一種檸檬酸人工濕地飽和填料解吸釋放方法及應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種以處理氮、磷污染物為主的人工濕地吸附飽和填料的解吸再生方 法，具體涉及一種低分子有機酸人工濕地飽和填料解吸方法及應用。
【背景技術(shù)】
[0002] 自1903年人工濕地在英國的約克郡Earby首次被用于污水的處理以來，目前已 廣泛用于以氮、磷污染物為主的生活污水的處理中。但是隨著人工濕地應用的普及及運行 年限的增加，人工濕地填料吸附飽和問題日益突出，而填料一旦達到飽和狀態(tài)就失去了對 污水中磷的凈化作用，需要將填料從濕地挖出重新更換新鮮填料，破壞性大且費時費力，同 時還需要考慮廢舊填料的歸處，此問題的出現(xiàn)在一定程度上限制了人工濕地系統(tǒng)的推廣使 用。因此，對基質(zhì)在人工濕地中的原位修復進行探索，使磷吸附飽和基質(zhì)能夠再生利用的研 宄是十分迫切的。
[0003] 本發(fā)明就針對這一問題，以植物根系分泌物中低分子有機酸-梓檬酸為主要成 分，合理選擇檸檬酸解吸劑的最佳濃度及解吸過程，在不影響系統(tǒng)植物及微生物基本功能 的條件下，以較小的代價實現(xiàn)飽和填料中磷素的解吸釋放，從而恢復人工濕地對磷的凈化 能力。
[0004] 在目前的研宄中，濕地填料中磷素的解吸方法有很多，但是基本選用的是強酸強 堿作為解吸劑，這種解吸方式會嚴重影響系統(tǒng)植物和微生物的生存。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種利用檸檬酸對吸附飽和填料中磷的解吸釋放，使填料能 夠再生利用，從而延長人工濕地的使用壽命。
[0006] 具體步驟為： (1)用分析純檸檬酸分別配制濃度為2. 0-5. Ommol/L的檸檬酸溶液作為磷飽和填料的 解吸劑。
[0007] (2)解吸過程的方式有兩種： a.向放空的人工濕地系統(tǒng)中注入步驟（1)配好的解吸劑檸檬酸水溶液，使填料處于 浸沒狀態(tài)，保持人工濕地床體浸沒狀態(tài)18-30小時。
[0008] b.在放空的人工濕地系統(tǒng)中注入步驟（1)配好的解吸劑檸檬酸水溶液，使填料 處于浸沒狀態(tài)，然后將人工濕地進水口與出水口通過管道及水泵連接，使解吸劑在床體中 流動，控制解吸劑在系統(tǒng)中水力停留時間為12-18小時，循環(huán)次數(shù)2-3次。
[0009] (3)解吸完畢后，將解吸劑排空，正常進水。
[0010] 本方法應用于以石英砂、沸石、石灰石或陶粒為填料的人工濕地的氮、磷的填料解 吸。
[0011] 本發(fā)明使用的低分子有機酸作為植物的根系分泌物成分，能夠避免飽和填料解吸 再生過程中解吸劑對系統(tǒng)植物和微生物的影響，解吸過程簡單方便，解決了傳統(tǒng)飽和人工 濕地系統(tǒng)需要更換填料的困擾，顯著提高了系統(tǒng)的服務年限。
【具體實施方式】
[0012] 實施例： (1) 將分析純磷酸二氫鉀于110°c烘干2小時后配制以P計濃度為25mg/L的磷酸鹽溶 液，用分析純檸檬酸分別配制濃度為〇. 〇、〇. 5、1. 0、1. 5、2. 0、3. 0、4. 0和5. Ommol/L的檸檬 酸水溶液，作為磷飽和填料的解吸劑； (2) 分別將石英砂濕地填料和陶粒濕地填料各5. Og置于具塞錐形瓶中，分別加入30mL 步驟（1)配制的磷酸鹽，再分別添加2滴三氯甲烷以抑制微生物的生長，加塞后置于回旋 式恒溫振蕩器中在室溫25°C下恒溫振蕩24小時使其對磷素的吸附達到飽和狀態(tài)，取出在 4000r/min下離心10分鐘；傾出上清液，測定填料對25mg/L磷酸二氫鉀中磷的首次吸附量 為 24. 38mg/kg 和 36. 47mg/kg ; (3) 分別稱取步驟（2)所得石英砂飽和濕地填料和陶粒飽和濕地填料各干重5. Og置 于具塞錐形瓶中，分別加入30mL步驟（1)中所配制的不同濃度檸檬酸水溶液，在室溫下恒 溫振蕩24小時，然后在4000r/min下離心10分鐘，測定上清液中的磷含量分別為4. 