膨胀蛭石用于人工湿地去除氮磷的研究
蛭石的综合利用研究进展
蛭石的综合利用讨论进展世界蛭石产地重要在美国、南非、中国和俄罗斯，其中美国三分之二产于蒙大拿州利比蛭石矿，南非产地是德兰士瓦省东北部帕拉博拉蛭石矿。
我国蛭石活着界上具有肯定地位，目前按产量计居世界第三位，已经发觉蛭石矿床、矿点100余处，重要矿山分布在北方，如新疆、内蒙、河南、陕西、山西、河北和山东等省区，新疆尉犁且干布拉克矿床是我国目前发觉的最大的蛭石矿床，估量储量居世界第二。
我国蛭石年产量已达到10万t，占世界总产量12.5%，国内消费6万t，出口4万t。
天然蛭石以其储量丰富、价格低廉、吸附容量大，对环境无毒无害且简单再生等优点，在污水处理方面有着广阔的应用前景。
一、蛭石的基本情况蛭石是一种天然、无毒的粘土矿物，由云母风化或蚀变而形成。
蛭石是典型的2:1型层状硅酸盐粘土矿物，结构单元由四周体片、八面体片及层间域构成，层间存在大量的阳离子和水分子。
蛭石的一般物理性质与云母相像，常呈鳞片状、片状或单斜晶系的假晶体。
鳞片重叠，解理完整。
蛭石为褐黄色至褐色，有时带绿色色调。
为土状光泽、珍珠光泽或油脂光泽，不透亮。
蛭石在500～800℃温度下焙烧0.5～1min，体积快速膨胀，体积膨胀6～10倍，线性膨胀8～12倍，通常称之为膨胀蛭石。
蛭石具有较好的阳离子交换性能、吸附性、高温膨胀性，故广泛应用于农业、环保、建材、畜牧业等领域。
二、蛭石的应用现状1、蛭石在园艺及农业中的应用在园艺上，膨胀蛭石高度的保水本领和片状结构，使土壤通气良好，保持土壤良好的潮湿情形，成为种子发芽的理想介质，促进发芽速度和提高发芽率。
蛭石的阳离子交换本领强，在分子结构中可以保持养分然后缓慢释放到生长介质中，故作为无土培养的垫层及蔬菜、水果、花卉、家养植物生长的分别隔层很有用；在花圃的土壤中可因其密度使得渗透性强和保水性好，可为植物合理提奉养分，对土壤的调整作用加强，改善水的滞留和通风，易掌控土壤中有益元素的汲取和释放，并可防止土壤pH值的急剧变化，在肥料用量过多时对植物也不会产生危害。
人工湿地组合生态工艺对规模化猪场养殖废水的净化效果研究
第 一 阶段
第 二阶 段
第三 阶段
态单元的复氧能力 ，提高污染物的去除效率 。各单 元床体水力负荷 ４ｃ ｄ ｍ・ ～，运行过程 中逐步提高污 染负荷 。按进水浓度变化可分为 ３ 阶段 ，前两个 个 阶段 采 用人 工配 水 ，用葡 萄糖 ，ＮＨ Ｃ ，Ｋ Ｐ ， ４ １ Ｈ２Ｏ４ Ｋ 等成分模拟猪场养殖废水 ，第三个阶段采用 ＮＯ 实际猪场养殖废水 ， 自 取 某养猪厂沼气池出水。每 个阶段稳定运行 １ 个月 ，３个阶段进水水质指标如 表 ２ 试验期 间 ， 。 主要 分析 项 目有 Ｃ ＯＤ、 Ｎ、 ４－ Ｔ ＮＨ ＋ Ｎ 和Ｔ Ｐ等 ，分析频次为 ４ｄ次 ［］ ・ １ｏ ３
７ ４ －８ １ ８ ４
—
－
－
－
１ ６ （９ ￣２ ３ ） ８ ０ ８ ０ ２ ０
用尼米槽布水 ， 水流也是由上至下垂直流经床体内 部。 各单元选取了对磷吸附能力强的红壤 ， 腐殖土 ，
对氨氮吸 附效果好 的沸石 和可 以同步 吸附氮磷 的 膨胀蛭石ＩＪ 比表面积大孑 隙发达的填料进行 了 ｌ等 ２ ＿ Ｌ 组合和填充 ，具体各单元床体填料粒径及填充方式
图 ２ 人工 湿地 生态 组合 系统 对 Ｃ Ｄ 去 除效果 Ｏ
Ｆｉ ． Ｒｅ ｖ ｌ ｆ ｇ２ ｍｏ ａ ＣＯＤ ｙ ｔ ｅｅ ｏ ｏ ｉ ａ ｃ ｍｂｉｅ ｙ ｔｍ ｏ ｂ ｃ ｌ ｇ ｃ ｌ ｏ ｈ ｎ ｄｓ ｓｅ
表 １ 组合人工湿地 系统各级填料填充
Ｔ ｂ ｅ １ Ｍ ｅ ｉ ｍ ｐ ｆ ｉ ｅ ｅ ｔ ｔｇ ｓ ａ ｌ ｄｕ ｔ ｅｏ ｄ ｆ ｒ ｎ ａ ｅ ｙ ｆ ｓ
如表 １ 。 １２ 植 物选 用 与栽培 ． 人 工湿 地 中种植 耐污 能力 强 ，根 系发 达 的橙花
不同基质在人工湿地脱氮中的应用及其研究进展
Ｓ ＯＮＧ ｎ ｈ ｎ Ｙ Ｘｉｓａ ， ＡＮ ｎ ｈ ａ Ｄｅ ｇ ｕ ．（ ．Ｃ ｌｅ ｅ ｏ ｖｒ ｎ ｎａ ｃｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉｇ， ｎ ｕ ｉｅｓｔ １ ｏ ｌｇ ｆ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅｒｎ Ｄｏ ｇｈ ａ Ｕｎｖ ｒｉ ｙ，
后 的 相关 研 究 方 向进 行 了展 望 。
关键词
人工湿地
基质
脱氮机制
综 述
Ａｐｐ ｉａ ｉ ｎ ａ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｆｄｉｆｒ ｎ ｕ ｓ ｒ ｔ ｓ ｉ ｈｅ ｎ ｔｏ ｅ ｅ ｏ ａ ｆ ｃ ｓｒ ｃ ｅ ｔａ ｓ Ｄ Ｉ Ｇ ， ｌｃ ｔｏ ｎ ｅｅ ｒ ｈ ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｅ ｅ ｔｓ ｂ ｔａ ｅ ｎ ｔ ｉｒ ｇ ｎ ｒ ｍ ｖ ｌｏ ｏｎ ｔ ｕ ｔｄ ｗｅ ｌｎｄ Ｎ Ｙｉ
Ｓ ａ ｇ ａ ０ ６ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｉ ｓｉｕ ｅｏ Ｗ ａｅ ｓｕ ｃ ｓ ｎ ｄ ｏ ｗｅ ｓａ ｃ Ｂｅｊｎ ０ ０ ４ ｈ ｎ ｈ ｉ２ １ ２ ； ． ｈ ｎ ｎ ｔｔ ｔ ｆ ｔｒＲｅｏ ｒ ｅ ｄ Ｈｙ ｒ ｐｏ ｒＲｅｅ ｒ ｈ， ｉｉ ｇ １ ０ ４ ） ａ
