人工濕地填料是濕地的基質(zhì)和載體,其去污過程主要包括基質(zhì)的吸收和過濾等物理化學(xué)作用。填料的固磷作用主要包括化學(xué)沉淀、吸附作用、閉蓄作用等幾個方面。化學(xué)沉淀受溶度積控制,可分為鈣、鎂或鐵、鋁控制的兩種轉(zhuǎn)化系統(tǒng)??扇苄粤姿猁}與這些金屬離子發(fā)生反應(yīng),形成自由能下降很多、可逆性和溶解性均很了、的鈣、鎂或鐵、鋁磷酸鹽。
吸附作用由填料的表面性質(zhì)決定,受填料的表面積和活性荃團控制,一般認為磷酸根離子主要通過配位體交換而被吸附停留在填料和土壤的表面。閉蓄作用和氧化還原反應(yīng)有直接關(guān)系。以上反應(yīng)的產(chǎn)物最終吸附或沉降在土體內(nèi),從而使土體內(nèi)這些元素的含且急劇升高,幾年之后民偽可達至認水濃度的10-10000倍以上。因此,當(dāng)峭牽冬達到飽和之后,必須更換人工濕地的填料來保證人工濕地的持續(xù)的處理效果。
很多實際運行的人工濕地,對于水中的有機物和懸浮物的去除效率較高,但是對于氮磷的去除效果相對較低。對榮成人工濕地污水處理系統(tǒng)處理效果動態(tài)變化特征進行分析,結(jié)果表明人工濕地對于SS、COD、BOD的去除率分別為70.8±8.4%、62.2±10.1%和70.4±9.6%大腸桿菌去除率為99.7%,對NH4+-N和TP去除效果較差,去除率分別為40.6±15.3和29.6±12.8%。
選擇合適的填料對于提高磷的去除效果至關(guān)重要。在篩選除磷填料,主要對含氫氧化氧化鐵或鋁基團的天然礦物質(zhì),或能促進鈣磷形成的含鈣礦物質(zhì)進行對比和篩選。
其吸附效率受、和吸附表面積等因素影響由于填料的吸附容量一定所以當(dāng)填料吸附飽和后,應(yīng)及時更換填料以保證磷素的去除率。更換后的填料也應(yīng)妥當(dāng)處理,以免造成二次污染。在實際工程中,選擇填料應(yīng)根據(jù)其磷吸附效率、水力傳導(dǎo)率、材料易得性、價格等因素綜合考慮。目前常用作人工濕地的填料有:礦渣、粉煤灰(FA)、鋼渣、蛭石、土壤、Zeolite、砂子、石灰石、高爐渣、活性多孔介質(zhì)(IECA)、頁巖等等。
目前,針對以上一些填料的優(yōu)缺點,在人工濕地系統(tǒng)中一般采用復(fù)合填料。對于填料的細戎,一般以石、砂、礫石、土壤為基本原料,并添加合適的輔料,通過不同的組合方式來提高磷的去除效果。有研究表明,在進水TP含影民高的情況下化淺池出水,采用煤渣加高有機質(zhì)含最的草炭,再摻人土壤,在水力負荷為54-64cm/d的條件下,對于TP的去除率為77.6-85.0%,運行15個月后,去除率仍大于55%。