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人工湿地是处理和净化农村生活污水的一个有效途径。本文采用植物复合垂直潜流填料柱的实验装置模拟小型人工湿地,研究了由4种植物和2种填料不同搭配方式在不同季节、不同进水浓度负荷条件下对不同污染物的净化效果,并对新型除磷填料的筛选进行了静态吸附试验和动态吸附试验。主要结论如下:
(1)在所选的4种植物中,香蒲在模拟人工湿地环境中长势良好,芦苇和虉草长势一般,鸢尾则较差。其中,香蒲生长量最大;芦苇和虉草由于是第一年移植,尚未达到应有的生长量,生长状况欠佳;鸢尾则不适宜在长期淹水的环境生长。4种植物在2种不同填料中生长并没有明显差异。
(2)在4种植物中,香蒲对各种污染物的净化能力总体来说最强,其次为芦苇、虉草,鸢尾则最差;虉草对各污染物有较强的净化能力,且每年可刈割3-4次,可将氮、磷等污染物从人工湿地中快速转移,因此可将其作为人工湿地植物加以利用;纯石子填料与石子加煤灰渣填料相比,后者对TP的净化效果明显高于前者。
(3)不同进水浓度负荷也对各污染物净化效率有影响,进水浓度过高或过低都会使去除效率下降,本研究的试验结果表明对COD浓度为150~180mg/L、TN浓度为20~35mg/L、TP浓度为1.5~3mg/L范围内的进水,人工湿地可表现出高效的净化能力。
(4)2种填料对COD和TN的去除效果没有明显的影响,植物的不同则对COD和TN的去除效果影响较大;对于TP去除效果的差异主要是由于填料的不同造成的。不同季节对于COD和TN的去除效果有明显差异,夏季和春季去除效率明显高于秋冬季,而不同季节对于TP的去除效果并没有明显影响。
(5)对于高浓度的含磷废水采用填料的静态吸附试验得到:粉煤灰复合填料的吸附容量明显大于加气混凝土废块填料,2种填料对TP的吸附等温特征用Langmuir吸附方程和Freundlich吸附方程均能较好的描述。对于农村生活污水,粉煤灰复合填料对TP的吸附效率较高,但容易吸附饱和,饱和后会产生解吸现象使去除率急剧下降,而且出水pH值较高,若用粉煤灰做人工湿地填料应采取适宜的方法,适宜用作湿地空白床除磷填料;加气混凝土废块填料对TP的吸附效率也较高,且吸附持续性较好,解吸现象不严重,适宜作为一种新型除磷填料加以应用。