８８ ・
丁
怡 等 不 同 基 质 在 人 工 湿 地 脱 氮 中 的 应 用 及 其 研 究 进 展
沸石 显示 出 比砾 石和碎 石 都要 高 的脱 氮 效率 。李旭 东等 研 究发 现 ， 同样 的进水 水 质 和水 力 负荷 下 ， 。 在 沸 石 床 在 脱 氮 方 面 明 显 优 于 砾 石 床 。 Ｓ Ｅ Ａ— Ｔ Ｆ ＮＡＫＩ 口 Ｓ等 叩通 过两 组人 工 湿 地 对 比投 加 天 然 沸石 （ 发沸 石 ） 后 的 去 污效 果 ， 果 显示 脱 氮 效 率接 斜 前 结 近 ８ 。当沸 石粒 径 为 １ ～３ Ｏ ６ ０ｍｍ 时 ， 氨氮去 除率 可 以达 到 ７ 左 右＿ ８ １ 。尹 连 庆 等［］ 究 了 粉 煤 灰 １研 对 生活 污 水 的 去 除 ， 果 表 明 粉 煤 灰 人 工 湿 地 对 结 Ｃ ＯＤ、 Ｓ 氨 氮 均 具 有 良好 的 去 除 效 果 。聂 发 辉 Ｓ、
人工湿地的氮去除机理
人工湿地的氮去除机理摘要：氮是水体中常见的一种污染物，会引发水体富营养化和藻类过度生长等环境问题。
为了解决水体中氮的污染问题，人们开发出了一种简易有效的方法——人工湿地。
本文主要探讨了及其相关因素，并提出了一些对人工湿地氮去除效率提高的策略。
一、引言氮是构成生物体蛋白质、RNA、DNA和细胞壁等重要有机物的主要成分，但过高的氮浓度会导致水体富营养化，破坏水生态平衡。
针对水体中氮的污染问题，人们进步出了一种环境友好的氮去除方法——人工湿地。
人工湿地是通过微生物和植物的共同作用，将水体中的氮转化为无害的气体排放或稳定贮存，在水环境中起到净化作用。
二、人工湿地主要通过好氧和厌氧微生物的作用，将氮转化为无害的形式。
氮在人工湿地中主要以氨氮和硝氮的形式存在，经过不同的微生物转化过程，最终转化为N2气体排放或沉积在土壤中。
2.1 氨氮的转化氨氮是水体中较常见的一种氮形态，人工湿地中主要通过硝化作用将其转化为硝氮。
硝化是由氨氧化菌（NH4+ - oxidizing bacteria）和亚硝酸氧化菌（nitrite oxidizing bacteria）共同完成的。
起首，氨氧化菌将氨氮氧化为亚硝酸氮：NH4+ + 1.5O2 → NO2- + 2H+ + H2O然后，亚硝酸氧化菌将亚硝酸氮进一步氧化为硝酸氮：NO2- + 0.5O2 → NO3-整个转化过程中，需要适合的温度、pH值和氧气供应。
2.2 硝氮的转化硝氮主要以硝态氮在人工湿地中存在，其去除主要通过反硝化作用。
反硝化作用是厌氧微生物将硝酸氮还原为氮气的过程，通过菌体的呼吸代谢产生能量。
详尽过程如下：NO3- + 5CH2O + H+ → 3CO2 + 5H2O + N2↑其中，CH2O为有机物，可以来源于植物残体、微生物的代谢产物等。
反硝化作用通常在含氧量低、缺氧环境下进行。
三、人工湿地氮去除效率的影响因素人工湿地的氮去除效率受到多种因素的影响，下面主要介绍其中几个重要的因素。
人工湿地高效处理氮磷废水的探究
人工湿地高效处理氮磷废水的探究徐丽娟;赵婧【期刊名称】《水处理技术》【年(卷),期】2024(50)2【摘要】为了明确微塑料(MPs)对人工湿地生物脱氮除磷性能的影响,构筑了潜流人工湿地系统,通过控制进水MPs含量分析了MPs对CW运行效能的影响及作用机制。
结果表明,低于2.0 mg/L MPs对CW内化学需氧量(COD)、总氮(TN)及磷酸盐的去除影响不明显。
但超过5.0 mg/L MPs降低了CW对营养盐的去除。
在20.0 mg/L MPs组别内,TN和磷酸盐去除率分别下降至57.6%~59.2%和80.3%~81.2%。
高浓度MPs能导致CW堵塞,提高渗透系数,提高了胞外聚合物(EPS)含量。
进一步发现MPs提高了EPS各层内蛋白质和多糖的含量。
高通量测序分析表明,MPs提高了微生物丰富度和多样性但降低了负责生物脱氮关键微生物的相对丰度。
高浓度MPs暴露组别内Proteobacteria和Bacteroidetes的相对丰度显著降低。
研究结果为CW处理含量MPs废水提供了一定的数据参考和理论依据。
【总页数】6页(P125-129)【作者】徐丽娟;赵婧【作者单位】河北省大清河河务中心;河北农业大学城建学院【正文语种】中文【中图分类】X703.1【相关文献】1.化学预脱氮除磷/ABR/生物接触氧化/人工湿地工艺处理规模化养殖废水2.人工湿地废水处理中氮、磷去除机理研究3.人工湿地对高氮磷污废水处理的机理及研究进展4.香根草和风车草人工湿地对猪场废水氮磷处理效果的研究5.人工湿地填料在废水中脱氮除磷的应用研究进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
不同人工湿地填料对水体中铵氮吸附能力的比较
郑 洁敏 黄 国宁 牛天 新
（ 杭州市农科院农作物生态所 ， 浙江 杭州 ３ ０ ２ ） １０ ４
摘 要： 通过 ２ 种 不 同的人 工湿地 填料 对 水体 中铵 根 离子的 吸 附 实验 和 吸 附等 温 线拟合 实验 ， １ 比较 了 各种 填料 对水体 中铵根 离子 的吸 附能 力。结 果表 明 ： 对水 体 中铵 根 离子吸 附能力较 强的填料 为未膨胀 蛭石 、
净化 效果起 到 了关键 性 的作 用 。 目前 已有报道 的人
工 湿 地填 料 主要 有 沸 石 、 石 、 石 、 灰 石 、 灰 蛭 砾 石 煤 渣 、 渣 、 砾 及 土壤 、 土矿 物 和部 分 工业 副 产 物 矿 砂 黏 等 。本 实 验从 实 际应用 出发 ， 在天 然 矿 石和 工业
