基质对人工湿地脱氮除磷效果影响研究(3)

生物净水,脱氮除磷,除藻

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3．1讨论与分析添加粉煤灰对除磷效果的影响

混合基质（粉煤灰+石灰石）床对磷的去除率和去除负荷均要高于单一基质（石灰石）床。根据静态

粉煤灰是一种富含钙、铝、铁元素的工业废渣，其对磷的吸附具有较大的最大吸附量、表面吸附试验表明，

［5］吸附强度因子和最大缓冲能力，是一种具有良好磷吸附能力的基质。因此，与单一基质（石灰石）相

比，混合基质（粉煤灰+石灰石）对磷的去除作用更加明显，且混合基质（粉煤灰+石灰石）中粉煤灰所占的比例与对磷的去除效果在一定范围内成正比例关系。如第三级人工湿地和第二级人工湿地中混合基质（粉煤灰+石灰石）床中粉煤灰所占比例分别为50%和33%，相应的第三级人工湿地比第二级人工湿地的去除负荷量也有所提高。因此，在处理高磷污水时，可以通过增加粉煤灰的填充比例来优化基质搭配，从而提高磷的去除率。此外，对于粉煤灰的填充比例也要控制在一定的范围内，防止因粉煤灰填充过多而导致床体堵塞。

3．2添加粉煤灰对除氮效果的影响

氨氮在人工湿地中最主要的去除途径是硝化/反硝化反应，其中硝化反应适宜的pH值为7～8，反硝化

［6］反应适宜的pH值为6．5～7．5。结合实验，混合基质（粉煤灰+石灰石）床氨氮去除效果高于单一基质

+－（石灰石）床的重要原因在于碱的供应量。在硝化/反硝化反应中，每转化1gNH4－N成NO3－N，需要消耗

－7．14g碱（以CaCO3计），每反硝化1gNO3－N成N2，会产生3．0g碱（以CaCO3计）。因此，粉煤灰的添加

在除氮过程中起着调节碱量的重要作用。

3．3基质填充量对脱氮除磷效果的影响

根据实验结果可知，不论是混合基质（粉煤灰+石灰石）床还是单一基质（石灰石）床，基质填充量与对磷吸附量在一定范围内均成正比例关系。而对于氮的去除率则与基质的填充方式有关，主要是看进水氮素

一是床体面积不变，增大基质填充深度，二是基质填充深度不为何种形态。增加基质填充量有两种方式，

变，增大床体面积。当进水以氨氮为主要形态时，宜采用增大床体面积的方式，增加植物种植量和植物根系复氧量，强化硝化/反硝化反应，实现氮和磷的高效去除。当进水氮素以硝态氮为主，则不需进行好氧硝化反应时，宜采用增加基质填充深度的方法来提高脱氮除磷的效果。

4结论

研究结果表明，粉煤灰是一种富含钙、铝、铁的工业废渣，具有良好的磷吸附能力，还可以作为碱源供应碱而有利于氮的去除，而且是一种廉价易得的工业废渣，因此是一种优良的人工湿地基质，值得推广应用。其混合基质（粉煤灰+石灰石）和单一基质（石灰石）床，相比，磷去除效果明显增加，氮去除效果也略有提高。

由于不同的基质具有不同的孔隙度、复氧能力、氮磷去除能力，因此根据污水中的污染物的种类、特征

植物生长、可以选取不同的基质或采取几种基质的组合成为趋势。但在实际应用中要综合考虑进水水质、

磷吸附效率、水力传导性、材料易得性、价格等因素，进行合理选用、搭配。如在研究中，虽然填充粉煤灰可以提高脱氮除磷效果，但并没有把粉煤灰作为单一基质床，而是把它和其他基质按一定的比例组成混合基质，主要是为了防止粉煤灰因粒径较小，比例过高时导致孔隙度太小而堵塞床体。

提高基质填充深度、增大基质填充量可以显著提高磷的吸附去除量，但对氮的去除则因情况而异。如果进水主要以氨氮为主，易采用增大床体面积的方式，若进水氮素以硝态氮为主，则以采取增加基质填充高度的方式来提高脱氮除磷的效果。