人工湿地填料除砷效率及影响因素试验研究.pdfVIP

第32卷 第6期 长 江 科 学 院 院 报 Vo1．32 No．6 2015年 6月 JournalofYangtzeRiverSdentificResearchInstitute Jun．20 1 5 DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2015．06．008 2015，32(06)：42—48 人工湿地填料除砷效率及影响因素试验研究 吴 敏 ，赵 良元 ，冯 雪 (长江科学院a．流域水环境研究所 ；b．流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室，武汉 430010) 摘 要 ：人工湿地是净化含砷水体的重要途径之一，而填料是决定人工湿地除砷效果的关键因素。通过填料如砾 石、锰砂、沸石和陶粒的理化性质的测定，以及各种填料的吸附动力学 、吸附等温线和吸附影响因素试验，研究了填 料的除砷性能及影响因素。结果表明：4种填料均能在24h内达到吸附平衡 ，一级动力学方程和二级动力学方程 能很好地拟合其吸附过程；锰砂、陶粒、沸石和砾石最大吸附容量依次为36．62，25．39，l1．96，7．04ms／kg，Freundlich 方程能较好地拟合填料的等温吸附过程；在0．25—0．50mm范围内，粒径对锰砂和陶粒吸附砷影响不显著；溶液中 氨氮浓度在0．50～2．50ms／L范围内几乎不影响填料对砷的吸附；当砷初始浓度低于0．4ms／L时，磷酸盐在O．25～ 0．50mg／L范围内对填料吸附砷的影响不显著；砷初始浓度高于O．4ms／L时，随着磷酸盐浓度从0．25mg／L增加至 0．50ms／L时，陶粒对砷的最大吸附量降低了2．57ms／kg，对锰砂的吸附量降低了1．85ms／kg。 关键词 ：人工湿地；填料；除砷效率 ；陶粒；锰砂；吸附量 中图分类号：TV213；X52 文献标志码：A 文章编号：1001—5485I2o15)06—0042—07 重于砷与其它重金属的共同去除。根据文献查阅结 果，并综合考虑填料的获得难易性、砷 的特点及经济 1 研究背景 成本等因素，选用砾石、锰砂、陶粒和沸石作为试验材 砷 (As)是水体中危害比较严重的污染物之一。 料。陶粒是以优质黏土为原料，经团粒、烧制等一系 砷在地表水和地下水中广泛存在，研究显示江汉平 列工艺加工而成的片状或球状颗粒，粒度均匀，表面 原中部洪湖市部分地区地下水中砷含量高达2．012 多微孑L，具有较强 的吸附能力，且有效使用时间 mg／L，长江下游铜陵地 区河流 中的砷含量 高达 长¨；锰砂是一种廉价、优 良地下水除重金属的滤 1．393mg／Lll-21 料 引；砾石是人工湿地常见填料；沸石是用作砷吸附 。 因此，研究高效、经济的除砷技术 对于保障水环境和水生态安全具有重要意义。人工 的常见材料。 湿地广泛用于重金属(包括砷)污染水体的处理，具 本文通过填料的粒径级配、干重度、孔隙度和矿 有高效、低能耗和环境友好等优点 ，它由填料、植物 物组分等部分理化性质的测定，以及填料对砷的吸附 及生长在它们表面的微生物构成 I4J。填料不仅为 动力学试验和吸附等温线试验，筛选出对砷吸附容量 植物生长、微生物附着提供载体，而且通过 自身的物 大且I生能稳定的湿地填料，并对研究填料粒径、氨氮 理化学 吸附、沉降络合等作用有效去除污染物 和磷酸盐对填料吸附砷 的影响。研究成果可为除砷 质…，是决定人工湿地去除污染物效果的重要因 的人工湿地填料选择提供参考。 素。湿地填料类型多样，包括砾石、矿渣、粉煤灰、页 岩、陶粒、沸石和锰砂等 j。湿地填料的选择大多