一種草酸人工濕地飽和填料解吸釋放方法及應用
【技術領域】
[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】
[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，對基質在人工濕地中的原位修復進行探索，使磷吸附飽和基質能夠再生利用的研 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-草酸為主要成分， 合理選擇草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)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種利用草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)用分析純草酸分別配制濃度為2. 0-5.Ommol/L的草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)配好的解吸劑草酸水溶液，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)配好的解吸劑草酸水溶液，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)明使用的草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，用分析純草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的草酸水 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草酸水溶液，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3. 92mg/ kg、4. 33mg/kg、4. 38mg/kg、4. 72mg/kg、5. 00mg/kg、5. 06mg/kg、5. 08mg/kg、5.llmg/kg和 9.25mg/kg、17. 57mg/kg、19. 60mg/kg、22. 87mg/kg、25. 50mg/kg、28. 85mg/kg、30. 16mg/kg、 30. 15mg/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)不同濃度草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9. 95mg/kg、10. 44mg/kg、ll. 99mg/ kg、13. 97mg/kg、15. 90mg/kg、18. 34mg/kg、19. 34mg/kg、19. 64mg/kg和 17. 09mg/kg、 21. 58mg/kg、22. 72mg/kg、23. 16mg/kg、23. 34mg/kg、23. 99mg/kg、25. 28mg/kg、26. 71mg/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過草酸解吸后填料的再生 率。
[0013] 草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，經過草酸再生后的濕地填料對磷素的再吸附實驗結果表明：草酸作 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，凡是依據本發(fā)明的技術實質對以 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)明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1. 一種草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) 用分析純草酸分別配制濃度為2. 0-5.Ommol/L的草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)配好的解吸劑草酸水溶液，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)配好的解吸劑草酸水溶液，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2-3次； (3) 解吸完畢后，將解吸劑排空，正常進水。2. 根據權利要求1所述的草酸人工濕地飽和填料解吸釋放方法的應用，其特征在于草 酸人工濕地飽和填料解吸釋放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)明公開了一種草酸人工濕地飽和填料解吸釋放方法及應用。依據植物根系分泌物中的草酸能夠將難溶性磷酸鹽的陽離子進行絡合和螯合，配制濃度為2.0-5.0mmol/L的草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)明使用的草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, B01J20/34
【公開號】CN104923195
【申請?zhí)枴緾N201510360743
【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9月23日
【申請日】2015年6月26日