人工湿地改性填料对重金属镉净化效果研究文献综述

2020-04-14 16:19:34

1．目的及意义

目前我国水资源缺乏且水污染严重的问题比较突出，因此在这样的情况下，水资源的可持续利用是亟待解决的问题，水的净化从而显得尤为重要。

现如今各种水处理技术发展迅速，生物处理技术得到了广泛的使用，在污水处理中发挥着不可取代的作用，而传统的活性污泥法，由于其工艺相对成熟，我国大多数城市污水厂都使用活性污泥法来处理污水。但这种工艺有一些弊端：

其一：活性污泥法能耗费用高，大修改造费用高，对维修管理和自动化控制的要求高。虽然活性污泥法对污水的处理效果显著，但我国目前的经济发展水平并不适合在农村等地区大范围地应用活性污法，同时面临着缺乏大量的技术人员和管理人员等问题。其二：活性污泥法可以有效去除碳源污染物，在去除重金属元素的效果上有待提高，经活性污泥法处理后的出水排入水体后仍然可能会导致重金属污染问题。其三：由于重金属污染具有不可生物降解、易于通过食物链富集和高毒性等特点，因此，对环境和整个生态系统有着比较强的危害作用。

综上所述，传统的活性污泥法并不能适应我国乡镇农村等地区的污水处理形势，而乡镇工业废水重金属污染问题亟待解决，需要研究出一些可以应用于广大乡镇地区的低能耗、建设方便、费用低、处理效率高的污水处理工艺。人工湿地处理系统正好具有这样的优点，人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中的物种共生与物质循环再生原理、结构与功能协调原则，在促进污水污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的再生潜力，使污水得到有效处理与资源化利用。人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。

人工湿地污水处理系统重金属去除机理分为物理作用、化学作用和生物作用。物理作用主要指截留过滤作用，化学作用主要包括吸附与化学沉淀作用，生物作用主要包括植物吸收和微生物去除等作用。研究表明截留过滤、吸附和沉淀作用对重金属的去除占有主导作用。因此，研究人工湿地改性填料对以镉为代表的重金属净化效果研究是非常有必要的。

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2. 研究的基本内容与方案

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（1）研究的目标：

本次实验利用常用人工湿地填料为基体，进行基于 LDHs 覆膜的人工湿地填料改性研究除镉研究，为填料改性的工艺控制提供依据，为改性填料的研究奠定基础，并为人工湿地填料的净化机理的研究提供科学判据。

（2）研究的基本内容：

① 常用人工湿地填料的筛选及其物化特性分析。

② 建立人工湿地净化小试模型。

③ 对典型人工湿地填料除镉的净化效果进行实验研究。

以武汉南湖水为原水进行净化试验，通过试验来研究原始填料对镉的净化效果。

④ 对原始填料进行成分、结构分析，并筛选改性所用的原始填料。

⑤ 基于LDHs覆膜的人工湿地填料改性试验。

利用水热-共沉淀法制取 LDHs 晶体；将 LDHs晶体放入烘箱中干燥，使上层清液中分散均匀的LDHs颗粒沉积于填料表面形成LDHs覆膜。

⑥ 改性填料的成分、结构分析。

利用场发射扫描电子显微镜对填料进行矿物物理结构的分析，观察改性后填料覆膜的颗粒形态、粒径、结晶特性、均匀性及其稳定性，并对比改性前后填料在物理结构方面的差异。

⑦ 改性填料对镉的净化效果实验研究。

以武汉南湖水为原水进行净化试验，通过试验来比较填料改性前后对镉的净化效果。

（3）拟采用的技术方案及措施

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