沸石填料人工濕地去除雨水徑流重金屬污染的研究.pdf

1、雨水徑流中有相當(dāng)量的重金屬、懸浮物和COD，如果直接排入受納水體，將對城市水環(huán)境產(chǎn)生重大的影響。而以人工濕地為代表的生態(tài)凈化類技術(shù)以其高效、生態(tài)、低能耗、管理維護方便、耐沖擊負(fù)荷的特點在徑流雨水污染控制中得到了廣泛的應(yīng)用。本文以雨水徑流重金屬污染防治為背景，通過沸石吸附試驗和人工濕地模擬試驗，研究了沸石對典型重金屬離子鉛(Pb2+)、銅(Cu2+)、鋅(Zn2+)、鉻(Cr3+)的吸附機理和競爭吸附特性，以及以沸石為填料的人工濕地對上述

2、金屬離子的去除機理，并重點研究了濕地中存在的重金屬釋放現(xiàn)象和釋放規(guī)律。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴為了探究天然斜發(fā)沸石對鉛(Pb2+)的吸附機理，將沸石分別置于高濃度和低濃度鉛溶液中，并將不同吸附時間的沸石取樣后進行NaCl和HNO3脫附試驗，探討沸石對鉛的吸附過程及不同階段的主導(dǎo)吸附機制。實驗結(jié)果表明天然斜發(fā)沸石對鉛的吸附機理主要包括離子交換和物理吸附，其中物理吸附占主導(dǎo)作用。此外，離子交換主要發(fā)生在沸石外表面，其交換量受溶液初

3、始濃度影響較小，并在5 min內(nèi)達到平衡，與高濃度相比，低濃度情況下離子交換所占百分比更高，效應(yīng)更顯著。物理吸附在低濃度情況下主要發(fā)生在沸石外表面，達到平衡所需時間較短，高濃度情況下可能由于擴散發(fā)生微孔表面物理吸附，擴散過程比較緩慢，需要較長的時間才能達到平衡，與低濃度相比，高濃度情況下物理吸附所占百分比更高，作用更明顯。
　?、埔訮b2+、Cu2+、Zn2+、Cr3+為試驗對象，在多元競爭吸附情況下，對沸石吸附上述離子的特性進行

4、了實驗研究。實驗結(jié)果表明在單一吸附情況下，沸石對四種金屬離子吸附量順序為Cr3+＞Cu2+＞Pb2+＞Zn2+，該現(xiàn)象主要與金屬離子的水解常數(shù)有關(guān)。在二元競爭吸附情況下，金屬離子間存在著明顯的置換作用，并且除Cr3+可能由于水解導(dǎo)致吸附量增大外，其余三種元素吸附量相對單一情況均有所減少，沸石對四種金屬離子的選擇順序為Cr3+＞Pb2+＞Cu2+＞Zn2+,其競爭力的大小不僅受金屬離子的水解常數(shù)控制，還與離子的電負(fù)性和離子的水合能有關(guān)。<

5、br>　　⑶以人工配制含有重金屬的雨水為研究對象，試驗研究了沸石填料人工濕地中對重金屬的去除機理，并重點研究了濕地中的重金屬釋放現(xiàn)象，對釋放源及其形態(tài)分布進行了進一步的研究。結(jié)果表明，Pb2+、Cu2+、Cr3+在濕地中去除機理為:沉淀形式去除量＞沸石吸附去除量＞植物吸收去除量，Zn2+則是沸石吸附去除量＞沉淀形式去除量＞植物吸收去除量。濕地對鉛的平均去除效率約為100％，銅約為98％，鉻約為75％，鋅為65％-72％，其去除效果主要與