人工濕地紅壤基質(zhì)填料的除磷性能與機理研究.pdf

1、人工濕地中基質(zhì)填料的吸附沉淀作用是人工濕地吸附除磷的主導因素,然而,濕地中普通的土壤或者礫石基質(zhì)對水體中磷的去除效果不夠理想,所以,本研宄嘗試開發(fā)洱海流域內(nèi)廣泛分布的紅壤作為人工濕地吸附除磷基質(zhì),希望能夠為洱海流域磷污染的控制提供有效幫助,也希望能夠為富營養(yǎng)化湖泊的磷污染控制與治理工作提供借鑒意義和參考價值。
　　本研宄首先通過吸附除磷有效性試驗和等溫吸附試驗,研宄了紅壤的等溫吸附特征,考察了紅壤作為人工濕地吸附除磷基質(zhì)應用推廣的

2、可行性,并探宄了初始磷溶液濃度、紅壤粒徑、紅壤添加量和溶液pH值等因素對紅壤吸附除磷效果的影響。結(jié)果表明:紅壤具有良好的吸附除磷效果,根據(jù)Langmuir方程得出紅壤對磷的理論飽和吸附量為4692.04mg/kg;添加量和溶液p H值對紅壤吸附除磷性能的影響顯著,隨著添加量的增加,紅壤對水體中磷的平衡吸附量顯著減少,除磷效率明顯提升;隨著pH值的增加,紅壤對磷的平衡吸附量和吸附效率均逐漸降低。通過吸附除磷動力學試驗,考察了紅壤吸附除磷的

3、動力學特征,并利用相關(guān)熱力學函數(shù)參數(shù)描述了紅壤吸附除磷的熱力學特征。試驗結(jié)果顯示:準二級動力學方程要比一級動力學方程、雙常數(shù)方程和Elovich方程更能準確的描述紅壤對磷的吸附動力學過程,利用準二級動力學方程計算得到的紅壤平衡磷吸附量X e與實驗得到的實際平衡吸附量X e,exp的相對誤差均小于±4％;紅壤吸附除磷體系的A G和 A H均小于0,即紅壤對磷的吸附作用是一個自發(fā)、放熱的過程。通過動態(tài)吸附試驗,考察了紅壤顆粒動態(tài)吸附除磷的主

4、要影響因素,利用動態(tài)吸附曲線描述了紅壤顆粒的吸附除磷過程,并量化分析了紅壤顆粒的吸附除磷效果。結(jié)果分析發(fā)現(xiàn):初始溶液濃度增大、進水流速提升、填料高度降低以及pH值的增加均會導致紅壤顆粒吸附除磷動態(tài)曲線的穿透時間的縮短;將紅壤顆粒實際應用于人工濕地基質(zhì)填料吸附除磷時,濕地進水磷濃度不宜過低;進水流速的減緩可以幫助延長停留時間,提高去除效果;填料床厚度的增加能夠提供更多的活性物質(zhì)和吸附點位;調(diào)節(jié)進水pH為酸性條件,可以有效增強紅壤顆粒的吸附