通过 紫外 一 见 分光 光 度计 （ ａｉ ａｙ５ ） 定铵 可 Ｖ ｒ ｎｃｒ ０ 测 ａ 氮浓度 （ ＢＴ７ ７ — ９ ７ 。 Ｇ ／ ４ ９ １ ８ ）
１３ 实验② ： 同填料 吸 附等温 线拟合 ． 不 在 实验 ① 的基 础 上 ，选 择对 铵根 离子具 有较 高
吸 附能力 的填料— — 膨胀蛭 石 、活化 沸石 、斜发 沸 石 、未膨 胀蛭石 、麦饭石 和竹碳 进行 进一 步吸 附实
石 、 英石。 石
１２ 实验① ： ． 各种 填料 对铵 氮吸 附量 的比较 ２ １种 填 料 分 别 过 ２ 筛 ，各 称 取 ２ ０ ｍｍ ． ｇ于 ０ ５ ｍ 离心 管 中 ，加 入浓 度 为 １０ｍ ０ｌ ０ ｇｌ 的 Ｎ １ Ｈ Ｃ 溶 液 ５ｍ ， ０ ｌ同时设 空 白作 为对照 ， 并重 复 ３次。样 品至 于 恒 温 摇 床 中 摇 ４ ｈ （０ ｎ ，０（） 离 心 ８ ２ ０ ｒｍｉ～ ２ ￣ ， ２
《2024年人工湿地脱氮除磷的效果与机理研究进展》范文
《人工湿地脱氮除磷的效果与机理研究进展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，水体富营养化问题日益严重，其中氮、磷等营养物质的过量排放是主要诱因之一。
人工湿地作为一种自然与人工相结合的生态系统，具有成本低、维护简便、生态友好等优点，在污水处理特别是脱氮除磷方面表现出良好的应用前景。
本文旨在探讨人工湿地脱氮除磷的效果与机理研究进展，为湿地生态系统的优化提供理论支持。
二、人工湿地的基本构成与工作原理人工湿地主要由基质、水生植物、填料及微生物等部分组成。
水体在流经湿地时，通过物理、化学及生物的三重作用，实现污染物的去除。
其中，脱氮除磷是人工湿地的主要功能之一。
三、人工湿地脱氮除磷的效果研究（一）脱氮效果研究人工湿地对氮的去除主要通过微生物的硝化-反硝化作用实现。
研究表明，人工湿地能有效去除水中的氨氮和亚硝酸盐氮，特别是通过合理设计湿地系统和优化植物种类后，脱氮效率可显著提高。
（二）除磷效果研究人工湿地通过吸附、沉淀及生物吸收等多种方式去除磷。
研究表明，湿地中的铁锰氧化物和氢氧化物等对磷有较强的吸附能力，同时植物对磷的吸收也是除磷的重要途径。
此外，湿地中的微生物活动也有助于磷的去除。
四、人工湿地脱氮除磷的机理研究（一）微生物作用微生物在人工湿地脱氮除磷过程中发挥着重要作用。
通过硝化-反硝化作用，微生物能将氨氮转化为氮气，从而从湿地系统中去除。
此外，一些微生物还能通过代谢活动吸收和转化磷。
（二）物理化学作用人工湿地中的基质如沙、石、土壤等，通过吸附、沉淀等物理化学作用，有助于去除水中的氮、磷等物质。
此外，湿地中的氧化还原反应也为脱氮除磷提供了有利条件。
五、研究进展与展望近年来，关于人工湿地脱氮除磷的研究取得了显著进展。
在湿地设计、植物种类选择、微生物群落研究等方面均取得了重要突破。
然而，仍存在一些亟待解决的问题，如湿地的长期运行效果、对不同污染负荷的适应性等。
未来研究需进一步优化湿地设计，提高脱氮除磷效率，同时加强湿地生态系统的综合管理和维护。
污水处理中的新型填料及对磷的去除作用研究现状
摘
要： 滤料 是生物滤池 、 生物接触氧化池 、 人工湿地等污水处理 单元 巾的核心组成部分 ， 其对处理效果 和运行控制极 为
重要。随着污水处理中这几项污水 处理 工艺 的发展 ， 滤料的研究也受到越来 越多的重视 。 本文重 点介绍 了常规滤料 以及几种新
型填料 ： 生物陶粒 、 生 物填料 、 组合填料等 ， 介绍 了这几种新型滤料的工艺特性及制备方法 ， 并通过应用实例研 究其对磷 的去除
质 的广泛使用， 含磷废水产生量不断增加。 磷是引起 水体富营养化的主要元素之一， 受磷污染的水体， 藻 类大量繁殖， 溶解氧锐减， 水质变臭， 严重影响鱼类等 水生生物的生存 。目前 ， 国内外采用的除磷方法主
要 包括 化学 法 、 生物 法 和吸 附法【 “ 。 在生物滤池 、 生物 接 触 氧 化 池 、 人 工 湿 地 等 污 水 处 理 单元 中 ， 滤料是核心组成部分 ， 其 对 处 理 效 果 和运行 控 制极 为重要 。本 文重 点介 绍 了几种 应用
３ ． ２生物填 料
改性 。 结果 表 明， 两种 改性 方法都 能使 填料 表 面形成 腐蚀坑 而增 加 了表 面粗 糙度 ，并 引入 基 团使 填 料表 面呈 正 电性 ， 使 得 填料 的亲 水性 与生 物 亲 和性增 强 ， 有利 于微 生物 的黏 附［ １ ６ Ｉ 。 （ ２ ） 生 物亲 和（ 活性 ） 填 料 材料 生 物 亲和 性 的 涵 义 通 常 指 该 材 料 与 生 物 相容 ， 不 会 对生 物 有任 何损 坏 或 有任 何 副作 用 。选 用生 物 亲和 物 质对 生物 填 料具 有 很强 的重要 性 ， 如 微 生 物 同定 化 填 料 大 多 以生 物 亲 和 性 较 好 的海 藻 酸钙 和琼脂 糖等 物质 为载 体 。 （ ３ ） 生 物亲 和亲 水磁性 填 料 最 近几 年 ， 许多研究者发现 ， 弱磁 场 还 可大 大
人工湿地的碳氮磷循环过程及其环境效应
人工湿地的碳氮磷循环过程及其环境效应人工湿地是一种模拟自然湿地生态系统的人工构筑物，经过人为设计和管理，具有一定的水生植被，并通过土壤和植物的自净作用来处理废水和农业污染物。
人工湿地在水资源保卫、水质改善和生态系统恢复等方面发挥了重要的作用。
