沸石人工湿地系统中沸石生物再生

沸石人工湿地系统中沸石生物再生研究摘要研究了沸石人工湿地系统和沸石柱系统中的饱和沸石的生物再生过程，模拟了系统中沸石生物再生时遵循的动力学方程，芦苇沸石系统的为C=12.414exp(-0.0296t)，反应动力学常数K=0.0296,R=0.9904；菖蒲沸石系统的为C=13.322exp(-0.0308t)，反应动力学常数为K=0.0308,R=0.9961。对分层状态下的菖蒲沸石系统，C=12.908exp(-0.0118t)，K=0.0118,R＝0.9921。对曝气沸石柱系统，指数和线性模拟都较好，指数模拟方程为C=13.559exp(-0.0041t)，一级反应动力学常数为K=0.0041,R=0.9915；线性模拟方程为C=-0.0445t+13.438，R=0.9833。结果显示，沸石在湿地中再生比在沸石曝气柱中再生效果好得多，而且沸石和土壤的不同的填载方式对沸石的再生具有重要影响。测定了湿地系统土壤阳离子交换容量、再生后沸石结构中元素的种类和含量、沸石生物膜量以及沸石再生时系统中氨氮、亚硝态氮和硝态氮的浓度，探究了湿地系统中沸石生物再生的机理。测定了沸石再生后再次交换氨氮的能力，氨交换容量可恢复到原来的87.0%以上。关键词潜流型人工湿地斜发沸石调节再生功能生物再生Bio-regenerationProcessofAmmonia-SaturatedZeoliteinSubsurfacewetlandsystemsAbstractBio-regenerationprocessofammonia-saturatedzeoliteinplantedwetlandandzeolitecolumnsystemisevaluated,andthekineticmodelsaregained.C=12.414exp(-0.0296t),(K=0.0296,R=0.9904)issuitabletoPhraqmitiscommuniswetland,andC=13.322exp(-0.0308t),(K=0.0308,R=0.9961)foracoruscalamuswetland.Regardingtheacoruscalamuswetlandwithsubstrateandzeolitelayered,thekineticmodelisC=12.908exp(-0.0118t)，K=0.0118,R＝0.9921.Thepowerratelawmodelandthelinearmodelarebothsuitabletothebio-regenerationprocessofthezeoliteincolumnsystem.ThepowerratelawmodelisC=13.559exp(-0.0041t)(K=0.0041,R=0.9915),whilethelinearmodelisC=-0.0445t+13.438，R=0.9833.Theresultsdenotethatthereismuchbetterbio-regenerationeffectinplantedwetlandthaninzeolitecolumnsystem.Andthedifferentfeedtypesofsubstrateandzeoliteobviouslyinfluencebio-regenerateprocessofammonia-saturatedzeolite.Thebasicionexchangecapacityofsoil,elementspeciesandcontentinzeoliteconstructafterbio-regenerating,biomassonzeolitesurfaceandtheconcentrationofNH4+-N、NO2--NandNO3--Ninwetlandsystemwhenbio-regeneratingareallmonitored.Throughtheresults,themechanismofbio-regenerationprocessofammonia-saturatedzeoliteinplantedwetlandsispursued.Andre-exchangecapacityafterbio-regenerationisalsomonitored.Theresultdemonstratesthationre-exchangecapacitycanreach87.0percentofthevirginzeolite.Keywordssubsurfaceconstructedwetland;clinoptiloite;adjustableandregenerativefunction;bio-regeneration引言氮的去除是人工湿地技术所面临的一个难题，研究报导的氮的去除率多在20%~95%之间[1~4]。