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我国人均水资源拥有量少,水质污染严重,而水处理设施落后,污水的处理效率低。从我国国情出发,发展低建设费用,低运行成本、低维持技术,二次污染物排放少的新型污水处理技术必将成为解决我国水污染问题的重要途径。 在水处理领域,以自然为基础,利用太阳能和生物体的污水治理技术正逐渐替代高度机械化和高能耗的污水治理技术。自然污水处理系统的典型代表——人工湿地污水处理系统符合上述“三低一少”技术的标准。在人工湿地的去N除P工艺中,填料的选择是核心技术,而填料的定量是重要的设计基础。但目前应用中水相浓度和介质用量对污染物去除率影响的评价多为实验室实测的结果,或是靠经验值设计人工湿地的填料用量,没有从理论和适用技术上解决填料吸附量Q_e与污质起始浓度C_O和填料用量W_O的函数关系以及相关参数的测定问题,因此在定量时具有极大的盲目性,填料计算的误差会直接影响到人工湿地的建设和运行成本的核算和处理后出水的质量。因此寻求一种科学的填料定量方法成为本课题的研究重点。 针对上述问题,本研究选择了蛭石、人造沸石和732型阳离子交换树脂进行氨氮的静态和动态的吸附试验。并进一步检验了蛭石和人造沸石在实际生活污水处理中去除氨氮和COD的可行性。 研究结果为: 1、基于平衡时吸附量Q_e与平衡时氨氮浓度C和介质吸附势P成正比的假设,以及“介质浓度W_O趋向无穷大,单位介质平衡吸附量q_e趋向于零,吸附极值Q_m趋向于氨氮起始浓度C_O;C_O趋向无穷大,q_e趋向于单位介质吸附容量q_m,Q_m趋向于W_Oq_m”的原理建立的等温吸附通式方程Q_e=W_Oq_m C_O/[q_mK_W+W_O(q_m-q_e+C_O]在描述氨氮吸附过程时具有很高精确度。 2.理论通式含有两个基本特征参数:饱和吸附容量q_m和介质系数K_W,K_W代表介质对吸附离子的亲和力。基于理论通式采用曲线拟合法分别求出蛭石、人造沸石、732型阳离子交换树脂的饱和吸附容量q_e为22、45、60mg/g,介质吸附系数K_W为15.5、8、6g/L; 3、在通式的基础上针对低C_O区间提出了吸附简式方程Q_e=W_O q_m C_O/[q_m(K_W+W_O)+C_O],并给出C_O/q_m(K_W+W_O)≤0.05作为简式应用的判别式,结果显示判别式具有很高的精确性。