论文摘要
人工湿地是一种具广阔应用前景的水处理技术，它具有效率高、投资低、运行及维护费用低、适用面广、耐冲击负荷强等优点，是正在不断得到研究应用和发展的污水处理实用新技术。针对佛山市城区排污管网尚不健全，仍有部分城市污水就地排入地表河涌，以致辖区内不少地方地表水体污染严重的状况，着重研究高效、廉价、美观、卫生的人工湿地系统处理工艺，就地分散处理市区的部分城市污水。本研究拟通过本地植物、EM与陶瓷颗粒的结合使用，为解决佛山市地表水体污染严重问题提供新资料。本文采用单元桶模拟人工湿地的方法，筛选出耐污去污能力强，生长良好的本地适生湿地植物，研究在实验条件下固定化EM技术应用于提高人工湿地净化污水能力以及陶瓷颗粒对溶液中磷的等温吸附特征，考察了溶液初始磷浓度、吸附剂浓度、吸附剂粒径等对吸附作用的影响。结果表明：1．在CODcr600mg／L、NH4+-N23mg／L、TP26mg／L的生活污水条件下，经过21d试验，从生物量、根系、景观、净化能力等几方面综合评价，龟背竹以其良好的去污力和适应生长能力，在8种供试植物中列第一位。2．在CODcr510mg／L，NH4+-N35mg／L，TP4mg／L的人工污水条件下，由于新有机污染源的引入（EM菌液COD为30000～40000mg／L），固定化EM技术应用于人工湿地中对提高COD去除率不显著；但固定化EM技术的应用能显著提高人工湿地对NH4+-N和TP的去除能力（P＜0.05），由此认为，随着处理时间的延长，固定化EM有利于提高NH4+-N和TP去除率。试验结果说明当EM进入污水系统新环境后，尚需一定时间的自我调整、对环境的适应和稳定，并形成优势种群后，方可有效发挥其对污水NH4+N和TP的良好降解作用。同时试验结果也表明，陶瓷废料颗粒能有效去除污水中的COD、NH4+-N、TP，且达极显著水平（P＜0.01）。3．基质磷吸附动力学研究结果表明，陶瓷颗粒既对磷具有良好的吸附效果，也有较好的解吸率。试验得出当采用粒径为0.5～1.0mm，介质浓度为5.00g／100ml的陶瓷颗粒，可以达到人工湿地实际运行中用料省和有效除磷的目的。通过陶瓷颗粒静态吸磷试验，发现Langmuir等温方程的线性形式拟合磷吸附实验数据较Freundlich等温方程好，求得陶瓷颗粒最大磷吸附量为3.50mg／g，其对溶液中磷的等温吸附方程表达为：Ce／qe=10.164+0.2854Ce，相关系数r=0.984。同时，利用一级动力学方程、Elovich方程和抛物线扩散律模拟陶瓷颗粒吸附除磷动力学特征发现，Elovich方程能最好地模拟陶瓷颗粒磷吸附量q与时间t的动态关系，尤其能很好地模拟低磷浓度下陶瓷颗粒磷吸附过程，并估算出陶瓷颗粒对磷的平衡吸附量qe。所求得Elovich方程为：1)初始磷浓度C0=5mg／L时，q=0.016lnt-0.032，相关系数r=0.987；2)初始磷浓度C0=10mg／L时，q=0.033lnt-0.080，相关系数r=0.986；3)初始磷浓度C0=20mg／L时，q=0.048lnt-0.111，相关系数r=0.982；4)初始磷浓度C0=80mg／L时，q=0.254lnt-0.891，相关系数r=0.971。