人工濕地填料必須具有一定的機(jī)械硬度和化學(xué)穩(wěn)定性，具有較大的比表面積、一定的顆粒級配和適當(dāng)?shù)目紫堵省Ｌ盍蠎?yīng)盡量就地取材，貨源充足，價廉易得。近年來，人工濕地污水處理系統(tǒng)己經(jīng)在污水處理中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了較好的效果，但還存在著一些問題，如污水中氨氮難以去除，其去除率低，一般不超過60％，而且不能持續(xù)、穩(wěn)定的去除，水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)；無機(jī)磷在填料吸附飽和之后，去除率明顯下降。
本實驗針對這些問題，通過查閱文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn)：①由于石灰石中含有大量的ca2+，而Ca2+極易與磷酸根發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀，因此從化學(xué)反應(yīng)的角度來看石灰石是除磷效果最好的填料腳；②沸石具有很大的比表面積，僅次于活性炭，因此沸石具有很強(qiáng)的吸附陛能，研究表明天然沸石對氨氮和磷酸鹽都有較好的處理效果嘲；③天然蛭石加熱到250cc時，體積增加到8～15倍而成為膨脹蛭石[51，因此膨脹蛭石具有更大的比表面積及吸附性能；④高爐渣中存在各種價態(tài)的鐵、鈣、鎂等金屬離子，這就使溶解性磷酸根與鐵等金屬離子生成沉淀成為可能。另外，高爐渣的細(xì)小多孔性構(gòu)造又為吸附此類沉淀物創(chuàng)造了條件，據(jù)此可判斷，高爐渣在某些條件下可成為良好的除磷吸附劑6[1。另外，砂子和碎石價格低廉，取材方便，因此，本試驗選擇石灰石、沸石、蛭石、高爐渣、碎石和砂子6種填料進(jìn)行試驗。
1材料與方法
1．1試驗材料
1．1．1填料
石灰石、沸石、蛭石、高爐渣、碎石和砂子。
1．1．2試驗水質(zhì)
試驗所用的污水是用自來水和硫酸銨、磷酸二氫鉀配制而成。由于典型的水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中氨氮的質(zhì)量濃度一般在1．0～5．0mgm，總磷的質(zhì)量濃度一般在0．2～1．5mgm。因此本次試驗所配污水的濃度為：NH4+~N的質(zhì)量濃度范圍為1．0～5．0mgm，TP的質(zhì)量濃度范圍為0．2～1．5mgm。
1．2試驗方法
1．2．1水質(zhì)監(jiān)測方法
氨態(tài)氮：納氏試劑比色法；
總磷：過硫酸鉀消解磷鉬雜多酸分光光度法。
1-2．2填料的等溫吸附方程擬合
通過吸附等溫公式確定吸附劑的吸附量及吸附類型，為選擇吸附劑提供了可比較的數(shù)據(jù)，對吸附設(shè)備的設(shè)計有一定的參考價值。
目前常用的吸附等溫式有2個：Freundlich吸附等溫式，Langmuir吸附等溫式。
1．2_2．1Freundlich等溫方程
可以通過Freundlich等溫方程擬合，說明填料的吸附難易程度具有相對穩(wěn)定性，不同填料的擬合參數(shù)11值大小可以確定填料對特定因子的吸附難易程度，從而可以選擇優(yōu)質(zhì)填料。
1-2．2．2Langmuir等溫方程
通過Langmuir等溫方程擬合，說明填料的吸附量具有相對穩(wěn)定性，不同填料的擬合參數(shù)k值大小可以確定填料對特定因子的吸附容量，從而可以選擇優(yōu)質(zhì)填料。
2結(jié)果與分析
2．1填料對氨氮吸附的等溫方程擬合
2．1．1Freundlich等溫方程擬合
根據(jù)不同進(jìn)水濃度時，不同填料對氨氮的平衡濃度及吸附容量的數(shù)據(jù)，制作吸附量對數(shù)一平衡濃度對數(shù)圖，進(jìn)行Freundlich方程擬合。擬合曲線見圖1～圖6。擬合方程及參數(shù)見表2。各填料都較好地擬合了Freundlich線性方程，相關(guān)系數(shù)都在較高的水平上。一般n值在2～10之間易進(jìn)行吸附，n<0．5時吸附不能進(jìn)行；n>1表明該吸附是優(yōu)先吸附。所選6種填料n值均>0．5，沸石、砂子和碎石n>l，因此，此3種填料較易吸收氨氮。
2．1．2Langmuir等溫方程擬合
根據(jù)不同進(jìn)水濃度時，不同填料對氨氮的平衡濃度及吸附容量的數(shù)據(jù)，制作吸附量倒數(shù)一平衡濃度倒數(shù)圖，進(jìn)行Langmuir等溫方程擬合。該方程反映的是填料對污染物的吸附容量，一般K值越大，吸附能力越強(qiáng)。擬合曲線見圖7～圖12。擬合方程及參數(shù)見表3。各填料均較好地擬合了Langrnuir線性方程，各填料對氨氮的吸附能力由強(qiáng)到弱依次是：沸石>砂子>碎石>蛭石>石灰石>高爐渣。
2．2填料對TP的吸附等溫方程擬合
2．2．1Freundlich等溫方程擬合
根據(jù)不同進(jìn)水濃度時，不同填料對TP的平衡濃度及吸附容量的數(shù)據(jù)，制作吸附量對數(shù)一平衡濃度對數(shù)圖，進(jìn)行Freundlich線性方程擬合，擬合曲線見圖l3～圖18，擬合方程及參數(shù)見表4。各填料均較好地擬合了Freundlich線性方程。它們的J1值均>1，表明它們均較易吸附磷。
2-2．2Langmuir等溫方程擬合
根據(jù)不同進(jìn)水濃度時，不同填料對TP的平衡濃度及吸附容量的數(shù)據(jù)，制作吸附量倒數(shù)一平衡濃度倒數(shù)圖，進(jìn)行Lannuir方程擬合，擬合曲線見(圖l9～圖24)，擬合方程及參數(shù)見表5。各填料TP的吸附均較好的擬合了Langrnuir線性方程，它們的吸附能力由強(qiáng)到弱依次是：蛭石>高爐渣>砂子>沸石>碎石>石灰石。
本實驗所選6種填料對氨氮和總磷的吸附均較好地擬合了Freundlich和Langrnui線性等溫吸附方程。其中沸石較易吸附氨氮，其中吸附能力由強(qiáng)到弱依次是：沸石>砂子>碎石>蛭石>石灰石>高爐渣。對總磷各填料均較易吸附，吸附能力由強(qiáng)到弱依次是：蛭石>高爐渣>砂子>沸石>碎石>石灰石。