其中，碳、氮和磷是人工湿地中的重要元素，它们的循环过程对湿地的功能和环境效应起着至关重要的作用。
起首，人工湿地对碳的循环具有重要的作用。
湿地环境中的植物通过光合作用吸纳大气中的二氧化碳，固定为有机碳，并通过生物降解作用释放为二氧化碳。
湿地中植物和水体中的有机物还可在缺氧环境下发生厌氧分解，生成甲烷等温室气体，并通过微生物活动进一步氧化为二氧化碳。
此外，湿地中的沉积物具有较高的有机质含量，是碳的重要储库。
因此，人工湿地在整体上可减缓大气中碳的增加速度，对缓解气候变化具有乐观的影响。
其次，人工湿地对氮的循环也具有重要意义。
氮是农田和废水中的主要污染物之一，湿地通过水体中悬浮物和植物的吸纳，以及微生物的作用，将水中的氨态氮和硝态氮转化为氮气，实现氮的去除。
另外，湿地中的生物降解作用也会释放一定量的氨氮和硝酸盐，进一步影响水体中氮的循环。
此外，湿地中还存在着硝化-反硝化过程，其中硝化过程是指氨态氮和亚硝酸盐被氧化为硝酸盐，而反硝化过程是指硝酸盐被还原为氮气并释放到大气中。
这两个过程的互相作用使得人工湿地对氮的循环具有复杂性和多样性。
除了碳和氮循环外，人工湿地对磷的循环也有重要影响。
磷是农田和废水中的主要污染物之一，湿地通过植物的吸纳和沉积物的沉积，将磷从水体中去除。
湿地植物通过根系吸纳水中的无机磷，进入植物体内，一部分以有机磷的形式储存于植物体内，一部分以有机废弃物的形式释放到湿地的沉积物中。
湿地中的沉积物是磷的重要储库，它们可以长期储存磷，降低磷污染的风险。
此外，湿地中的微生物也可以通过矿化作用将有机磷转化为无机磷，进一步影响水体中磷的循环。
关于人工湿地的环境效应，它主要体此刻净水、保卫生态和改善水质等方面。
生态浮床水生植物总磷和氨氮去除效果研究
２ 生态浮床基质及水生植物筛选
２������ １ 生态浮床基质对氨氮、 总磷去除效果对比 对竹粉活性炭、 牡蛎壳及污泥炭等基质原料进
摘要: 生态浮床不仅能为水生植物提供生长所需的养分ꎬ 还可吸附水中的磷、 氮等元素ꎬ 已成为河流、 水库等地 表生态治理的主流技术ꎮ 通过对植物源( 活性炭、 竹粉生物炭)、 矿物源( 蛭石) 以及动物源( 牡蛎壳、 改性牡蛎 壳) 等基质对氨氮、 总磷的吸附特性研究ꎬ 得到了最为合理的基质组合ꎬ 即: 组合 Ｂ(６００℃ 改性牡蛎壳∶ 蛭石∶ 木 粉生物炭 ＝ １∶ ２∶ １) ꎬ 氨氮及总磷的去除效果分别为 ７５������ ０５％ 和 ７８������ ６８％ ꎻ 对不同水生植物组合吸附总磷及氨氮的效 果研究发现ꎬ 美人蕉 ＋ 狐尾藻的植物配置与基质 Ｂ 的组合对水体的净化效果最好ꎬ 对氨氮、 总磷的去除率分别为 ８０������ ０６％ 及 ７９������ ８７％ ꎮ 为自然湖泊水体的净化研究提供参考ꎮ 关键词: 生态浮床ꎻ 植物源ꎻ 氨氮ꎻ 吸附 中图分类号: Ｘ５２ 文献标识码: Ｂ 文章编号: １００８￣１３０５(２０１９)０３￣０１４３￣０３
１ 实验方法
１������ １ 生态浮床基质制备 实验水质中 ＮＨ４＋ ￣Ｎ 及 ＴＰ 分别运用纳氏试剂分
光光度法和钼锑分光光度法进行测定ꎬ 化学试剂分 别选取酒石酸锑钾、 磷酸二氢钾及盐酸等ꎮ 配置 ６０ｍｇ / Ｌ 的磷酸盐储备液 ( 以 ＴＰ 计) ꎬ 在酸性条件 下保存数月备用ꎬ 根据实验所需磷浓度ꎬ 移取一定 量储备液现配ꎮ 配置 １５００ｍｇ / Ｌ 的氨氮储备液 ( 以 ＮＨ４＋ － Ｎ 计) ꎬ 根据实验所需氨氮浓度ꎬ 移取适量 储备液进行现配ꎮ 根据大凌河水体的特性ꎬ 控制氨 氮浓 度 为 ５ ~ １５０ｍｇ / Ｌꎬ 总 磷 浓 度 为 ０������ ３ ~ ４０ｍｇ / Ｌ[６￣７] ꎮ 实验选取植物源 ( 活性炭、 竹粉生 物 炭)、 矿物源( 蛭石)、 动物源( 牡蛎壳、 改性牡蛎壳) 以 及固废源( 污泥炭) 等作为浮床基质ꎬ 所有限氧升温炭化法对原有牡蛎壳进行 加工ꎬ 于 ３００、 ６００、 ９００、 １２００℃ 下进行热解ꎬ 制 备改性牡蛎壳ꎬ 待其自然冷却后ꎬ 过 ２００ 目筛ꎮ 将 购来的竹粉、 木粉等在电解炉中 ６００℃ 热解制备竹 粉生物炭及木粉生物炭ꎬ 蛭石、 污泥炭等同样过 ２００ 目筛备用ꎮ １������ ２ 培养实验装置的制备
人工湿地磷去除机理
人工湿地磷去除机理
人工湿地是一种利用植物、基质和微生物的协同作用来净化污水的生态系统。
它在去除磷方面具有独特的优势和机理。
主要包括以下几个方面:
1.植物吸收
湿地植物通过根系吸收水体中的磷酸盐,使磷元素进入植物体内,从而实现对磷的去除。
植物对磷的吸收量与植物生长状况、种类以及磷浓度等因素有关。
2.微生物作用
湿地中丰富的微生物能够将溶解态磷转化为不溶性磷,沉积在基质中。
微生物还可以将部分有机磷矿化为无机磷,使其被植物更好地吸收利用。
3.吸附作用
人工湿地中的基质(如砂土、蛭石等)具有一定的吸附能力,能够吸附水体中的磷酸根离子,从而去除磷。
吸附量与基质的比表面积、孔隙度、pH值等因素相关。
4.化学沉淀
在一定的pH值和溶解氧条件下,磷酸盐会与钙、铁、铝等离子发生化学反应形成难溶性化合物,从而沉淀下来,实现对磷的去除。
5.土壤渗滤
污水在流经湿地过程中,部分磷被土壤颗粒截留,通过物理渗滤作用而被去除。
人工湿地磷去除机理是上述多种作用的综合体现,不同类型的人工湿地在磷去除方面的主导机理可能有所不同。
通过优化设计和运行条件,可以最大限度地发挥人工湿地对磷的去除能力。
人工湿地填料的种类及选择
03人工湿地填料的选择与配置