沸石人工湿地是提高氮去除率的一种新的湿地系统，目前已有人做了相关研究[5][6]。然而沸石床人工湿地脱氮面临这样的问题，即在系统运行前期沸石发挥主要作用时，氨氮的去除效果很好，等到沸石逐渐达到交换饱和，沸石就丧失了持续的去除氨氮的能力，湿地系统氨氮去除效果几乎恢复到未加沸石填料时的水平。本研究旨在解决湿地系统中饱和的沸石的再生问题，恢复沸石湿地对氨氮高去除率的优势。该系统处理污水可达到地表水质量标准，亦可考虑解决城市污水厂在气温较低时出水氨氮浓度过高的问题，即将城市污水厂二级出水排入湿地系统，利用沸石湿地的强去除能力脱氮，待到污水厂处理效果达标时停止向湿地排水，而利用湿地系统的综合作用使沸石中的氨氮解析出，并在系统中消耗掉，使湿地中沸石重新获得交换吸附能力。即人工湿地可以暂时作为氮的储存仓库，蓄满后再利用人工湿地系统的综合功能使沸石重新恢复交换氨氮的能力，这种在湿地系统中使沸石得到再生，并使从沸石中释放出来的氨氮在系统中消耗掉，从而重新获得高效、持续的脱氮能力，本试验称之为沸石人工湿地系统的脱氮调节再生功能使沸石人工湿地中沸石重新获得吸附交换氨氮的能力，涉及到沸石的再生问题，沸石的再生通常有以下几种方法：湿法、气提法、培烧法和生物法。前三种方法在实验室中是很容易实现的，但是对于沸石床人工湿地是不现实的，因为将沸石从湿地中取出再生，然后再放回系统，实际中难以现实。只有利用生物法，包括湿地系统中的植物、微生物以及介质的综合作用使沸石再生得以实现。目前实验室中利用硝化细菌作用再生沸石已有研究报道，但是沸石在湿地中的生物再生过程以及动力学模型尚未见报道。本试验研究内容涉及沸石在湿地床中生物再生的可行性和沸石生物再生动力学方程的模拟。1试验材料和方法1.1试验材料1.1.1试验装置采用内径20cm高30cm的水桶，水桶底部设有出水阀控制出水，共四套装置，三套栽植植物，一套为单一的沸石。1.1.2植物选取芦苇（Phraqmitiscommunis），是一种多年生禾本科的挺水植物，颈部高达2.0m，其根系发达，长约50cm。具有较强的耐水性和去污能力，有较强的输氧能力，是一种良好的净水植物。菖蒲（Acoruscalamus），为多年生天南星科挺水植物，颈部以上能达到1.5m，根系长度可有50cm。菖蒲具有较强的除氮的能力。1.1.3介质的选用栽有植物的装置中选用50%的沙砾和50%的土壤混合介质，沸石床为单纯的沸石。1.1.4填料的选取四套沸石生物再生试验装置中，选用填料为浙江缙云县天然斜发沸石（clinoptiloite），粒径为18目左右。表1浙江缙云县天然斜发沸石的性质Table1QualitiesofnaturalclinoptiloiteinJinyuntownofZhejiangprovince主要化学成分（%%）SiO2AAI2O3CaaOKK2ONNa2OMMgOFe2O3TiOO2SrOOBaaO密度(mg/L))PH77.8144.22.13.20.990..31.10.2<0.11<0..111.968..71.1.5污水来源试验用水取自同济大学同济西苑生活小区下水道中的实际生活污水。其水质情况如表2。表2生活小区生活污水水质指标（mg/L）Table2CompositionofsewagefromXiyuaninTongjinguniversity项目PHHSSCODCRRBOOD5KN数值6.0～～8.024.77～224.331332.2～496.99788～328226.5～68.9项目NH4++-NNO2--NNO3--NPPO43--PTTP数值22.7～559.680.0000～0.06220..000～1.98220.665～3.213.099～7.261.2实验方法1.2.1湿地系统中饱和沸石生物再生过程模拟将用氨氮交换饱和的斜发沸石装入三个湿地系统和一个曝气柱中，三个湿地系统中一个芦苇湿地和一个菖蒲湿地中的沸石是和土壤完全混匀的，另一个芦苇湿地系统中的沸石是成层装在系统底部的。往曝气柱中沸石进生活污水培养生物膜，然后进不含氨氮污水曝气运行。四个系统中沸石含量一样。三个湿地系统进不含氨氮的有机污水，由于在不同的时间同时取出四个系统中的沸石，测定沸石上的交换的NH4+-N。1.2.2湿地系统土壤阳离子交换性能测定分别在3、7和11月份在系统中不同位置处取土壤样品，用硫酸钡交换滴定法测定土壤阳离子交换容量。