张小玲^1,,
朱光灿^1,2
1.东南大学能源与环境学院，南京210096
2.东南大学无锡太湖水环境工程研究中心，无锡214135
基金项目: 国家水体污染控制与治理科技重大专项（2012ZX07101-005）
国家科技支撑计划项目（2015BAL02B01-02）

Effect and mechanism of phosphorus adsorption in initial rainfallrunoff by autoclaved aerated concrete block

ZHANG Xiaoling^1,,
ZHU Guangcan^1,2
1.School of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing 210096, China
2.Engineering Research Center ofTaihu Lake Water Environment, Southeast University, Wuxi 214135, China

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摘要:为发掘具有高效除磷性能的新型基质，提高人工湿地处理初期径流能力。选用废弃的加气混凝土砌块（加气块）作为实验材料，通过吸附动力学、吸附等温线实验及磷形态分析实验等探究其对磷的吸附机制，并将其作为基质应用于人工湿地中处理初期降雨径流，与传统基质砾石作对比，考察湿地除磷效果。结果表明：吸附过程随时间呈现快速吸附、缓慢平衡的特点，且可用准二级动力学方程拟合；吸附过程中溶液的pH、Ca2+浓度均随时间增加而升高；Langmuir吸附等温方程相较于Freundlich可更好地描述加气块对磷的等温吸附过程，最大吸附容量（Qm）为4 170.71 mg·kg-1；吸附主要是以Ca-P形式的化学吸附，且不易解吸。加气块湿地除磷效果明显优于砾石湿地。因此，将加气块应用于湿地处理初期经流，能有效提高湿地除磷能力。
关键词: 吸附/
除磷/
加气混凝土砌块/
初期降雨径流/
人工湿地

Abstract:To find a new substrate with highly effective performance of phosphorus removal, improving the ability of constructed wetland to deal with initial rainfall runoff. The waste aerated concrete block(AAC) was selected as test material to explore its phosphorus adsorption mechanism, based on adsorption kinetics, adsorption isotherm and phosphorus transformation analysis experiments. And the effect of phosphorus removal was investigated, when AAC was reused as substrate in the constructed wetlands for initial rainfall runoff treatment, compared with traditional substrate gravel. The results indicated the characteristics of adsorbing fast, balancing slowly during the adsorption process, which could be fit by pseudo-second order kinetic equation. In addition, pH and Ca2+ concentration generally increased with the extension of phosphorus adsorption. Compared with Freundlich adsorption isotherm equation, Langmuir adsorption one was better to describe the isothermal adsorption process with the maximum adsorbing capacity(Qm) achieved at 4 170.71 mg·kg-1. Moreover, the presence of Ca-P adsorption in ACC reflected the chemical adsorption mechanism by AAC, which was not easily desorbed. In addition, phosphorus removal efficiency of AAC wetland was obviously higher than that of gravel wetland. Therefore, the application of AAC in the constructed wetlands for initial rainfall runoff treatment will improve the phosphorus removal ability.
Key words:adsorption/
phosphorus removal/
aerated concrete block（AAC）/
initial rainfall runoff/
constructed wetland.