人工湿地填料的选择应该遵循材料的廉价易得经济性，处理效果高效，安全无毒等原则；在进行人工湿地的设计时，对于不同 的类型的人工湿地，填料的选择应首先筛选对主要污染物去除能力较强的当地材料。这样不仅能提高湿地的净化能力，尽量避免破环 原有生态系统平衡，同时还能较少成本投入；。
发挥的作用： • 基质为微生物的生长提供稳定的依附表面,同时也为水生植物提供了
载体和营养物质； • 基质通过一些物理的和化学的途径如吸收、吸附、过滤、离子交换、
络合反应等来净化除去污水中氮、磷等营养物质； • 微生物在生长繁殖过程中直接吸收利用有机物和无机营养盐； • 好氧、兼氧和厌氧细菌降解去除有机物，硝化/反硝化细菌通过硝
02人工湿地填料的种类
（5）粉煤灰
• 粉煤灰中含有的Al2O3、CaO等活性组分，能与氟形成络 合物或产生对氟有絮凝作用的胶体离子。粉煤灰具有耐 磨损、生物附着力强、挂膜能力良好、水流流态好等优 点。粉煤灰对生活污水中的COD，TN，NH4+-N有较好 的去除效果，对NO3--N去除效果一般。（6）沸石污染来自类型 SS、有机物重金属
氮
针对不同污染物去除的填料选择
主要去除机理
可选用填料
注意与改进
填料的拦截，沉降作用，填料表面 生物膜的吸附和降解
填料的吸附、反应沉淀，填料表面 微生物代谢， 植物的吸收
填料的吸附，填料表面附着微生物 的硝化和反硝化作用
泥炭、土壤、灰 渣、陶粒
沸石、膨胀土、 粉煤灰、陶粒
（2）填料除磷机制与影响因素
除磷机制： • 物理去除主要指填料对磷的吸附，过滤拦截而沉淀的过程-化学
除磷指填料成分与磷发生化学反应，生产沉淀去除；被认为是 湿地除磷的主要机理。 • 通过表面附着的微生物进行硝化反硝化进行除磷；。 影响因素 • 填料的类型、氧化还原电位、填料的pH、 填料本身化学特性等； • 国内外研究均发现，填料中含有大量钙、铁、铝离子对磷的去 除能力较强； • pH为中性的情况下，引起磷吸附沉淀的主要元素是铁和铝；当 pH较高时，引起磷沉淀主要元素是钙；。
7种人工湿地填料对磷的吸附特性比较
7种人工湿地填料对磷的吸附特性比较衷从强;张巧;申秀芳;许德超;彭盛华;尹魁浩【摘要】研究了活性炭、牡蛎壳、蛭石、火山岩、煤渣、钢渣和河砂7种人工湿地填料对模拟废水中磷的去除效果.各材料对磷去除率大小为:钢渣＞煤渣＞牡蛎壳＞活性炭＞(沸石、火山岩、河砂).同时对比研究了7种材料对实际生活废水中磷的去除效果,各材料对实际废水中磷的去除率低于对模拟废水中磷的去除率,其中钢渣的去除率最高.7种材料对模拟废水中磷的去除过程均符合准二级动力学关系.选择钢渣、煤渣和牡蛎壳作为人工湿地备选填料,研究不同初始磷浓度、不同粒径下钢渣、煤渣和牡蛎壳对磷去除效果,结果表明,钢渣、煤渣和牡蛎壳对磷的去除率随初始磷浓度和材料粒径的增大而减小.【期刊名称】《资源节约与环保》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P66-67,71)【关键词】人工湿地;填料;磷;吸附【作者】衷从强;张巧;申秀芳;许德超;彭盛华;尹魁浩【作者单位】深圳市环境科学研究院国家环境保护饮用水水源地管理技术重点实验室广东深圳518001;深圳市环境科学研究院国家环境保护饮用水水源地管理技术重点实验室广东深圳518001;深圳市环境科学研究院国家环境保护饮用水水源地管理技术重点实验室广东深圳518001;深圳市环境科学研究院国家环境保护饮用水水源地管理技术重点实验室广东深圳518001;深圳市环境科学研究院国家环境保护饮用水水源地管理技术重点实验室广东深圳518001;深圳市环境科学研究院国家环境保护饮用水水源地管理技术重点实验室广东深圳518001【正文语种】中文人工湿地是人工建造的、可控制的、工程化的湿地系统，将自然湿地生态系统中的物理、化学和生物作用通过人工强化并组合起来用于污水处理[1,2]。
人工湿地主要由人工基质（填料）和水生植物组成，其通过基质过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。
基质是人工湿地的载体，其自身的理化特性可能影响到它对污水的处理效果，另外，在床体内部填充多孔的、有较大比表面积的基质，可改善湿地的水力学性能，为微生物提供更大的附着面积，增强系统对污染物的去除能力。
人工湿地填料的种类
人工湿地填料的种类人工湿地填料主要分为三大类：天然材料、工业副产品和人造产品。
传统的天然材料包括土壤、泥炭、粗砂和砾石，但研究表明沸石、蛭石和石灰石等填料的处理污水能力要远远好于传统天然填料。
工业副产品主要有灰渣、高炉渣、粉煤灰、钢渣和细砖屑等。
人造产品主要包括陶粒、陶瓷滤料和塑料等。
随着研究的不断深入，各种新型填料不断应用于人工湿地。
本章节将介绍几种常用填料的性能研究进展，并列出了人工湿地相关标准中推荐的填料类型及要求（见表2.1）。
表2.1中列出了各个标准中推荐的填料种类及要求。
这些标准包括XXX规范、XXX规范、北京规范、天津规程、上海规程、浙江规范、山东指南、云南规范、宁夏规范和江苏规程。
这些标准中推荐的填料种类包括石灰石、火山岩、沸石、页岩、陶粒、矿渣、炉渣、粗砂、石英砂、石、高炉渣、碎石、石灰石、卵石和塑料等。
这些填料具有一定的机械强度、较大的孔隙率、比表面积和稳定性，并且取材方便、价格低廉。
人工湿地的基质中钙、铁、铝、镁含量均不能低于20%，以保证较高的氮、磷去除率；潜流型人工湿地基质的孔隙率宜控制在35%～40%。
填料安装后，湿地的孔隙率不宜低于0.3.因此，在选择填料时，应结合其特点充分发挥其作用。