1.2.3湿地系统中沸石上生物膜量测定分别在5、7、8和11月份从湿地系统和沸石柱系统中取出沸石，用重量差法测定沸石上生物膜量。1.2.4沸石结构中的元素种类及含量测定用ICP法测定元素种类和数量。1.2.5NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度测定NH4+-N用蒸馏滴定法和分光光度法测定，NO2--N和NO3—N用分光光度法测定。2结果与分析2.1湿地系统中饱和沸石生物再生过程模拟图1为模拟的沸石再生曲线和方程。芦苇沸石系统沸石生物再生过程模拟（混匀状态）Modelofbio-regenerationprocessofammonia-saturatedzeoliteinPhraqmitiscommuniswetland(mixedstate)菖蒲沸石系统沸石生物再生过程模拟（混匀状态）(b)Modelofbio-regenerationprocessofammonia-saturatedzeoliteinacoruscalamuswetland(mixedstate)（c）菖蒲沸石系统沸石生物再生过程模拟（分层状态）(c)Modelofbio-regenerationprocessofammonia-saturatedzeoliteinacoruscalamuswetland(layeredstate)（d1）曝气柱沸石系统沸石生物再生过程模拟(d1)Modelofbio-regenerationprocessofammonia-saturatedzeoliteincolumn(powerratelawmodel)（d2）曝气柱沸石系统沸石生物再生过程模拟(d2)Modelofbio-regenerationprocessofammonia-saturatedzeoliteincolumn(linearmodel)图1沸石生物再生动力学模拟Figure1Modelsofbio-regenerationprocessofammonia-saturatedzeolite从图中可以看出，芦苇沸石系统和菖蒲沸石系统中的沸石生物再生过程的动力学方程模拟符合指数关系。沸石和土壤混匀状态时，芦苇沸石系统的模拟方程为C=12.414exp(-0.0296t)(一级反应动力学常数K=0.0296，相关系数R=0.9904)；菖蒲沸石系统的为C=13.322exp(-0.0308t)（K=0.0308，R=0.9961）。对分层状态下的菖蒲沸石系统，C=12.908exp(-0.0118t)（R＝0.9921）。曝气沸石柱系统，指数和线性模拟都较好，指数模拟方程为C=13.559exp(-0.0041t)（K=0.0041，R=0.9915）；线性模拟方程为C=-0.0445t+13.438（R=0.9833）；式中C为沸石中NH4+-N的含量（mg/g），t为时间（天）。从模拟的方程可知，在沸石和土壤混匀状态下，芦苇沸石湿地系统和菖蒲沸石湿地系统对交换饱和的沸石的生物再生效果没有明显的差别。在再生开始后的30天内，芦苇沸石湿地系统中沸石的NH4+-N含量从13.74mg/g降至5.14mg/g，菖蒲沸石系统的降至5.46mg/g。在随后的近2个月的时间内，芦苇沸石湿地系统的沸石中NH4+-N含量已降至0.71mg/g，菖蒲沸石系统的降至0.74mg/g。在前3个月的时间内，芦苇沸石湿地系统的再生效果稍好于菖蒲沸石湿地系统的，但是在第120天时，芦苇沸石湿地系统的沸石中NH4+-N含量为0.45mg/g，高于菖蒲沸石湿地系统的0.38mg/g。因为在湿地实际运行时，由于进水氨氮浓度一般在40mg/L~60mg/L左右，沸石达到的交换容量也只有4.2mg/g左右，生物再生至0.38mg/g~0.45mg/g时，即恢复的交换容量约为原来的89%~91%时，所需的时间约为3个月。从图1(c)可以看出，沸石和土壤的填载方式对沸石的再生有较大的影响，在第120天时，分层状态下的菖蒲沸石床的沸石中含的氨氮还有3.24mg/g，远远高于混匀状态下的沸石中的氨氮含量。主要是因为分层填载时，沸石周围缺乏土壤，从而缺少大量可以与沸石中的氨氮进行交换的土壤阳离子，结果影响沸石再生进程。对于曝气沸石柱中的沸石，在整个再生期间内，沸石中的NH4+-N含量从13.74mg/g降至了8.47mg/g。根据指数模拟方程，如果要降至NH4+-N含量为0.45mg/g的程度，因需要851天，即接近2年半的时间，这与相关研究[7]相吻合；如果用线性模拟要降至这个水平需要292天。