与传统污水处理系统相比,人工湿地具有投资少、运行成本低、操作简单、抗污水负荷能力强、避免二次污染等优点。垂直流人工湿地由于其在处理有机物和氮方面的突出表现,在过去的二三十年里发展迅速。然而,由于溶解氧不足(Vymazal,2002)和底物易吸附饱和,氨氮和总磷的去除效率较差,许多学者对此做了大量的研究。
例如,通过提高湿地床对磷的吸附能力,延长磷在多孔基质湿地床中的水力停留时间,或者在出水末端设置过滤装置,可以有效提高净化效果。近年来,无烟煤、粉煤灰、钢渣、矿渣、火山岩、活性赤泥、生物陶粒等填料相继被研究作为人工湿地除磷的基质,但大多数天然基质容易被吸附饱和。很难找到一个长期、效高、经济、稳定的矩阵。生物陶瓷作为一种填料,具有材料廉价易得、比表面积大、孔隙率大、化学和物理稳定性好等优点。因此,可以尝试用薄膜对生物陶瓷基体进行改性,以增强和提高其对水中磷的净化效果。
层状双氢氧化物(LDHs),又称水滑石类化合物或阴离子粘土,由平行的叠层体组成,其中二价金属离子被三价金属离子部分取代,层间作用力较弱,因此对有机和无机阴离子的捕获能力较强。LDHs比阴离子交换树脂具有更大的比表面积、更高的阴离子交换容量和热稳定性,因此近年来在催化、光化学、电化学聚合、磁学、生物医学和水环境科学等领域得到了广泛的应用。其中,在水处理中的应用主要集中在制备的LDHs固体对水中污染物的直接吸附。
本实验在前人实验研究的基础上,选取垂直流人工湿地常用的火山滤料作为原始基质,采用钙、锌、镁二价金属化合物与铁、钴、铝三价金属化合物一对一反应的方式生成LDHs。在碱性条件下,通过共沉淀合成了9种不同类型的乳酸脱氢酶,并分别将其包覆在垂直流人工湿地的火山滤料上。为了筛选出净化磷的金属化合物反应组合,为提高垂直流人工湿地的除磷效果提供参考,研究了改性基质对磷净化的影响。
2材料和方法
2.1修改测试方法
2.1.1原始矩阵
用于磷改质净化的火山滤料基质为球形、颗粒状,粗筛后粒径为1 ~ 3 mm。所有矩阵均购自河南郑州。
2.1.2改性试剂
改性二价金属化合物包括氯化钙、氯化镁和氯化锌;三价金属化合物:氯化铁、氯化钴和三氯化铝。上述两种金属化合物成对组合形成九种不同类型的LDHs,以及它们的组合方式