人工湿地基质研究进展

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1、人工湿地基质研究进阮晶晶'高德2洪剑明(11首都师范大学资源环境与旅游学院，北京10(XM8;21首都师范大学生命科学学院，北京100048)基质是人工湿地的重要组成部分，尖系着湿地的净化能力和使用寿命•本文综述近年来人工湿地基质的研究成果，包括基质在人工湿地污水处理中的重要作用，不同棊质的去污效果,基质脱氮除磷的机理号影呗因參，形成淤堵的机理及防堵措施,论述基质的选择与配置原则，提出今后啓的重点：”v尖键词：人工湿地，基质，污水处理\w卜/屯中图分类号：X524厂「「人工湿地的基本组成包括基质、植物和喩看T湿地净化污水是通过湿地中基

2、质、植物和微生物之间的物理、彳学、生物化学等过程协同作用來完成的⑴.基质又称填料，传统的人工湿地基质主要包括土壤、砂、砾馮，近年来包括沸石、石灰石、霜、塑料、陶瓷等具有优秀性能的材料也被作为人工湿地基质进行研究和应用.人为设计将不同粒径的填充材料按一定厚度铺成人工湿地床体，供植物生长、微生物附着，该体系具有过滤、浙淀、吸附和絮凝等作用,能将水体中的SS、N、P等营养物质有效去除，同吋为植物、微生物生长以及传输提供了必备条件®.基质是将污水转变成清水以及水生植物和微生物赖以生存的场所，是有机污染物转为无机无毒物质的枢纽，其组成直接矣系到氮

3、磷的净化效率等因素⑶.1基质的作用与处理效果研究111基质在人工湿地中的作用基质是人工湿地不可缺少的组成部分，大部分物理化学和生物反应等都在基质中进行⑷•基质为人工湿地中的水生植物提供载体和营养物质，为微生物的生长提供稳定的依附表面，同时在污水的净化过程中起到重要作用.基质的净化功能包括：(1)收稿日期：2008210214基质中植物根系吸收、转(匕、降解和生物合成作用；⑵基质中微生物降解、转化和生物固定化作用；⑶基质的无机、有机胶体及其复合体的络合和沉淀作用；(4)基质离子交换作用；(5)基质和植物的机械阻留作用；(6)基质的气体扩

4、散作用•不同基质为植物和微生物提供的生存环境不同，从而影响水处理的效果㈤.112不同基质的去污能力研究不同的基质材料对不同污染物的去除能力不同，在这方面我国学者作了大量研究•汤显强等问选取页岩、粗砾5、铁BT右、麦饭石及其组合作为人工湿地填料，小试研究结果结果表明:在相同进水水质和水力负荷运行条件下,单一填料页岩COD、TN、TP去除效果最好，组合填料COD去除率差别不大，页岩与粗砾石组合TN、1P去除率较高.朱夕珍等⑺选取石英砂、煤灰渣和高炉渣进行不同基质垂直流人工湿地对城市污水的净化效果研究，得出结论:对化粪池出水COD和BOD的去

5、除率为煤灰渣〉高炉渣>石英砂，对1N、咄勺去处效果顺序为高炉渣>煤灰渣>石英砂;煤灰渣是去除污水中耗氧有机污染物和总磷等指标的理想基质;高炉渣是去除污水中总磷和总氮的理想基质;石英砂导水能力最好，水力负荷最高,并且不容易造成堵塞•张翔凌等罔选取砾石、沸5、无烟煤、轴、蛭5、瞪滤料、高炉钢渣、生物陶粒等8种不同基质，在高水力负荷条件下进行垂直流人工湿地净化实验，结果表明无烟煤、生勿陶粒、砾石具有较好去除有机物的能力，沸石和陶瓷滤料对总氮和氨氮的去除效果较好，高炉钢渣和无烟煤具有较好去除磷的能力.李怀正等⑵对几种经济型人工湿地基质的除污效能

6、进行研究分析，得出钢渣和煤灰渣对出水pH值的影响较大，基质粒径越小则对SS的去除效果越好;对有机物去除效果的高低顺序为:砂子>煤灰渣>瓜子片>砾石>钢渣>高炉渣，对氨氮去除效果的高低顺序为:砂子>煤灰渣>瓜子片>高炉渣>砾石>钢渣,6种基质对TP都有较好的去除效果，其高低顺序为：钢渣>煤灰渣>砂子〉高炉渣>瓜子片>砾石.郭本华等问以沸石、页岩陶粒和碎石3种不同材料作为潜流式人工湿地的基质进行除磷效果比较，结果表明:碎石对污水磷素的处理效果最好，超过90%;页岩陶粒次之;沸石最差.…r甘圧砧土0却询匕或ncm丰血显沪貞罢徐巅轴詡鲤罢嗪请吸

7、附在悬浮颗粒物上的2基反的去污机理与厠响因素研严、/Ite麻盈地表层基质的过滤拦截而沉积的过程,Oj211基质对氮的去除在人工湿地系统中，对氮的去除起主要作用的是微生物的硝化和反硝化作用，基质的选择起着不可忽视的作用.选择比表面积较大的填料有利于生物膜的生长，更利于氮的去除.通常认为基质对氨氮的吸附是快速可逆的

8、山，但合理的选择搭配基质可以促进氮的去除效果•张曦等z利用沸石的氨氮能力强的特点对暴雨径流、农田排灌水的人工湿地处理系统进行研究，结果表明沸石能快速吸附氮，而且条件适宜时可通过生物作用和自然充氧等作用促进沸石吸附能力的再生.李旭

9、东等研究发现，沸石芦苇床在水力负荷016nfH的情况下，系统对各种形态的氮都有较好的去除能力，沸石对氨氮的吸附、离子交换作用是除氮的主要途径;在同样的进水水质和水力负荷下,沸石床在除氮方面明显优于砾石床•权