可见，在湿地系统中和在沸石柱中的沸石生物再生效果差异是很大的。因此在实际工程中，沸石床人工湿地中的沸石交换性能发挥的作用减弱时，出水氨氮浓度升高，达不到设计要求时，可将湿地系统停下来，进水切换到平行的湿地系统，停止运行的湿地利用湿地系统的综合功能，使得沸石上的氨氮解析下来，大约需要3个月的时间即可恢复到原来的90%左右，又可以继续接受进水，去除氨氮。2.2湿地系统中饱和沸石生物再生机理研究2.2.1湿地系统土壤阳离子交换性能土壤的阳离子交换性能是由土壤胶体表面性质所决定，由有机的交换基与无机的交换基所构成，前者主要是腐殖质酸，后者主要是粘土矿物。他们在土壤互相结合成复杂的有机无机胶质复合体，所能吸收的阳离子总量包括交换性盐基（主要是金属与非金属阳离子）和水解性酸，两者总和即为阳离子交换量。土壤阳离子交换量对于结合各种阳离子特别是去除废水中的金属离子发挥着重要的作用。在湿地中，土壤阳离子及阳离子交换性能对交换饱和的沸石再生起着重要作用。其交换过程是土壤固相阳离子与溶液中的阳离子发生交换作用，进入溶液中的土壤阳离子又与沸石表面或者内部的铵离子发生交换。一般土壤阳离子交换容量比较固定，不会因为季节等因素的不同而发生较大的变化。在不同的月份，沿系统水流方向取土壤样品，测定湿地系统土壤阳离子交换容量，见表3。表3湿地系统土壤阳离子交换容量（毫克当量/100g干土）Table3Thebasicionexchangecapacityofsoilinwetland(milliequivalent/100gdrysoil)月份取样点平均0㎝65㎝135㎝200㎝30.06910.07120.06620.067460.068570.06750.06940.06710.06580.0675110.06670.06970.07080.06930.0691可见，构建湿地的土壤阳离子交换容量在不同月份和不同空间位置上相差很小，这主要是由于土壤阳离子交换性能主要是由土壤本身性质所决定的。利用阳离子交换量大的土壤构建沸石湿地系统对氨氮饱和沸石的再生起重要作用。2.2.2湿地系统中沸石上生物膜量运行一定时间后的湿地中的沸石会长有生物膜，生物膜包裹在沸石表面上，沸石表面的生物膜可能不均匀，厚度不一，某些表面沸石直接与土壤接触。生物膜的存在，一方面阻止沸石和外界溶液中的NH4+进行交换，一方面吸附和降解湿地系统中溶液中NH4+。另外，在湿地系统处于再生阶段时，由于沸石结构中的NH4+含量很高，沸石中的NH4+会和外界土壤中的阳离子发生离子交换，从沸石释放出来的NH4+在经过生物膜时，会在生物膜中的亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用下发生硝化过程，降低NH4+浓度，从而不断地维持沸石内外的NH4+浓度差，使反应不断进行。定期测定沸石上的生物膜量见表4。表4湿地系统中沸石的生物膜量（mg·VSS/g·zeolite）Table4Biomassonzeoliteinwetland(mg·VSS/g·zeolite)月份578111湿地系统9.7111.913.810..6沸石柱系统177.5344.1226.424.33从表中数据可见，湿地系统中沸石上的生物膜量少于沸石柱系统中沸石上的生物膜量，可能是湿地中的沸石和土壤紧密接触，加之好氧状态不如沸石柱中的好，所以不像沸石柱系统中的沸石那样容易长成较多的生物量。湿地中沸石的生物膜量随着运行时间的延长稍有增加。需要说明的是，从湿地中取出的沸石是用水冲洗的方法将沸石和土壤分离的，难免会冲掉一部分生物量，所以测定的结果会比实际数值小。2.2.3沸石再生时进入沸石结构的阳离子种类及含量分别测定新鲜未使用过的沸石（virginclinoptiloite）、湿地系统中再生过的沸石和沸石柱再生过的沸石中的阳离子种类和含量，如表5。表5新鲜和生物再生后的沸石中的元素种类和含量Table5Elementspeciesandcontentinzeoliteconstructafterbio-regeneratingandinvirginzeolite沸石结构中交换的的元素种类及及含量（mg/g沸石）元素未吸附过的沸石芦苇系统中沸石沸石柱系统中沸石石元素未吸附过的沸石芦苇系统中沸石沸石柱系统中沸石石Na4.10500.0000Li0.00700.00080.0004K0.34470.04460.0646Cd0.00010.00000.0000Ca18.88000.09330.1065Mo0.01550.00000.0000Mg0.08670.00690.0108