人工濕地紅壤基質(zhì)填料的除磷性能與機(jī)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(dǎo)因素,然而,濕地中普通的土壤或者礫石基質(zhì)對(duì)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?yàn)槎Ａ饔蛄孜廴镜目刂铺峁┯行椭?也希望能夠?yàn)楦粻I(yíng)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(jià)值。
　　本研宄首先通過吸附除磷有效性試驗(yàn)和等溫吸附試驗(yàn),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(yīng)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(duì)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(duì)磷的理論飽和吸附量為4692.04mg/kg;添加量和溶液p H值對(duì)紅壤吸附除磷性能的影響顯著,隨著添加量的增加,紅壤對(duì)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(duì)磷的平衡吸附量和吸附效率均逐漸降低。通過吸附除磷動(dòng)力學(xué)試驗(yàn),考察了紅壤吸附除磷的

3、動(dòng)力學(xué)特征,并利用相關(guān)熱力學(xué)函數(shù)參數(shù)描述了紅壤吸附除磷的熱力學(xué)特征。試驗(yàn)結(jié)果顯示:準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程要比一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、雙常數(shù)方程和Elovich方程更能準(zhǔn)確的描述紅壤對(duì)磷的吸附動(dòng)力學(xué)過程,利用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算得到的紅壤平衡磷吸附量X e與實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)際平衡吸附量X e,exp的相對(duì)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(duì)磷的吸附作用是一個(gè)自發(fā)、放熱的過程。通過動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn),考察了紅壤顆粒動(dòng)態(tài)吸附除磷的主

4、要影響因素,利用動(dòng)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(jìn)水流速提升、填料高度降低以及pH值的增加均會(huì)導(dǎo)致紅壤顆粒吸附除磷動(dòng)態(tài)曲線的穿透時(shí)間的縮短;將紅壤顆粒實(shí)際應(yīng)用于人工濕地基質(zhì)填料吸附除磷時(shí),濕地進(jìn)水磷濃度不宜過低;進(jìn)水流速的減緩可以幫助延長(zhǎng)停留時(shí)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(diǎn)位;調(diào)節(jié)進(jìn)水pH為酸性條件,可以有效增強(qiáng)紅壤顆粒的吸附