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杨柳燕教授课题组在人工湿地强化污水氮磷去除取得新进展

       人工湿地是利用湿地植物、微生物和基质等处理污水的一种方法。当污水流过人工湿地时,经沙石、土壤过滤,植物根际微生物的作用,使水质得到净化。人工湿地技术虽然可以有效地去除污水中总氮、总磷、悬浮固体、化学需氧量、重金属和病原微生物等,但是由于人工湿地依赖植物与微生物的作用来去氮类污染物,因此,其处理能力易受环境变化影响,特别是温度变化的影响,其处理效果呈现明显的季节波动性;同时,人工湿地对磷的去除主要是通过湿地基质的吸附作用,当基质对磷吸附达到饱和或水体中磷浓度相对较低时,吸附的磷会二次释放到水体中,从而导致人工湿地除磷效果不稳定。
       针对以上问题,我院杨柳燕教授课题组从电解技术和吸附基质的双重角度出发对人工湿地强化氮磷去除进行了相关研究,构建了新型的电解强化人工湿地(图1),该湿地以生物质炭作为基质,添加铁电极构成电解反应体系,不仅在较低的电耗条件下具有较高的脱氮除磷效果,而且实现了生物质炭的原位电化学改性,提高了生物质炭基质对NO3--N和PO43--P的吸附能力,且出水中铁离子含量较低,出水色度大大降低,对湿地植物生长和生理生化指标的结果分析表明较低的电流密度对湿地植物生长影响较小。
图1 电解强化人工湿地装置示意图和强化氮磷去除机理

       该强化型人工湿地为有效解决氮磷去除难和不稳定的问题提供了新的解决思路。这一研究成果近日发表于环境学科国际权威期刊Water Research(DOI: doi.org/10.1016/j.watres.2018.04.007),论文第一作者为高燕助理研究员,通讯作者为杨柳燕教授。该研究得到国家水体污染控制与治理重大专项基金河网区上游滞留河道治理和生态净化关键技术研发与工程示范课题(2017ZX07204002)的资助。

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