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人工湿地系统作为一种生态处理方法,具有投资少、运行费用低、能耗低等优点,已在污水处理中得到了广泛的应用。其中,基质对氮和磷的去除起重要作用。因此本课题重点研究不同基质的吸附性能、去污能力,寻求净化效果好的基质。本文选取沸石、红泥、炉渣、陶瓷滤料、水洗砂、钢渣和页岩7种基质作为吸附剂,进行脱氮除磷试验,研究其在不同条件下的吸附性能和吸附机理,为以后的研究及工程应用提供试验和理论依据。以静态试验为主,得到以下主要结论:1.沸石、红泥、水洗砂和炉渣4种基质对氨氮的吸附量顺序依次为沸石>红泥>炉渣>水洗砂。沸石去除氨氮的途径以离子交换为主,物理吸附作用很小;炉渣的离子交换作用和物理吸附作用效果相当。从氨氮的解吸率来看,沸石的解吸率最小,红泥次之,炉渣和水洗砂的解吸率较大。在试验条件下,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能很好地描述沸石和红泥两种基质的氨氮吸附过程,红泥用Langmuir方程比Freundlich方程的拟合程度更好,沸石相反。综合评价,沸石更适合作为人工湿地污水去除氨氮的基质材料。2.在溶液磷(P)浓度为5~150 mg/L条件下,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能很好地描述陶瓷滤料和红泥两种基质的磷素吸附过程,陶瓷滤料用Langmuir方程比Freundlich方程的拟合程度更好,红泥相反。4种基质对磷素的吸附量顺序依次为红泥>陶瓷滤料>炉渣>水洗砂。从磷素的解吸率来看,4种基质释磷大小顺序依次为炉渣>水洗砂>陶瓷滤料>红泥,水洗砂和炉渣吸附磷素后的解吸率较高,其它两种基质磷素解吸的比例很低。综合评价,陶瓷滤料更适合作为人工湿地污水除磷的基质。3.对于沸石、陶瓷滤料、炉渣3种基质,不同吸附时间下,沸石对氨氮的吸附效果最好,陶瓷滤料对总磷的吸附效果最好;进水浓度对沸石吸附氨氮的影响较大,其氨氮吸附量随进水浓度的增大而增大,进水浓度对炉渣和陶瓷滤料吸附氨氮及炉渣吸附总磷影响不大;3种基质对氨氮和总磷的吸附量均是随吸附剂量的增加而降低,要达到较好的去污效果,应根据试验结果考虑基质投入量;pH值对沸石吸附氨氮影响显著,pH值6~7范围内吸附效果最好,pH值8~12的碱性条件有利于基质对总磷的吸附;30℃~40℃的温度范围内,不利于基质脱氮除磷,可见人工湿地在较高温度环境下运行时,基质对系统脱氮除磷的作用较小。4.在组合基质的静态吸附试验中,确定1:2的沸石和陶瓷滤料基质为最佳的一组基质组合。