总之，不同种类的填料性能各有差异，需要根据具体情况进行选择和应用。
填料的选择在人工湿地的设计中非常重要。
常用的填料包括河沙、石英砂、砾石、卵石、石灰等，这些填料具有一定的机械强度、空隙率、表面粗糙度和尽可能大的表面积，以及良好的生物、化学和热力学稳定性。
同时，陶粒、矿渣、无烟煤和草炭等也被广泛使用，可以采用沙石的搭配。
在使用填料之前，应该预先清洗干净，并按照设计确定的级配要求充填。
火山岩是一种形状不规则的颗粒，颜色为红黑褐色，表面粗糙，具有多微孔和平均孔隙率在40%左右的特点。
这种填料具有比表面积大、生物化学稳定性好的特点，适合微生物在其表面生长和繁殖，能够保持较多的微生物量。
一般人工湿地填料选取的火山岩粒径范围为5-50 mm。
人工湿地水生植物选择对氮磷去除效果的研究进展
人工湿地水生植物对污水中氮磷的去除效果的研究进展Studying progress on effects of Nitrogen and Phosphorus removal by Aquatic Plants in Constructed Wetland摘要：与传统的二级活性污泥法处理工艺相比，人工湿地具有运行费用低，维护管理方便以及较强的氮磷处理能力等优点。
又由于人工湿地中的水生植物对氮磷的处理效果显著，并且不同的水生植物对氮、磷的去除效果相异。
因此，本文在综述人工湿地发展及应用现状的基础上，重点阐述了国内外学者对于水生植物筛选及组合在人工湿地中对氮磷的去除作用及效果的研究现状。
最后提出了当前人工湿地水生植物研究的展望和提高人工湿地脱氮除磷能力的对策。
Abstract：Compared with the conventional activated sludge technology in secondary treatment ,there exists three advantages of constructed wetlands：low operating costs , easy maintenance and management，as well as the strong processing capacity of nitrogen and phosphorus. The removal rate of N and P by aquatic plants differ far from each other. This paper reviews the development and application status of CW and focuses on the current research situation of the role and effects of aquatic for nitrogen and phosphorus removal in wastewater treatment of constructed wetlands.Finally, the prospects and strategies to improve the NP removal capacity of wetland wetland aquatic plants are proposed.Key words:constructed wetland; aquatic plants ;wastewater treatment;studing progress.1 介绍1.1 人工湿地发展现状自西德1974年首先建造人工湿地以来, 该污水处理工艺已在欧洲得到推广应用, 在美国和加拿大等国也得以迅速发展。
人工湿地中磷的去除过程——基质吸附、植物吸收与微生物作用
人工湿地对磷的去除
3、微生物同化及聚磷菌过量摄磷 微生物吸收利用的磷处在被不断吸收和释放的动态过程中,而且组成微 生物细胞体的磷会在微生物死亡后被迅速分解释放系统中，所以一般认为 微生物的活动与总磷的去除效率之间并无显著相关。 但是微生物生化作用将有机磷酶促水解无机化,是表面流人工湿地系统 中磷被土壤吸附沉淀和植物吸收利用的关键一步
人工湿地中磷的去除过程 ——基质吸附、植物吸收与微生物作用
呆笨朝夕
人工湿地对磷的去除
在人工湿地中磷的去除主要通过3个过程实现：基质的物理化合作用、 微生物正常的同化以及聚磷菌的过量摄P作用、植物的吸收
人工湿地对磷的去除
1、基质的物理化合作用 基质的物理化合作用包括基质对有机磷、无机磷的拦截、沉积和蓄留 作用以及基质直接吸附磷等过程 吸附在固体悬浮颗粒上的磷随着颗粒沉降在湿地中或被湿地基质所截 留而蓄留在湿地基质中
人工湿地对磷的去除
2、植物的作用 植物的作用包括植物生长需要而直接吸收磷,另外包含植物腐败组织的 沉积引起的对磷的捕集 水生植物吸收对磷的去除贡献较小,大多数水生植物对磷的吸收能力弱, 仅少数种类的水生植物对磷吸收能力较强
人工湿地对磷的去除
2、植物的作用 沉积的水生植物残骸也可以腐殖酸—Fe—磷络合物的形式捕捉磷,这部 分的磷分解速率相对较低,导致底泥中存在一定量的有机磷 植物枯枝落叶的沉积过程控制着湿地的长期除磷能力
பைடு நூலகம்
人工湿地对磷的去除
2、植物的作用 除了植物及其腐殖质的直接吸收之外,植物还可以通过向根区输送氧气 从而改变微生物的生存条件间接地影响磷的转化和去除
人工湿地对磷的去除
3、微生物同化及聚磷菌过量摄磷 湿地中各种附着在基质、植物和悬浮在水中的微生物,在生长繁殖过程 中可以吸收和利用污水中的无机磷酸盐 聚磷菌的过量摄P可将P合成为ATP、DNA和RNA等有机成分,但受湿地系 统中聚磷菌更新速率慢的限制,聚磷菌吸收对P去除贡献较小
