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填料种类对人工快渗系统氮磷去除效果及转化机理研究
随着城市化进程的加快，城市污水处理成为环保工作的重点之一。人工快渗系统是一种新型的污水处理技术，通过利用自然的渗流作用和填料过滤作用，将污水中的有机物、氮、磷等污染物质有效地去除。本文重点研究填料种类对人工快渗系统氮磷去除效果及转化机理的影响。
一、人工快渗系统的基本原理
人工快渗系统是一种采用人工填料，利用自然渗流作用，通过微生物菌群降解有机物、氮、磷等污染物质、实现水体的净化的生态系统。系统包括生化池（填料池）、水力发泄装置和排水池（收水池）三部分构成。生化池是人工快渗系统的核心部分，填充了具有降解能力的微生物菌群，实现对水体中的有机物的分解，改变废水的性状，使之更适合下一步的处理。由于污水在生化池中呆留时间较短，无法实现污染物彻底去除，同时产生大量的氨态氮、硝酸盐等物质，会对后续处理设施造成负担，因此设有水力发泄装置增加水体接触氧气的机会，以使水体中的氨态氮和硝酸盐转化为无害物质，并添加了一个收水池对发泄后的水体进行蓄水，保证下一级处理设施的正常运行。
二、填料种类对污染物质去除的影响
1.活性炭
活性炭是一种高度发达的吸附剂，可以去除水体中的有机物、色素、异味等，具有极强的吸附作用。活性炭填料的应用能够极大地提高人工快渗系统对有机物的去除效果。活性炭的特点是亲水性，不仅能吸附有机污染物，还可吸附水中的重金属离子，具有很好的综合处理能力。
2.填料组合
不同种类的填料有不同的处理效果，因此在实际应用中通常采用不同比例的填料组合，以提高系统的处理效率。研究表明，生石灰和钢矿渣对氮去除有较好的协同作用，而用生石灰、竹炭、草本植物等填料组合可使人工快渗系统对氮、磷的去除率达到95%以上。
3.生物填料
生物填料是一种具有吸附作用和降解能力的填料。微生物菌群可以通过附着在生物填料内，利用人工快渗系统水体的自然渗透性，对污染物进行吸附和降解。生物填料与填料群落结构密切相关，不同类型的生物填料能够形成不同的微生物菌群，容易实现对污染物质的降解，从而起到提高整个系统处理效率的作用。
三、氮磷转化机理研究
1.氮的转化机理
氮的转化机理主要包括硝化和反硝化两个过程。硝化过程是将氨态氮转化为硝酸盐，需要微生物菌群的介入，通常在前置生化池中完成。反硝化过程是将硝酸盐还原为氨态氮，同样需要合适的微生物菌群作为媒介。合理的排水系统设计可以将前置生化池与快渗系统合理结合，以使氨态氮和硝酸盐转化效果最大化，达到好的去除效果。
2.磷的转化机理
磷元素在环境中的存在形式主要有无机磷和有机磷两种形式。无机磷可以转化为有机磷，有机磷也可以被分解为无机磷。在人工快渗系统中，磷元素的转化主要通过磷酸盐的沉淀实现。磷酸盐的沉淀需要合适的pH值和与之匹配的微生物菌群，以便沉淀物质尽可能不被重悬于水中。
四、结论
本文针对填料种类对人工快渗系统的氮磷去除效果及转化机理进行了深入的研究。人工快渗系统是一种新型的生态系统，通过填料的选择和充分运用自然氧化还原和微生物降解的作用，可以以低成本地利用自然力实现废水净化。不同种类的填料有不同的去除效果，通过合理的组合和结构设计可以使人工快渗系统对污染物的去除率达到最大化。氮和磷元素的去除效果有赖于适宜的微生物菌群、合适的pH值和均衡的氧气供应。因此在实际应用中需要综合考虑物理、化学和生物等作用，不断优化系统设计和运营管理，以达到更好的去除效果和节约治污成本的目的。