论文部分内容阅读
淡水资源短缺是限制我国社会可持续发展的突出问题之一,这在人均水资源量不足全国60%的东部沿海城市更为严重,海水直接利用成为沿海城市解决淡水资源紧缺的有效途径。然而海水代用后产生的污水盐度较高,增加了污水生物处理的难度,人工湿地作为一种生态型污水处理技术,对含盐污水具有一定适应能力,且有较高的氮磷去除效率。本文选取了4种常用的人工湿地填料(炉渣、沸石、陶粒、改性沸石),研究了盐度对填料吸附污水中污染物效能的影响,可为人工湿地填料的选择提供借鉴。主要研究结论如下:(1)在温度25℃、中性条件下,4种填料对氨氮和总磷的静态吸附过程均可用Langmuir和Freundlich吸附等温方程拟合;污染物浓度的升高使4种填料吸附效率下降,其中陶粒对氨氮的吸附效率下降幅度最小;炉渣、沸石、陶粒、改性沸石对氨氮的静态饱和吸附量依次为0.091mg/g、0.504mg/g、0.230mg/g、0.912mg/g,从大到小排序为改性沸石>沸石>陶粒>炉渣,对总磷的静态饱和吸附量分别为0.156mg/g、0.058mg/g、0.133mg/g、0.096mg/g,从大到小依次为炉渣>陶粒>改性沸石>沸石。因此,陶粒可用于处理氨氮浓度较高的含盐污水,炉渣适合处理磷含量较高的含盐污水,沸石对氨氮吸附效果较好,但对污水中的总磷不能达到较高的去除率,经过NaCl改性后对氨氮和总磷的吸附效率均有所提升,改性沸石对氨氮的饱和吸附量是未改性沸石的1.8倍,是炉渣的10倍。(2)盐度升高会引起填料对污染物吸附效率的下降,主要原因是海水中K+、Ca2+等离子的干扰作用,其中陶粒对氨氮和总磷的吸附效率受盐度的影响较大,炉渣、沸石、改性沸石对总磷的吸附效率受盐度的影响较小,对氨氮的吸附受盐度影响较大,但在盐度低于1.5%时,三者对氨氮的去除率下降幅度均低于50%。(3)动态吸附实验中,炉渣与沸石对氨氮、总磷的吸附效率随实验条件的变化趋势基本一致,去除率随水力停留时间的延长而升高,随污染物浓度的升高而降低;两种填料对氨氮的动态吸附平衡时间均比对总磷的吸附平衡时间长,其中沸石对氨氮的动态吸附效率较高,而炉渣对总磷的吸附效果更好;炉渣和沸石对硝氮和COD的吸附效果较差,去除率较低,含盐污水中这两种污染物的去除不能主要依靠填料的吸附作用。(4)改性沸石和陶粒在中性、室温、水力停留时间为24h条件下,对氨氮的动态饱和吸附量分别为0.594mg/g和0.178mg/g,对总磷的动态饱和吸附量分别为4.698×10-3mg/g和7.560×10-3mg/g,动态吸附实验中的水流状态更加接近实际工程,因此填料的动态饱和吸附量更具有参考价值。改性沸石对氨氮的动、静态饱和吸附量均大于陶粒,陶粒对总磷的动静态饱和吸附量均大于改性沸石。