摘要：采取室內(nèi)填料柱級配淋洗試驗(yàn)的方法，選取粉煤灰、煤渣、空心磚填料組合作為人工濕地填料，進(jìn)行不同填料級配污水凈化效果研究。結(jié)果表明：在相同進(jìn)水水質(zhì)和水力負(fù)荷運(yùn)行條件下，粉煤灰、煤渣、空心磚以體積比3：l：l混合時(shí)，COD、TN、NI-h*-N去除效果最好，去除率最高分別達(dá)到47．83%、81．93%、93，53%；粉煤灰、煤渣、空心磚以體積比1：l：3混合時(shí)，rP去除率較高，可達(dá)到85．97%。試驗(yàn)所選填料及級配對NO~--N無較好的去除效果�？紤]到填料物理特性及長期穩(wěn)定運(yùn)行的需要，選擇粉煤灰、煤渣、空心磚以體積比3：1：l混合填料作為人工濕地去污填料最為適宜。

關(guān)鍵詞：人工濕地；填料級配；淋洗；去污性能

近年來，隨著水資源的緊缺，處理生活污水進(jìn)行水資源回用逐漸成為熱點(diǎn)。而人工濕地以其自然、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，又逐漸成為水處理中的熱點(diǎn)。人工濕地污水處理系統(tǒng)是目前世界上低投資、低能耗、最廉價(jià)、行之有效的處理污水和利用污水的系統(tǒng)工程。近年來，在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用。它主要利用植物、微生物和填料之間的物理、化學(xué)和生物作用達(dá)到污水凈化的目的。人工濕地可以分為表面流人工濕地和潛流人工濕地兩種類型。潛流人工濕地對污染物質(zhì)的去除是植物吸收、微生物轉(zhuǎn)化及基質(zhì)物理化學(xué)作用三方面共同作用的結(jié)果。其中，基質(zhì)起著非常重要的作用，它不僅為植物生長、微生物附著提供適宜條件，自身還通過物理化學(xué)吸附，沉降絡(luò)合等作用有效去除污染物質(zhì)。

潛流人工濕地污水處理系統(tǒng)中所使用的填料是人工濕地的基質(zhì)與載體，包括多種類型，其所有理化性狀都可能影響到對污水的處理效果。在人工濕地內(nèi)部填充多孔的、有較大比表面的填料，可以改善人工濕地的水力學(xué)性能，為微生物提供更大的附著面積，同時(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)對污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。填料對污染物的成功截留為后續(xù)植物吸收創(chuàng)造良好條件，是出水水質(zhì)的重要保證。

填料的類型以及比例是影響人工濕地處理污水的重要因素之一。填料對污染物的截留過程包括物理過濾、離子交換、專性與非專性吸附、螯合作用、沉降反應(yīng)等。目前用于污水處理的人工濕地填料包括碎石、頁巖、煤灰、礦渣、陶粒、石灰石、沸石等。研究標(biāo)明：粉煤灰、煤渣有良好的吸附能力�？招拇u是由粉煤灰等添加高嶺土、頁巖等物質(zhì)制成，具有一定的吸附能力。目前，對人工濕地的研究往往偏重于生物因子在廢水工程中的作用，對基質(zhì)研究相對較少。濕地填料的選擇大多以填料對特征污染物的去除情況為依據(jù)，如除磷填料的選擇常依據(jù)填料最大磷吸附量”，實(shí)驗(yàn)中此法選用填料較少，對填料的實(shí)際去污性與過高估計(jì)。為此，本研究以室內(nèi)模擬人工濕地污水處理系統(tǒng)中的填料系統(tǒng)，排除環(huán)境中不可控制因子的影響，通過比較生活污水中COD、NH3-N、TN、TP、NO。__N的去除效果，研究了3種基質(zhì)對去除污水中各污染因子的能力，從而為選擇及優(yōu)化人工濕地填料提供依據(jù)。

1材料與方法

1．1供試材料

考慮到北方地區(qū)填料的來源及成本等諸多因素，本實(shí)驗(yàn)選用泰安市本地的粗礫石、粉煤灰、煤渣、空心磚作為實(shí)驗(yàn)填料。粉煤灰、煤渣取自泰安市熱電廠(經(jīng)水膜式除塵器處理后)，經(jīng)過篩、晾干后待用�？招拇u塊取自泰安建材市場。

其中實(shí)驗(yàn)使用的碎石粒徑為2-4ram，用于填料柱的底部布水均勻，碎石中含有較多的A12Oz、Fe203、CaO等成分，對污水具有較好的過濾作用。實(shí)驗(yàn)使用的粉煤灰主要成分為SiO、A1203、CaO、Fe203等，具有多孔性及很大的比表面積，通過吸附、離子交換、絮凝沉淀和過濾作用去除污水中的污染物質(zhì)�？招拇u由粉煤灰燒結(jié)而成，具有粉煤灰的化學(xué)特性，生產(chǎn)燒結(jié)空心磚過程中摻合的粘結(jié)料有易熔粘土、高嶺土、耐火土、頁巖等泥料。同時(shí)其比表面積大，與粉煤灰相比在污水處理工程中具有不易流失，不板結(jié)等優(yōu)點(diǎn)。煤渣內(nèi)部孔隙發(fā)達(dá)，表面有許多大孔隙，具有比較高的吸附l生能。此外，煤渣發(fā)達(dá)的孔隙、巨大的表面積和一定的機(jī)械強(qiáng)度使其具有較強(qiáng)的過濾作用。淋洗生活污水以泰安市污水處理廠剛經(jīng)過粗格柵處理的生活污水作為水源。污水的主要水質(zhì)參數(shù)為：COD94．49-175．26mg/L，TN36．59-29．92mg/L，NH4LN25．9-29．1mg/L，NOf-N2．7-3．5mg/L，TP2．23-5．92mg/L，pH8．32-8．64。

1．2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2006年下半年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)土壤化學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，共設(shè)7個(gè)處理，見表1。

試驗(yàn)裝置由污水配給瓶、流量控制裝置、填料柱、大漏斗及接收器、濾紙、紗布組成(圖1)。填料柱為內(nèi)徑4．5cm，高為28cm的PVC管。將各種填料按試驗(yàn)設(shè)計(jì)混合，填充至PVC管中，壓實(shí)，總填充高度為25cm。用蒸餾水自下而上浸透填料柱，后用污水進(jìn)行淋溶。

淋溶污水負(fù)荷按照人工濕地污水負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，淋洗水量為200mL/d。

1．3樣品采集與分析方法

1．3．1水樣采集

試驗(yàn)采取連續(xù)淋溶的方式，一次污水淋洗體積200mL，每淋洗一次取樣一次，每天上午8：00取樣。連續(xù)淋洗10次，共淋洗2L，取樣10次。取樣后將接收器中的水樣混勻，經(jīng)濾紙過濾后，從中取樣進(jìn)行水質(zhì)分析。

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