蛭石膨胀性能影响因素试验研究
Zhang Honglin Nan Yao Liu Pingjun Wang Ge (Xianyang Institute of Nonmetallic Minerals Research & Design Co., Ltd., Xianyang, Shaanxi 712021) Abstract On the basis of chemical composition and mineral composition test analysis, experimental study on factors affecting the expansion properties of vermiculite was carried out based on two kinds of vermiculite produced from Lingshou of Hebei Province and Yuli of Xinjiang Province. The chemical composition and mineral composition of vermiculite from different producing areas are quite different; TFe2O3 content in vermiculite affects the appearance and expansion temperature of dilated vermiculite, with the increase of TFe2O3 content, the color of dilated vermiculite deepended, from silver-white to golden yellow, and the expansion temperature dropped from 1000 ℃ to 850 ℃, and the powder rate also increased; Extending the expansion time of vermiculite will lead to an increase in the powder rate of dilated vermiculite and affect the application performance of dilated vermiculite. Key words vermiculite; expansion performance; expansion multiples; powder rate; process parameters
人工湿地考试题
人工湿地污水处理技术试题姓名班级专业论述题（共5题，每题20分）：1.人工湿地能有效处理各种类型的废水的主要原因是什么？（1）它能够利用基质-微生物一植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物同化分解和植物吸收等途径去除废水中的悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等，来实现对污水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化与无害化。
（2）它具有投资低（150～800元/吨）、耗能少、操作简单、运行成本低廉（0.1～0.2元/吨）的特点，因此有较高的经济效益。
（3）它作为一个生态系统，能维持生物多样性及构成景观的一部分，在去除污染物的同时，具有美化环境的功能，因此有较高的生态效益。
2. 人工构筑湿地的优缺点优点：①人工湿地系统最大的特点是基本不耗能。
②运行费用低。
③能保持全年较高的水力负荷；④若设计合理，运行管理严格，其处理废水效果稳定，出水BOD等明显优于生物处理出水。
⑤对于小流量污水及间歇排放的废水处理更为适宜，耐污及水力负荷强，抗冲击负荷性能好。
⑥不仅适合于生活污水的处理，而且对某些工业废水、农业废水、矿山酸性废水以及液态污泥也有较好的净化能力。
⑦既能净化污染物，又能形成良好的生态环境，为野生动植物提供良好的生境。
缺点：需要土地面较大，对恶劣气候抵御能力弱，净化能力受作物生长成熟程度的影响大。
3. 根据废水在人工湿地中流经的方式，人工湿地可分为哪三种？⑴自由表面流人工湿地：与自然湿地最为接近，废水在填料表面漫流，能维持一定的水层厚度，一般为10～30cm。
水流呈推流式前进，流至终端而流出，并完成整个净化过程。
污水投入湿地后，在流动过程中，与土壤、植物，特别是与植物根茎部生长的生物膜接触，通过物理的、化学的以及生物的反应过程而得到净化。
这种湿地具有投资少、操作简单以及运行费用低等优点，但是未能充挥填料和丰富的植物根系的作用、占地面积较大、水力负荷率较小、去污能力有限，卫生条件不好，夏季有孳生蚊蝇的现象。
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的能 力 ．
膨胀蛭 石具 有较 强的 氮 、 吸附能 力 ， 其微 孔结 构适 合 微生 物 生长 ， 磷 且 因而 可成 为 一种 优 良的微 生 物载
体． 如果将其应用到人工湿地系统 ， 不仅可发挥其优良的吸附性能 ， 而且能利用微生物降解作用有效地去除 氮、 ． 磷 本文 针对 膨胀蛭 石 的挂 膜 特性 ， 研究 了不 同水力 负 荷 ， 同进 水氮 、 质量 浓 度条 件 下 膨胀 蛭 石填 料 不 磷
