鐵碳微電解耦合人工濕地對(duì)Cr(Ⅵ)的去除效果研究.pdf

1、本實(shí)驗(yàn)通過(guò)在人工濕地基質(zhì)中按一定比例摻雜鐵碳，構(gòu)造鐵碳微電解與人工濕地耦合工藝，利用金屬腐蝕原理形成的原電池提高對(duì)生活污水以及重金屬Cr(Ⅵ)的處理效果，為以后人工濕地脫氮除磷，以及對(duì)含鉻廢水的處理提供技術(shù)支撐。
　　文章首先在不曝氣、間歇曝氣和連續(xù)曝氣三種不同條件下，對(duì)耦合工藝和傳統(tǒng)人工濕地去除生活污水中COD、氨氮、總氮和總磷的效果進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果表明，摻雜鐵碳對(duì)COD和氨氮的去除效果影響不大，其去除率都比較高，分別穩(wěn)定在

2、96％和98％以上。耦合工藝在三種曝氣條件下，對(duì)總氮的去除率較傳統(tǒng)人工濕地分別提高24.05％、11.41％和18.45％;對(duì)總磷的去除率分別提高21.08％、16.98％和23.6％，其中間歇曝氣條件下去除率最高，故該耦合工藝以及間歇曝氣均可顯著提高濕地對(duì)總氮以及總磷的去除性能。
　　繼而在最佳工況下，向兩組濕地中添加Cr(Ⅵ)，對(duì)比研究二者對(duì)Cr(Ⅵ)的去除效果，同時(shí)探討Cr(Ⅵ)的添加對(duì)耦合工藝常規(guī)污染物去除的影響，以及水力

3、停留時(shí)間對(duì)耦合工藝去除Cr(Ⅵ)的影響。結(jié)果表明，兩組人工濕地對(duì)Cr(Ⅵ)的去除率均呈現(xiàn)先下降后上升再下降，最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，且耦合工藝對(duì)Cr(Ⅵ)的去除效率比傳統(tǒng)濕地高出10％～18％，表明摻雜鐵碳可以增強(qiáng)人工濕地系統(tǒng)對(duì)Cr(Ⅵ)去除效果;加入Cr(Ⅵ)后，耦合工藝中常規(guī)污染物COD、氨氮、總氮以及總磷的出水水質(zhì)均有不同程度的下降，表明Cr(Ⅵ)的添加對(duì)系統(tǒng)內(nèi)微生物的群落及種類變化影響較大。當(dāng)水力停留時(shí)間為1天、3天及5天時(shí)，耦合工

4、藝對(duì)Cr(Ⅵ)的去除率分別為53.8％、75.2％及42.8％，其中在水力停留時(shí)間為3天的條件下，去除效果達(dá)到最佳。
　　而后采用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)研究了鐵碳、火山巖、沸石、陶礫四種基質(zhì)對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附特性，分別從等溫吸附、吸附動(dòng)力學(xué)及pH值對(duì)吸附的影響三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行分析。結(jié)果表明，四種基質(zhì)吸附量的大小順序是:鐵碳＞陶礫＞火山巖＞沸石，對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附更符合Langmuir方程以及二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，表明該吸附行為均屬于化學(xué)吸附，且鐵碳更

5、有利于吸附Cr(Ⅵ)。pH值對(duì)火山巖、沸石和陶礫的吸附量影響不大，而對(duì)鐵碳的吸附量影響顯著，且在酸性和堿性的條件下，更有利于鐵碳對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附。
　　最后采用高通量測(cè)序方法對(duì)濕地系統(tǒng)添加Cr(Ⅵ)前后微生物群落的組成及變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明，在加入Cr(Ⅵ)后，兩組濕地中微生物多樣性均顯著降低，Cr(Ⅵ)的添加對(duì)微生物的多樣性影響較大，耦合工藝中耐鉻的微生物種類有Actinobacteria，Proteobacteria，Sa