人工湿地磷吸附饱和基质的化学再生研究.pdf

生态环境学报 2010, 19(5): 1221-1225 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 人工湿地磷吸附饱和基质的化学再生研究 崔理华1，2*，游艳萍3，张新明1，朱夕珍1，李雅静1 1. 华南农业大学资源环境学院环境科学与工程系，广东 广州 510642；2. 华南农业大学农业部生态农业重点开放实验室，广东 广州 510642； 3. 江西省吉安市环境科学研究所，江西 吉安 343000 摘要：长期处理了生活污水后的人工湿地基质对磷素的吸附会达到饱和，通过化学浸提方法，研究了2种无机酸（盐酸和硫 酸），酸和碱（盐酸和氢氧化钠溶液）对饱和吸附磷基质的释磷效果以及再生后基质吸附磷效果。结果表明：盐酸和硫酸对 基质释磷的差异性不大，硫酸的释磷效果略好于盐酸，对3种基质的释磷效果几乎都大于80%；碱对砂和煤渣释磷效果好， 对高炉渣释磷效果差，但经碱再生后的高炉渣、砂基质对磷素的吸收率极高，磷素初始浓度在1~50 mg·L-1范围内时，吸收率 在95.18%~99.04%范围内，对基质的再生能力好，而经碱再生后的煤渣基质对磷素的吸收率却很低，吸收率不超过21.14%。 关键词：人工湿地；基质；磷；解吸；再生；吸附 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1674-5906（2010）05-1221-05 人工湿地对磷的去除是通过基质的吸附和沉 行比较，寻求磷吸附饱和的人工湿地基质的再生利 淀作用、微生物的富集作用以及湿地植物和藻类 用的优化条件，为人工湿地基质的原位修复研究提 的吸收作用等多种途径共同完成的[1-2]。基质的物 供依据。 理和化学性质对于净化水体中的磷有着重要的作 1 材料与方法 用，基质一方面为湿地生物膜的形成提供了可依 1.1 供试材料 附的表面，另一方面通过吸附沉淀作用去除湿地 本研究中，基质取自11个柱状瓷盆（曾用来间 中的含磷污染物[3-5]。磷在污水中常以正磷酸盐 歇处理生活污水2年的小试装置），为高炉渣、砂、 3- 2- - （PO4 、HPO4 、H2PO4 ）、聚磷酸盐和有机磷的 煤渣3种。种植的植物为美人蕉（Canna indica L.）。 形式存在[6]。其中焦磷酸盐、缩聚磷酸盐在酸性条 上述基质均经球磨后过100目筛备用。供试无机酸 件下可以水解为正磷酸盐，有机磷可被细菌分解转 碱为盐酸、硫酸和氢氧化钠溶液。采用常规分析方 变为正磷酸盐。研究表明，可溶性的无机磷化物容 法分析基质的理化性质[13]，基质的部分理化性质见 易与土壤中的Al3+作用，而与Al3+、Fe3+主要是在中 表1。 性或酸性环境条件下发生反应[7]。彭剑峰等[8]认为， 1.2 试验方法 塘底泥中Al-P和Fe-P在pH 7~8时结合力最强，而 1.2.1 用盐酸和硫酸浸提基质解吸磷 Ca-P在pH=9时结合力最强。Geller[9]认为钙比铁、 用物质的量浓度为1 mol·L-1 的盐酸和硫酸 铝对磷的吸附更强。在土壤柱中磷几乎都是结合态 （1/2H2SO4）100 mL分别注入装有0.5 g 3种基质（高 磷、无机磷和有机磷[10]。目前广泛应用的人工湿地