量、初始濃度、離子強(qiáng)度及腐殖酸的存在等，最后還從吸附等溫線、吸附動(dòng)力學(xué)和吸附熱力學(xué)的角度研究了鐵氧化物改性沸石對氮磷的吸附性能。
　　 通過以上研究，得到以下主要結(jié)果：
　　 (1)填料、植物、水位、溫度及進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷對濕地系統(tǒng)凈化磷的能力都有一定影響，但進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷及填料是最主要的因素，填充煤渣及種有風(fēng)車草的濕地更有利于磷

5、素的去除；
　　 (2)煤渣經(jīng)不同改性方法改性后除磷能力得到一定提高：HCl>CaCl2>MgCl2，吸附量分別為47.24 mg/kg，19.58 mg/kg，14.50 mg/kg；鹽酸改性煤渣對磷的吸附在24 h內(nèi)達(dá)到吸附平衡，吸附符合Langmuir等溫方程。
　　 (3)與未改性沸石相比，鐵氧化物改性沸石除磷效率提高了4.6倍，且沒影響沸石的脫氮能力，可以達(dá)到同步脫氮除磷的效果：氮磷的吸附平衡時(shí)間分別為1 h和