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目前,人工湿地常用的基质一般为土壤、河沙、卵石和砾石,这类基质净化效率低,且容易吸附饱和,脱氮除磷能力较低,致使出水氮、磷浓度较高。针对以上问题,本试验选择蛭石、蜂窝煤渣、沸石、石英砂和钙长石5种基质为研究对象,首先通过静态吸附试验,选出对氮、磷吸附效果较好的基质,然后利用选出的基质做动态吸附试验,比较单一基质和组合基质在同一条件下对氮、磷的综合去除效果,最后以模拟垂直流人工湿地为研究对象,采用正交试验法研究基质比例、进水流量、湿干比三因素对污水中总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果,以寻求优化的因素组合。具体研究内容和结果如下。1.几种基质对氮、磷的静态吸附试验本试验研究了蛭石、蜂窝煤渣、沸石、石英砂和钙长石五种基质对七种不同浓度氮、磷溶液的吸附情况,得到各基质吸附氮磷的Langmuir和Freudlich等温公式以及各基质吸附容量随进水浓度的变化规律。结果表明,沸石对TN的吸附用Langmuir等温方程描述较好,蛭石、石英砂、钙长石和蜂窝煤渣对TN的吸附用Freudlich等温方程描述较好;五种基质对TP的吸附用Freudlich等温方程描述较好;基质对氮、磷的吸附量随着进水浓度的增加而增加;蜂窝煤渣和沸石较易于吸附氮素,蜂窝煤渣和蛭石吸附磷素能力较强。2.基质对氮、磷的动态吸附试验试验设8处理,编号分别1、2、3、4、5、6、7、8,在1、2号桶中装入蜂窝煤渣,3、4号桶中装入蛭石,5、6号桶中装入体积比为1:1的蛭石和蜂窝煤渣的均匀混合物,7、8号桶中装入体积比为1:1的蛭石和蜂窝煤渣组合基质,在湿干比为1:1(连续配水12h),进水流量为3.6L/h条件下运行,比较单一基质和组合基质在同一条件下对氮、磷的综合处理效果。结果表明,对TN的去除,蛭石的去除效果最好,为38.12%,其次为蛭石+蜂窝煤渣的组合基质,为29.10%,蜂窝煤渣的去除效果最差,为7.16%;对TP的去除,蜂窝煤渣的去除效果最好,为19.24%,其次为蛭石+蜂窝煤渣的组合基质,为9.60%,蛭石的去除效果最差,为2.31%;综合考虑基质对氮、磷的去除效果,组合基质是一个较好的选择,单一基质只对氮或磷的去除效果好,不能两者兼顾。3.人工湿地中不同因素处理氮、磷效果的试验研究以模拟垂直流人工湿地为研究对象,采用正交试验法研究了基质比例、进水流量、湿干比三因素以及进水流量与湿干比的交互作用对污水中总氮(TN)、总磷(TP)去除效果的影响,以寻求优化组合,并对试验结果进行了验证。结果表明:基质(蜂窝煤渣:蛭石)比例为1:2,进水流量为1.2L/h,湿干比为1:5时,对TN、TP的去除效果最好。