07mg/ kg、7. 35mg/kg、7. 69mg/kg、8. 08mg/kg、9. 65mg/kg、9. 87mg/kg、10. 02mg/kg、10. lOmg/kg 和 9. 64mg/kg、18. 21mg/kg、23. 89mg/kg、25. 16mg/kg、30. 56mg/kg、30. 96mg/kg、31. 48mg/kg、 31. 59mg/kg，即為飽和填料的解吸量； (4) 按照步驟（2)中的方法測定步驟（3)不同濃度檸檬酸解吸后的石英砂濕地填料 和陶粒濕地填料對25mg/L磷酸二氫鉀中磷的吸附量分別為13. 66mg/kg、15. 65mg/kg、 16. 67mg/kg、17. 73mg/kg、19. 65mg/kg、19. 81mg/kg、21. 09mg/kg、22. 12mg/kg 和 16. 95mg/ kg、21. 94mg/kg、24. 94mg/kg、26. 91mg/kg、27. 01mg/kg、28. 89mg/kg、29. 94mg/kg、31. 92mg/ kg，即為填料的二次吸附量，二次吸附量與首次吸附量的比值即為經(jīng)過檸檬酸解吸后填料 的再生率。
[0013] 檸檬酸解吸再生后的濕地填料對磷素的再吸附情況見表1。
[0014] 如表1所示，經(jīng)過檸檬酸再生后的濕地填料對磷素的再吸附實驗結(jié)果表明：檸檬 酸作為濕地填料中磷的解吸劑是具有可行性的。
[0015] 以上所述，并未對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以 上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種檸檬酸人工濕地飽和填料解吸釋放方法，其特征在于具體步驟為： (1) 用分析純檸檬酸分別配制濃度為2. 0-5. Ommol/L的檸檬酸溶液作為磷飽和填料的 解吸劑； (2) 解吸過程的方式有兩種： a. 向放空的人工濕地系統(tǒng)中注入步驟（2)配好的解吸劑檸檬酸水溶液，使填料處于 浸沒狀態(tài)，保持人工濕地床體浸沒狀態(tài)18-30小時； b. 在放空的人工濕地系統(tǒng)中注入步驟（2)配好的解吸劑檸檬酸水溶液，使填料處于 浸沒狀態(tài)，然后將人工濕地進水口與出水口通過管道及水泵連接，使解吸劑在床體中流動， 控制解吸劑在系統(tǒng)中水力停留時間為12-18小時，循環(huán)次數(shù)2-3次； (3) 解吸完畢后，將解吸劑排空，正常進水。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檸檬酸人工濕地飽和填料解吸釋放方法的應用，其特征在于 檸檬酸人工濕地飽和填料解吸方法應用于以石英砂、沸石、石灰石或陶粒為填料的人工濕 地的氮、磷的填料解吸。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種檸檬酸人工濕地飽和填料解吸釋放方法及應用。依據(jù)植物根系分泌物中的低分子有機酸能夠?qū)㈦y溶性磷酸鹽的陽離子進行絡(luò)合和螯合，配制濃度為2.0-5.0mmol/L的檸檬酸溶液作為磷飽和填料的解吸劑，從而將填料上沉積的磷釋放出來的原理，實現(xiàn)填料的再生。本方法應用于以石英砂、沸石、石灰石或陶粒為填料的人工濕地的氮、磷的填料解吸。本發(fā)明使用的低分子檸檬酸作為植物的根系分泌物成分，能夠避免飽和填料解吸再生過程中解吸劑對系統(tǒng)植物和微生物的影響，解吸過程簡單方便，解決了傳統(tǒng)飽和人工濕地系統(tǒng)需要更換填料的困擾，顯著提高了系統(tǒng)的服務年限。
【IPC分類】C02F3/32
【公開號】CN104961237
【申請?zhí)枴緾N201510360831
【發(fā)明人】白少元, 何珊, 解慶林, 丁彥禮
【申請人】桂林理工大學
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月26日