选取沸石作为人工湿地填料,对沸石吸附实验的水力负荷、污染负荷、运行方式分别进行研究,探讨沸石对氨氮的去除效果及影响因素。结果表明,沸石对氨氮有较好的处理效果,相同条件下远优于砂石。水力负荷会影响沸石对氨氮的去除效果,低水力负荷下的处理效果和稳定性均较好。沸石在不同氨氮浓度下的去除效果差别不大。运行方式对氨氮的去除有一定影响,6h间歇周期运行时,沸石填料对氨氮的去除效果好于其他间歇周期。
在两个锥形瓶中分别放入5g的沸石和砂石,缓缓倒入配制好的浓度为5mg/L的氨氮溶液200mL,检测两种材质对氨氮的吸附效果。实验开始后,分别于15min、30min、1h、3h、6h、1d、3d、7d取5mL水样进行氨氮浓度检测,采用纳氏试剂分光光度法检测。
待水力负荷实验结束后,在污水处理厂尾水进入人工湿地实验池前,先加入硫酸铵将污水配置成氨氮浓度分别为80mg/L和5mg/L的溶液,然后进入到实验池,以探究沸石填料在不同氨氮浓度下的处理效果及稳定程度。
两种材质对氨氮的吸附速率均较大,在24h基本达到平衡。相比于砂石,沸石的去除效果更显著,168h后,沸石对氨氮的去除率为85.5%,同期砂石只有42.3%。此时,沸石对氨氮的吸附容量为1.19mg/g,砂石仅为0.604mg/g。沸石是火山熔岩形成的一种表现为架状结构的铝硅酸盐矿物,具有独特的吸附性和离子交换特性,能通过阳离子交换和吸附水体中的NH4+离子,且吸附后的化合物结构稳定,说明沸石适用于氨氮的去除,可作为人工湿地特殊填料强化污水中氨氮的处理。
通过试验可知,沸石可作为人工湿地特殊填料强化污水中氨氮的处理效果。水力负荷会影响沸石对氨氮的去除,低水力负荷下的处理效果最好,出水水质最为稳定,水质去除效果大致表现为低负荷>中负荷>高负荷的趋势。高污染物浓度下,沸石对氨氮的处理效果依旧保持稳定;当浓度为80mg/L时,沸石对氨氮的去除效果依然较好,平均去除率为90.98%,与5mg/L时相比差别不大。在4种运行方式下,6h间歇周期运行时,沸石填料对氨氮的去除效果好于其他间歇周期。