Sb0.00030.00000.0000Ba0.00530.00080.0014Bi0.00070.00210.0015Sr1.78700.02800.0381Co0.00050.00030.0004Be0.00000.00000.0000Cr0.00010.00030.0009AI0.00471.26581.6037Cu0.00060.00120.0014Fe0.01200.01220.0170Hg0.00050.00180.0002Si0.04240.08390.0822Ir0.00260.00260.0023S0.08550.08390.0822Mn0.00730.00280.0033P0.00010.02460.0246Ni0.00170.00060.0004Zn0.00140.01310.0133Os0.00180.00030.0011As0.00010.00140.0016Pb0.00170.00080.0009Au0.00090.12100.1158Pt0.00180.01290.1088B0.00000.08130.0906Rh0.00070.00010.0004Ru0.00000.00030.0000Sc0.00200.00000.0000Te0.00000.00000.0000Se0.00040.01040.0076Zr0.00000.00030.0004V0.00200.00110.0013从测得的数据来看，未使用过的斜发沸石中可以交换的元素主要是Na、K、Ca、Sr、Mg、S、Si等，沸石的离子交换的选择性和这些交换阳离子的大小以及沸石结构中的空腔的大小有关[8]。沸石中的阳离子（Si和AI）和氧一起构成四面体的格架。AI可能被Fe3+、Be和P等取代。阳离子一般是碱金属和碱土金属，但是许多的其它离子可以通过非离子交换的方式引入沸石结构中，从试验测得的阳离子种类也得以证明。对于湿地系统中的沸石，因为事先用NH4+交换饱和，所以这几种主要交换阳离子和其它的阳离子的含量均大为减少，取而代之的是NH4+。由于沸石是离子交换性质的，在湿地系统中再生完毕时，因为NH4+的释放，必然会有其它的阳离子进入到沸石的孔道和空腔中替代NH4+，占据NH4+空出的交换位。这些交换离子的来源就是湿地土壤中的阳离子，因为土壤也具有很大的阳离子交换容量，见2.2.1。试验结果可以证明，湿地中再生后的沸石中测出了一些原始沸石中没有的元素，如B、Ru、Te、Zr等，而这些元素是土壤和废水（废水与土壤接触）中含有的，另外湿地和沸石柱中的沸石中没有测出Cd、Mo、Sb、Sc几种元素，而未使用过的新鲜沸石中测出了它们的存在，但是极少。这说明土壤中虽然含有这些元素，但含量很少，又因为斜发沸石具有离子交换选择性和分子筛的效应，所以并不是能与所有的阳离子都发生交换。在新鲜沸石中存在这些元素是因为与沸石的形成时的背景元素种类有关。2.2.4沸石生物再生时系统NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度沸石生物再生过程中，系统水位下降后，再重新进水，直接测出水，和系统连续进出水测得的沸石界面NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度见表6。表6沸石生物再生过程中湿地系统中的NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度（mg/L）Table6ConcentrationofNH4+-N、NO2--NandNO3--Ninwetlandsystemwhenbio-regenerating(mg/L)系统水位下降后进水测测出水连续进出水NH4+-NNO2--NNO3--NNH4+-NNO2--NNO3--N芦苇湿地113.13.42518.5341.61.1400.785菖蒲湿地109.82.34116.3731.50.9350.234曝气沸石柱102.55.93626.7492.440.8404.735从表中知，间断进水时，再进水直接测出水的NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度都比连续进出水情况下的出水浓度高，特别是NO2--N和NO3--N浓度，这是因为连续进出水时系统好氧状况差，反硝化效果好的缘故。另外，污水在系统中停留时间较长时，NH4+-N可以被进一步硝化而在系统中消耗掉。2.2.5湿地系统中沸石生物再生机理探讨通过上述分析，交换饱和的沸石在湿地中的生物再生过程可以描述如下。