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ． １３ ２
Ｍａ ． ０ ８ ｒ２ ｏ
膨 胀 蛭 石 用 于 人 工 湿 地 去 除 氮 磷 的研 究
朱 亮 ， 钢 ２苗伟红ｌ ， ２刘 ， ， 韩增 民 ２ ２
（． １河海大学水文水资源与水利工程科学 国家重点实验室 ， 江苏 南 京 ２ 河海大学环境科学与工程学 院， ． 江苏 南京 ２０ ９ ） １０８ ２０９ ； １０ ８
应用 ［５． ３１ 。
文献 ［－］ 静态条 件 下用膨胀 蛭石 对去 除 污水 中的 Ｎ ３Ｎ和磷 酸 盐进 行 了研 究 ， 得 了较 好 的效 果 ． ６７在 Ｈ． 取 但膨 胀蛭 石去 除氮 、 主要 依靠 吸 附作用 、 磷 离子 交换 作用 及 化学 反应 ， 法将 水 相 中的氮 、 从 根本 上 去 除 ， 无 磷 所 以单纯 的膨胀 蛭石 只能起 到浓 缩 的作用 ． 针对 这一 问题 ， 文献 ［—］ 用人 工 强化 挂膜 ， 膨胀 蛭 石 的 口 ８９采 将 及附 作用 与微生 物膜 的 降解作用 结合 起来 ， 利用 进水 的输 氧 、 传递 特性 和系 统 内部不 同区 域对 氧 消耗 量 的差 异 ， 使 系统 中连 续呈 现好 氧 、 氧及厌 氧状 态 ， 缺 即相 当于许 多 串联 或并 联 的处 理 单元 ， 而 使系 统具 有 脱 氮 除磷 从
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第 ３ ６卷第 ２ 期 ２０ 年 ３ ０８ 月
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊ ｒａ ｏ ｏａ Ｕ ｉ ｒｔ（ ａ ｒ ｃ ｎｅ） ｏ ｎｌ ｆ ｈｉ ｎ ｅ ｉ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃｓ ｕ Ｈ ｖ ｓｙ ｕｌ ｅ
摘 要 ： 用 实验 室模 拟上 向流人 工 湿地 的方法研 究 了系统运行 参数 对膨胀 蛭石 去除 氮 、 效果 的影 采 磷 响． 结果表 明 ： 胀蛭 石的吸 附作 用在 运行 前期 对 氮、 的去除起 主要 作 用 ， 膨 磷 在运 行后期 ， 磷 去 除 氮、 主要依 靠微 生物 的 作 用 ； 膜 膨 胀 蛭 石 较 未 挂 膜 膨 胀 蛭 石 对 氮 、 的 去 除 率 分 别 提 高 了 ９８ ， 挂 磷 ．％
表 １ 膨胀蛭石主要化学成分［பைடு நூலகம்川
Ｔ ｂ ｅ １ Ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ｃ ｌ ｏ ｓｉ ｅ ｔ ｆｂ ｌｙ ｖ ｒ ｃ ｌ ｅ ａｌ ｉ ｈ ｍｉａ ｎ ｔ ｕ ｎ ｓ ｏ ｕ ｇ ｅ ｍｉｕ ｉ ｓ ｃ ｔ ｔ
收稿 日期 ：０７ ０ — ２ ２０ — ３ ０ 作者简介 ： 朱亮 （９３ ， ， １６ 一） 男 江苏姜堰人 ， 教授 ， 博士 ， 主要从事水 污染控制理论及应用研究
’
文章 编号 ：０ ０ １８ （０ ８ ０ ～ １７ ０ １０ —９０ ２ ０ ）２ ０４ — ５
人 工湿地 污水 处理 系统是 ２ Ｏ世纪 ７ 代发 展起 来 的 一种 污 水 处 理技 术 ， 传统 的污 水二 级生 化 处理 Ｏ年 与 工 艺相 比， 有净化 效果 好 、 耗低 、 冲击负 荷能 力强 、 具 能 耐 工程基 建及 运行 费用 低 、 态环 境效益 显著 等特点 ， 生 因此越来 越受 到人们 的关注 … 填料 是人 工湿地 的重要组 成部 分 ， 于净 化污 水 中的污染 物质 ， １． 对 特别是 氮 、 磷 等污染物 有重 要 的作 用 ＿ ． ２ 目前 ， Ｊ 一些 应 用广 泛 的填 料 对 氮 、 的去 除 率 较低 ， 重 限制 了人 工湿 地 的 推广 磷 严
降解作 用增 强 ． 胀蛭 石是 一种 性 能优 异 的 人 工 湿地 填 料 ， 膨 对其 进 行 人 工挂 膜 可 有 效增 强其 去 除
氮 、 的 能力 ． 磷
关键词 ： 胀蛭石 ； 工湿地 ； 膨 人 挂膜 ； 氮磷 去 除 中 图分 类号 ： ７ ３ Ｘ ０ 文 献标识 码 ： Ａ
人 工湿 地对 污水 中氮 、 的去 除效 果 ． 磷
１ 材 料 与 方 法
１ １ 膨 胀 蛭石 ．
试 验所需 膨胀 蛭石 产 自河 北灵 寿县 ． 膨胀蛭 石 密度 ６ ４～１０ ｇｍ ， 水量 ４ ～１％ ，Ｈ值 （ 中 ） —９ ６ ｋ／ ３含 ％ ０ ｐ 水 ６ ，
阳离子交 换容 量 Ｏ５～１ Ｅ ／ ． ． ｑ ｇ 膨胀 蛭石 的主 要化 学成 分见表 １ ｍ ．
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河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
第 ３ 卷 ６
１ ２ 试验 水质 ．
１２ １ 挂 膜试验 水质 ．．
表 ２ 挂 膜 污 水 及 试 验 水质
Ｔａ ｅ ２ Ｓ ｗａ ｅ ｑ ａｌｙ ｆｅ ｐｅ ｉ ｅ ｔ ｂｌ ｅ ｇ ｕ ｉ ｏ ｘ ｒｍ ｎ ｓ ｔ
挂膜 试验 污水取 白化 粪 池上 清 液 ， 加 葡 萄糖 和磷 添 酸二氢 钾 ， 成污 水的水 质见 表 ２ 配 ．
１２ ２ 污水 处理 试验 水质 ．．