[1]	LEE J H，BANG K W，KETCHUM L H，et al． First flush analysis of urban storm runoff[J]．Science of the Total Environment，2002，293：163-175 10.1016/S0048-9697(02)00006-2
[2]	沈君，胥桂萍，张婷．降雨径流对城市环境的污染分析[J]．能源与环境，2009（4）：57-58
[3]	朱松，方沛南，蓝雪春．降雨径流污染研究综述[J]．中国农学通报，2009，25（12）： 240-245
[4]	俞孔坚，李迪华，袁弘，等．“海绵城市”理论与实践[J]．城市规划，2015，39（6）：26-36
[5]	HERRMANN J．Chemical and biological benefits in a stormwater wetland in Kalmar，SE Sweden[J]．Limnologica，2012，42：299-309 10.1016/j.limno.2012.07.003
[6]	肖海文，柳登发，张盛莉，等．人工湿地处理雨水径流的设计方法和实例[J]．中国给水排水，2013，29（8）：37-41
[7]	ZHAO J H， ZHAO Y Q， XU Z H，et al．Highway runoff treatment by hybrid adsorptive media-baffled subsurface flow constructed wetland[J]．Ecological Engineering，2016，91：231-239 10.1016/j.ecoleng.2016.02.020
[8]	WANG J F，DU X L，LI J Q．Application of constructed wetlands treatment technique for stormwater runoff pollution control[J]．Journal of Southeast University (English Edition),2014,30(2):197-201
[9]	DRIZO A，FROST C A，SMITH K A，et al．Phosphate and ammonium removal by constructed wetlands with horizontal subsurface flow，using shale as a substrate[J]．Water Science and Technology，1997，35（5）：95-102 10.1016/S0273-1223(97)00057-7
[10]	BABATUNDE A O， ZHAO Y Q， BURKE A M，et al．Characterization of aluminium-based water treatment residual for potential phosphorus removal in engineered wetlands[J]．Environmental Pollution，2009，157：2830-2836 10.1016/j.envpol.2009.04.016
[11]	王荣，贺锋，徐栋，等．人工湿地基质除磷机理及影响因素研究[J]．环境科学与技术，2010，33（6E）：12-18
[12]	赵桂瑜．人工湿地除磷基质筛选及其吸附机理研究[D]．上海：同济大学，2007
[13]	BAO T，CHEN T H，WILLE M L，et al． Advanced wastewater treatment with autoclaved aerated concrete particles in biological aerated filters[J]．Journal of Water Process Engineering，2016，9：188-194 10.1016/j.jwpe.2015.11.006
[14]	郭杏妹，罗一帆，李嘉明，等．改性蒸压加气混凝土碎料深度除磷的机理研究[J]．实验技术与管理，2016，33（6）：59-62
[15]	孙立明，卿惠广，汪春霞．加气混凝土砌块碎渣对磷吸附特性的研究[J]．工业安全与环保，2009，35（8）： 16-17
[16]	胡细全，胡志操，王春秀，等．天然沸石吸附氨氮和磷的研究[J]．环境科学与管理，2009，34（4）： 72-74
[17]	韩强，杜晓丽，崔申申，等．颗粒态铁锰复合氧化物对磷的吸附特征及影响因素[J]．化工进展，2017，36（6）：2311-2317
[18]	李倩囡，张建强，谢江，等．人工湿地基质吸附磷素性能及动力学研究[J]．水处理技术，2011，37（9）：64-67
[19]	莫文锐，黄建洪，田森林，等．氨氮与磷在三种人工湿地填料上的吸附动力学[J]．化学研究，2012，23（1）：21-23
[20]	WESTHOLM L J．Substrates for phosphorus removal-potential benefits for on-site wastewater treatment[J]．Water Research，2006，40：23-36 10.1016/j.watres.2005.11.006
[21]	郑俊，马露露，刘宝河．多孔硅酸钙滤料吸附床除磷试验研究[J]．环境污染与防治，2013，35（8）：28-32
[22]	BLANCO I，MOLLE P，SAENZ DE MIERA L E，et al．Basic oxygen furnace steel slag aggregates for phosphorus treatment.Evaluation of its potential use as a substrate in constructed wetlands[J]．Water Research，2016，89： 355-365 10.1016/j.watres.2015.11.064
[23]	YING H B，YAN X W，GU X H．Evaluation of thermally-modified calcium-rich attapulgite as a low-cost substrate for rapid phosphorus removal in constructed wetlands[J]．Water Research，2017，115： 329-338 10.1016/j.watres.2017.03.014
[24]	BARCA C，GERENTE C，MEYER D，et al． Phosphate removal from synthetic and real wastewater using steel slags produced in Europe[J]．Water Research，2012，46：2376-2384 10.1016/j.watres.2012.02.012
[25]	蒋善庆，王晓昌．黄土颗粒吸附水解尿液中磷酸盐特性及机制[J]．化工进展，2017，36（7）：2667-2675
[26]	刘焱，王世和，吴玲琳，等．工业废渣基复合除磷材料的吸附动力学及热力学分析[J]．东南大学学报(自然科学版)，2009，39（6）：1231-1235
[27]	DEL B M，ARIAS C A，BRIX H．Phosphorus adsorption maximum of sands for use as media in subsurface flow constructed reed beds as measured by the Langmuir isotherm[J]．Water Research，2003，37：3390-3400． 10.1016/S0043-1354(03)00231-8
[28]	DAI L C，WU B，TAN F R，et al． Engineered hydrochar composites for phosphorus removal/recovery：Lanthanum doped hydrochar prepared by hydrothermal carbonization of lanthanum pretreated rice straw[J]．Bioresource Technology，2014，161：327-332 10.1016/j.biortech.2014.03.086
[29]	张燕，庞南柱，蹇兴超，等．3种人工湿地基质吸附污水中氨氮的性能与基质筛选研究[J]．湿地科学，2012，10（1）：87-91
[30]	操家顺，朱文杰，李超，等．给水厂污泥作为人工湿地滤料对磷的去除效果研究[J]．环境科技，2015，28（5）：16-20
[31]	陈丽丽，赵同科，张成军，等．不同人工湿地基质对磷的吸附性能研究[J]．农业环境科学学报，2012，31（3）：587-592
[32]	WHITE S A，TAYLOR M D，ALBANO J P，et al．Phosphorus retention in lab and field-scale subsurface-flow wetlands treating plant nursery runoff[J]．Ecological Engineering，2011，37：1968-1976 10.1016/j.ecoleng.2011.08.009

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刊出日期:2018-08-17

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加气混凝土砌块吸附初期径流中磷的效果与机制

张小玲^1,,
朱光灿^1,2
1.东南大学能源与环境学院，南京210096
2.东南大学无锡太湖水环境工程研究中心，无锡214135
基金项目: 国家水体污染控制与治理科技重大专项（2012ZX07101-005） 国家科技支撑计划项目（2015BAL02B01-02）
关键词: 吸附/
除磷/
加气混凝土砌块/
初期降雨径流/
人工湿地
摘要:为发掘具有高效除磷性能的新型基质，提高人工湿地处理初期径流能力。选用废弃的加气混凝土砌块（加气块）作为实验材料，通过吸附动力学、吸附等温线实验及磷形态分析实验等探究其对磷的吸附机制，并将其作为基质应用于人工湿地中处理初期降雨径流，与传统基质砾石作对比，考察湿地除磷效果。结果表明：吸附过程随时间呈现快速吸附、缓慢平衡的特点，且可用准二级动力学方程拟合；吸附过程中溶液的pH、Ca2+浓度均随时间增加而升高；Langmuir吸附等温方程相较于Freundlich可更好地描述加气块对磷的等温吸附过程，最大吸附容量（Qm）为4 170.71 mg·kg-1；吸附主要是以Ca-P形式的化学吸附，且不易解吸。加气块湿地除磷效果明显优于砾石湿地。因此，将加气块应用于湿地处理初期经流，能有效提高湿地除磷能力。

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