水淬渣人工濕地強(qiáng)化除磷作用研究
摘要:研究了水淬渣的磷吸附-解吸效果,構(gòu)建了以水淬渣為主要基質(zhì)的模擬垂直流人工濕地系統(tǒng),分析了水力停留時(shí)間(HRT)和污染負(fù)荷變化對(duì)污水中磷去除的影響,探討了濕地上行、下行流單元各層基質(zhì)的除磷貢獻(xiàn)。結(jié)果表明,水淬渣基質(zhì)的磷飽和吸附量為3333mg·kg-1,其水溶性鈣含量為0.084%,pH值為7.54,適合作為濕地除磷基質(zhì)。HRT與磷除去率呈正相關(guān),當(dāng)HRT從1d縮短為0.5d時(shí),TP去除率降低5.9%~4.7%,當(dāng)HRT從2d縮短為1d時(shí),TP去除率降低2.4%~4.7%,HRT為1d條件下,水淬渣濕地的磷去除率>85%,說(shuō)明無(wú)限延長(zhǎng)HRT無(wú)益于強(qiáng)化除磷,適宜的HRT為1d.在進(jìn)水濃度穩(wěn)定的條件下,進(jìn)水污染負(fù)荷與磷去除率呈負(fù)相關(guān),當(dāng)污染負(fù)荷范圍在12.2~36.8g·(m2·d)-1時(shí),水淬渣濕地的磷除去率可維持在85%,當(dāng)污染負(fù)荷達(dá)到48.9g·(m2·d)-1后,水淬渣濕地的磷除去率下降至65%,當(dāng)污染負(fù)荷<36.8g·(m2·d)-1時(shí),水淬渣濕地的磷去除率>82%,說(shuō)明高污染負(fù)荷可抑制基質(zhì)表面及孔隙中Ca、Al等吸附磷的活躍位點(diǎn),適宜的進(jìn)水污染負(fù)荷為24.5~36.8g·(m2·d)-1。表層鋪設(shè)水淬渣、下層鋪設(shè)常規(guī)基質(zhì)的級(jí)配方式有利于垂直流濕地除磷,下行流和上行流單元的表層水淬渣基質(zhì)磷吸附量可達(dá)0.17mg·kg-1和0.05mg·kg-1,在表層基質(zhì)磷吸附飽和后可靈活更換,有效延長(zhǎng)濕地除磷壽命。
關(guān)鍵詞:濕地基質(zhì),除磷,水淬渣,水力停留時(shí)間,污染負(fù)荷
人工濕地(constructedwetland,CW)是人工化的自適應(yīng)生態(tài)系統(tǒng),在構(gòu)成濕地污水處理系統(tǒng)的四大基本要素(水體、基質(zhì)、水生植物和微生物)中,基質(zhì)、水生植物和微生物或三者相互之間通過(guò)一系列物理的、化學(xué)的以及生物的途徑,可以完成對(duì)污染物的高效去除。其中,利用濕地系統(tǒng)中的基質(zhì)、水生植物和微生物的共同作用去除磷元素,通常被認(rèn)為是一種廉價(jià)有效的廢水處理技術(shù)。
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