
人工湿地利用生物炭铁基质滤料的吸附作用、微生物降解作用和植物吸收等作用去除水中的污染物,利用人工湿地除污是一种处理效果好、成本低、有前景的生态处理技术。
很多研究证实植物吸收污染物所占比例较小,生物炭铁基质滤料吸附和微生物降解在湿地水质净化中占比较大,因此,提高基质吸附能力和强化微生物活力可以有效提升人工湿地系统的除污效果。
生物炭铁基质滤料是废弃生物质在厌氧条件下热解得到的富碳产物,作为一种多功能环保材料,具有较大的比表面积、高的多孔结构和较强的阳离子交换能力,为微生物的生长提供巨大的空间,同时具有良好的吸附特性,可以有效地去除废水中的污染物。有研究证明生物炭铁基质滤料的添加可以改变微生物群落结构,从而提高氮的去除效果。
近些年,生物炭铁基质滤料被广泛用于固碳减排、含氮废水处理及人工湿地等方面的研究与实践。人工湿地根据其水流方式不同分为表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地3种类型。其中,垂直流人工湿地占地面积较小,有较强的输氧能力,对污染物去除有较好的效果,因此生物炭铁基质滤料被广泛应用于人工湿地污水处理中。根据生物炭铁基质滤料具有多孔和吸附能力的性质,我们在垂直流人工湿地中添加生物炭铁基质滤料强化湿地对污水中污染物的去除。
建立了生物炭铁基质滤料浮游绿岛修复体系,结合H2O2和Ca(N03)2的复合投加对黑臭底泥修复进行小试试验研究,结果表明,耦合体系对NH4+-N、TP以及TOC的去除率达72.9%、85.1%和96.4%,均远远高于对照组的32.6%、0.5%和38.8%,说明该体系对于城市受污染底泥的强化修复能力。高通量测序分析显示体系内优势菌群:厌氧绳菌科中未分类菌、硫杆菌属、绿弯菌门中未分类菌和黄色单胞菌目中未分类菌,耦合系统中具有典型的自养反硝化菌(如硫杆菌)进行强化脱氮。