沸石作為一種性能優(yōu)良的填料常被用于人工濕地。通過對人工濕地常用填料———沸石進行氨氮吸附及解吸試驗得出,沸石的吸附性能優(yōu)于石灰石等常用填料的吸附性能;在不同標準銨濃度溶液中,沸石對氨氮的最大吸附濃度可達到1.58mg/g,隨著氨氮濃度增加,吸附量也有相應增加;在吸附飽和以后通過強制干燥或自然風干,均能得到較好的恢復,解吸率分別高達80%和73%。
人工濕地的填料種類繁多,主要有石灰石、砂石、細沙、高爐鋼渣、建筑廢料、陶瓷、沸石等。填料在濕地運行中主要起到初期截留粗大雜質、為微生物提供生存介質、決定濕地布水方式、對各類污染物進行吸附等作用。近年來,人們通過對濕地填料進行改性、改型等方式來探究填料對濕地處理效果的具體影響,越來越多的實驗和事實表明:填料的種類、性能、布置方式等對濕地出水有著明顯的影響。
我們可以看出隨著時間的推移沸石對氨氮的吸附量逐漸增大,但其吸附效率卻逐漸下降,24h后,從吸附量來觀察,溶液中95%以上的氨氮被吸附掉。同時,由曲線我們可以看出,在吸附的初期,沸石對氨氮的吸附速度較快,隨著時間的推移,氨氮在溶液和沸石中的濃度分布達到平衡,沸石逐漸接近吸附飽和狀態(tài),吸附速度也隨之變慢,達到吸附平衡狀態(tài)。
我們可以得出沸石的吸附規(guī)律:剛開始時,吸附速率較快,隨著時間推移,其吸附容量逐漸飽和,吸附速率變得很慢,其吸附曲線則變得更加平直。
當填料吸附的物質達到一定程度后,就會呈現吸附飽和狀態(tài),如何使填料回歸初始的吸附狀態(tài),是研究填料吸附性能的一個重點。盧少勇等在通過對人工濕地中沸石和土壤的氮吸附與再生進行試驗研究中提出,用曝氣的方法使其濕地填充基質恢復活性。劉昌偉等通過潮汐流運行的方法來增加人工濕地溶解氧,進一步增強人工濕地填料活性達到增強處理能力的目的。趙亞乾等也提出使人工濕地空置的方法使填料再生。其方法為:在人工濕地運行一段時間后,將其內部的污水全部排放,使內部的基質干化,這樣可以恢復部分吸附功能。
通過不同濃度標準銨溶液吸附試驗對比發(fā)現,溶液濃度越大,單位質量沸石對其吸附量越大;且在沸石吸附容量范圍之內,沸石和溶液之間的氨氮濃度最終會達到平衡狀態(tài)。