论文部分内容阅读
以邻二氯苯作为代表性的氯苯类有机污染物,探索采用人工湿地法处理含有此类污染物的工农业废水,研究了邻二氯苯在三种人工湿地土壤基质的吸附特性,为建构人工湿地系统处理邻二氯苯废水提供基质吸附方面的理论依据;着重考察了在最佳水力停留时间和污染物负荷下,人工湿地中试系统对邻二氯苯废水的处理效果,并分析了废水处理过后邻二氯苯在湿地系统土壤和芦苇组织中的残留情况,为人工湿地技术处理此类废水的安全性评估提供依据。采用平衡振荡法研究了邻二氯苯在壤土、细沙和粗砂三种人工湿地基质中的吸附情况,结果表明,邻二氯苯在12h达到吸附平衡,可由Lagergren一级吸附动力学模型得出三种土壤的吸附速率常数分别为0.3338 h-1,0.2679 h-1,0.2537h-1,壤土的吸附效果明显好于细沙、粗砂。30℃的吸附等温线既符合Freudlich等温式又符合Langmuir等温式,壤土对邻二氯苯的吸附量随着温度的升高呈现先减小然后增大最后又下降的趋势,表明这一温度条件下的吸附实质上处于物理吸附向化学吸附过渡的状态。作为一种憎水性极强的非离子型有机化合物,邻二氯苯在酸性或碱性条件下的吸附量显著增加,吸附取决于分配作用。综合对比分析四个人工湿地前期的运行情况,考虑到去除效率和经济因素,确定邻二氯苯废水人工湿地处理的最佳水力停留时间为5 d,污染物表面负荷率150 mg·m-2d-1,湿地W-L,W-F,W-C和W-Z对邻二氯苯的去除率分别为81.2%、71.1%、72.4%和65.2%。在最佳水力停留时间和污染物负荷条件下,四个人工湿地连续运行四个月,从夏秋两季整个运行期来看,湿地在8月中旬对邻二氯苯废水处理效果最好,进入10月份后处理性能有所下降,四个人工湿地对邻二氯苯废水处理效果顺序W-L>W-C>W-Z>W-F,壤土和粗沙作为人工湿地基质具有各自的优势,而采用细沙基质的W-F系统到后期出现阻塞,运行不畅。选取基质相同、有无芦苇种植的湿地W-L和W-Z作对照,考察邻二氯苯废水随湿地沿程和水位深度方向的浓度变化,并且在线分析溶解氧在湿地空间中的分布状况,表明邻二氯苯在湿地中的降解过程与溶解氧有很大关系,芦苇的存在能够大大改善湿地内溶解氧状况,提高污染物的去除效率,邻二氯苯的微生物降解以好氧过程为主。邻二氯苯在湿地各层土壤中的残留量沿水流方向递减,而同一沿程区域残留量则随土壤层次深度的增加而增加,四个人工湿地系统土壤中的残留量由小到大的顺序为W-L<W-C<W-F<W-Z,残留量均小于0.65 mg·kg-1;邻二氯苯在芦苇组织中残留量呈现阶梯状,根、茎、叶中残留量分别为30.28μg·g-1,14.85μg·g-1和6.18μg·g-1,三个湿地的芦苇体内邻二氯苯残留量大小顺序W-L>W-C>W-Z,芦苇的长势越好,对邻二氯苯的吸收富集作用越强,吸收量也越多。