沸石床濕地控制暴雨徑流污染研究.pdf

1、農(nóng)田暴雨徑流是導(dǎo)致湖泊富營養(yǎng)化的主要原因之一。由于暴雨徑流具有突發(fā) 性、強(qiáng)沖擊性等特點(diǎn)，處理過程中水力停留時間較短，使得一般的人工濕地處理 效果較差。本實(shí)驗(yàn)采用沸石作為人工濕地的填料，利用沸石的吸附作用，先將污 染物截留，在間歇期進(jìn)行降解。研究中考察了沸石床濕地對暴雨徑流的處理效果 及其影響因素，在此基礎(chǔ)上研究了沸石去除氨氮的機(jī)理及生物膜、懸浮物的影響 和氮、磷在人工濕地中的分布及平衡。 菖蒲-沸石床濕地處理暴雨徑流的運(yùn)行研

2、究表明：(1)夏季停留時間8h，其 他季節(jié)1d；進(jìn)水間歇期不少于2d時，COD、NH3-N、NO3-N、TN、PO4-P、TP 的平均去除率分別80.2％、98.5％、98.4％、97.0％、96.6％、83.8％。(2)在進(jìn) 水5min之后，99.5％NH4-N通過沸石的吸附作用被去除。之后，水中產(chǎn)生少量 的NO2-N和NO3-N，說明NH4-N首先被吸附，再被微生物降解。(3)COD的 去除受間歇期影響，間歇期越長(大于1

3、d)，去除率越低；進(jìn)水中含有NO3-N 時出水的COD濃度比含有NH4-N時低。NH4-N的去除受溫度、間歇期、水力負(fù) 荷影響。TN的去除率與溫度、間歇期和停留時間有關(guān)。PO4-P、TP出水濃度受 溫度、停留時間、間歇期影響。進(jìn)水中的COD、NH4-N、NO3-N對PO4-P的去 除均有促進(jìn)作用。 (4)污染物的去除率或出水濃度可用多元線性回歸模型來描 述。多元線性回歸模型表明，在沸石濕地中水質(zhì)對COD、NO3-N去除的影響

4、要 大于運(yùn)行參數(shù)，PO4-P的去除與之相反，NH4-N的去除則只受運(yùn)行參數(shù)的影響。 對沸石去除氨氮的研究結(jié)果表明：在溶液NH4-N濃度為61-7636mg／L的條 件下，交換容量與吸附容量之比為30-65：1，沸石去除氨氮主要是通過離子交換， 吸附只起很小的作用，可以忽略不計(jì)；有生物膜沸石的NH3-N交換容量高于無生 物膜的，他們的等溫交換曲線均符合Freundlich吸附等溫式；沸石的吸附容量隨 著懸浮物濃度增高而降低，遵

5、從負(fù)指數(shù)關(guān)系，懸浮物對沸石離子交換的干擾主要 在孔擴(kuò)散階段。 對氮、磷在沸石人工濕地中的分布及全年的變化情況研究表明：(1)沸石表 面的NH4-N吸附量呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化趨勢，冬季較高，其他季節(jié)較低，與 系統(tǒng)所去除的NH4-N量無關(guān)。由于植物的吸收作用，無植物系統(tǒng)沸石表面吸附 的NH4-N要多于有植物系統(tǒng)。(2)在蘆葦-沸石床濕地中，填料表面氮、磷的吸 附量沿深度沒有明顯差異，而菖蒲-沸石人工濕地中在深度15～35cm之間

6、， NH4-N、PO4-P積累增加。當(dāng)深度超過35cm以上時，NH4-N、PO4-P的吸附量沒 有變化。(3)環(huán)境的改變會影響氮、磷在植物各器官的分布；植物體內(nèi)氮的含量 隨其所在環(huán)境氮濃度升高而升高，磷的含量則變化很小。 濕地中氮、磷的平衡實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在短期(5個月)內(nèi)，沸石床濕地中微 生物同化作用去除的氮最多，其次是反硝化、植物的吸收作用，填料吸附最少； 而在礫石人工濕地中，反硝化作用去除的氮最多；人工濕地中磷主要通過微