凹土陶粒處理微污染河水實驗

摘 要：以凹凸棒石粘土陶粒作為人工快速滲濾系統(tǒng)的基質(zhì)材料，并對微污染河水進(jìn)行實驗研究，實驗結(jié)果表明，凹土陶粒對氨氮具有很高的去除率，去除率在99%以上，凹土陶粒具有經(jīng)濟可行性，降低運行成本。

關(guān)鍵詞：凹土；陶粒；基質(zhì)；人工濕地

人工濕地功能發(fā)揮的關(guān)鍵是人工濕地基質(zhì)材料的選擇，淮安市凹凸棒石黏土資源豐富，價格低廉，而且凹凸棒石黏土對污水中COD，NH3-N具有良好的去除效果。本研究采用凹凸棒石粘土陶粒作為基質(zhì)材料，利用快速人工滲濾系統(tǒng)[1，2，3]處理微污染河水的應(yīng)用實驗，同時與其他基質(zhì)材料對照，對凹凸棒石黏土陶粒作為人工基質(zhì)去除COD，NH4+-N的實驗效果進(jìn)行驗證。

1 凹土陶粒處理微污染河水實驗

1.1 凹凸棒石黏土陶粒的制備

將58%的凹凸棒石黏土與42%的水混勻，反復(fù)攪拌，制備粒徑為3～6mm的顆粒，將濕陶粒放在（100±5）℃的恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥1h，然后放入650℃的馬沸爐中灼燒10min。凹凸棒石黏土陶粒如圖所示：

凹凸棒石黏土陶粒的粒徑為6.0～10.0mm；容重為0.863g/cm3；總孔隙度為40.4%。

1.2 實驗裝置

為了比較凹土陶粒濾料的實驗效果，選取了天然河沙和火山巖作為對照，實驗裝置圖如圖1所示，基質(zhì)材料的組合形式如表1所示。在2012.7-2012.8月，連續(xù)2個月進(jìn)行系統(tǒng)實驗。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 對COD的去除效果的影響和評價[4]

由圖2可知，各滲池出水COD濃度差別不大，出水濃度變化受進(jìn)水濃度大小的影響，與進(jìn)水濃度的變化基本保持一致。各池的出水濃度隨著生物膜生長的完善逐漸降低，特別是1#滲池，在正常運行一個月后出水COD濃度均在20mg/L左右，達(dá)到地表水III類水標(biāo)準(zhǔn)。從圖3可以看出1#和2#滲池對COD的去除率分別保持在60-65%和55-60%之間，隨著生物膜的完善，去除率逐漸緩慢提高且最終逐漸趨于穩(wěn)定值，可見添加特殊基質(zhì)，更加利于生物膜的生長。而3#滲池對COD的去除率不是很穩(wěn)定，效果較其它兩個滲池較差，去除率在50%左右，波動較大。

2.2 對NH3-N的去除效果影響和評價

從各滲池對NH3-N去除效果來看，人工快速滲濾系統(tǒng)對原水具有非常好的去除效果。由圖4可看出，當(dāng)原水NH3-N濃度從20.94mg/L 變化到7.08mg/L時，1#和2#滲池出水NH3-N濃度基本都保持在1mg/l以下，3#滲池出水NH3-N濃度相對較差，但也能保持在3mg/l以下。可見，人工濕地系統(tǒng)抗氨氮負(fù)荷沖擊的能力較強。由圖5可知，2#滲池由于添加的凹土陶粒基質(zhì)對氨氮的吸附能力較強，從而使2#的去除率基本上保持在同一水平，去除率基本保持在98.5%以上。1#滲池添加的火山巖基質(zhì)同樣具有很好的吸附性能和多孔結(jié)構(gòu)，非常有利于微生物的固著生長，因此隨著生物膜的逐漸完善，去除率得到很大提高，試驗的后半時期去除率也達(dá)到了98%以上。3#滲池由于單純采用天然河砂，吸附性和比表面積都相對較小，影響了物理和生物吸附，去除率在85%-90%之間?？偟膩砜?，2#效果最好。

3 結(jié)束語

通過對各基質(zhì)對各污染物指標(biāo)去除效果的比較，不難看出 1#滲池對COD的去除效果最佳，穩(wěn)定去除率可以達(dá)到67.7%。2#滲池由于添加凹土陶粒，因此一直保持了對氨氮的高度去除率，去除率在99%左右，從經(jīng)濟性上考慮凹土陶粒濾料完全可以代替火山巖濾料，降低運行成本。

參考文獻(xiàn)

[1].李正昱，何騰兵等.人工快速滲濾系統(tǒng)在水資源化中的應(yīng)用研究[M]. 水土保持學(xué)報，2004，18（6）：41～44.

[2]郭偉，李培軍.污水快速滲濾土地處理研究進(jìn)展[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2004，5（8）：1～7.

[3]王志帥，王成端.人工快速滲濾系統(tǒng)主要技術(shù)研究的國內(nèi)進(jìn)展[M].四川理工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），201124（4）：493-497.

[4]朱文濤，司馬小峰等.新型人工快速滲濾系統(tǒng)處理村鎮(zhèn)污水工藝參數(shù)優(yōu)化[M].環(huán)境工程學(xué)報，2012，6（5）1459-1467.

作者簡介：劉斌（1977-），男，漢族，江蘇淮安人，工程師，主要從事環(huán)境影響評價研究。