由于湿地系统进不含NH4+的有机污水，沸石中的含NH4+量远高于沸石界外土壤中的含NH4+量，首先沸石表层结构上的孔道和空腔中的NH4+与土壤中的或者穿过沸石表面生物膜的土壤阳离子发生离子交换，土壤阳离子开始占据NH4+空出的交换位，NH4+在移出沸石表面时，在沸石表面生物膜中的和土壤中的亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下，发生硝化过程，使NH4+浓度降低，从而维持一定的界内外NH4+浓度差。在开始阶段，由于沸石中的NH4+含量很高，而且主要使沸石表层结构中的交换位交换，所以这个交换速度是较快的，从图1部分的沸石生物再生动力学模拟曲线得以证明。随着再生过程的延续，沸石外层结构中的NH4+因发生离子交换而被土壤阳离子替代，交换逐渐向沸石内部结构扩散，由于沸石深层的孔道和空腔较难利用，用NH4+交换时沸石深层中的NH4+就较少，所以在再生时，外界的土壤阳离子也不容易扩散进来，交换速率变得慢下来，图1中曲线也显示如此。在沸石中的NH4+含量降至0.45mg/g以下时，交换变得更加缓慢。沸石生物再生时，沸石表面内外层的物质转换和迁移见示意图2。从试验结果也可以得出，交换饱和的沸石生物再生以及交换下来的NH4+又在湿地系统中进行硝化和反硝化得以去除的过程必不可少的两个因素是：（1）沸石界外必须具有可以与沸石中NH4+选择性交换的土壤阳离子；（2）沸石界面上生物膜中或直接与沸石接触的土壤中应该有硝化细菌和反硝化细菌。对于（1），图1的试验结果证明，在整个再生期内，芦苇沸石湿地系统中沸石的NH4+-N含量从13.74mg/g降至5.14mg/g，菖蒲沸石系统的降至5.46mg/g；而曝气沸石柱中的沸石中的NH4+-N含量从13.74mg/g降至了8.47mg/g，又由于二者沸石上的生物量相近，不同的是湿地中沸石直接与土壤和污水接触，而沸石柱中的沸石直接与污水接触，所以，由于污水中不如土壤中的阳离子含量大，直接影响了沸石的再生速率和程度。对于（2），沸石生物膜和土壤中的亚硝酸和硝酸细菌以及反硝化细菌对维持沸石界内外的NH4+浓度差起重要作用，而且与沸石表面接触的亚硝酸细菌和硝酸细菌能直接与沸石表层结构孔道中的NH4+发生作用，促进交换位的空出，从而促进再生过程的速度。沸石再生过程中NH4+被释放到系统中，浓度很高，见表6。这些NH4+不能随意排到湿地系统外，应该尽可能让NH4+在系统中进行反硝化从而得以去除。关于沸石生物再生时的界面NH4+-N、NO2--N和NO3--N浓度和沸石中氨氮含量以及停留时间等的关系仍需进一步研究。图2沸石生物再生时沸石界面内外的物质转换和迁移Figure2Transitionandreactionofmatterinsideandoutsidethezeolitesurfacewhenbio-regenerating2.2.6生物再生沸石铵交换容量的恢复将用氨氮交换饱和的沸石放在人工湿地中，经过4个月的生物再生，沸石中的氨氮含量已经很少，同时土壤阳离子也进入到了沸石中占据沸石内部的交换位。为考察经过这种途径再生的沸石再次交换NH4+的能力，将湿地系统中生物再生过的沸石取出，用含NH4+溶液交换，测其铵交换容量，如图3所示。图3再生沸石的交换容量随交换液浓度的变化Figure3Relationshipbetweenexchangecapacityandconcentrationofexchangesolutionofzeoliteafterbio-regeneration经过生物再生后的沸石，分别用四种不同NH4+浓度的溶液进行交换处理，然后再测定沸石上的含NH4+量，结果表明，不同浓度的交换液处理的沸石的交换容量的恢复程度不同，随着交换液NH4+浓度的升高，沸石的交换容量恢复的程度也大。用NH4+浓度为1000.00mg/L的交换液交换的沸石的交换容量恢复到了原来的94.7%，而用NH4+浓度为35.82mg/L和61.48mg/L（生活污水的氨氮浓度范围）的交换液交换的再生沸石分别恢复到了原来的87.2%和87.6%。可见，未使用过的沸石在湿地系统中经过一定时间的运行后，逐渐达到交换饱和，利用湿地系统的综合作用使之再生后，虽然沸石中的NH4+被土壤中的阳离子所代替，而且种类繁多，但是沸石仍然具有很大的交换容量，其氨氮交换交换能力可以恢复到原来的87.0%以上。3结论(1)芦苇沸石系统和菖蒲沸石系统中的沸石生物再生过程的动力学方程模拟符合指数关系，芦苇沸石系统的为C=12.414exp(-0.0296t)，反应动力学常数K=0.0296,R=0.9904；菖蒲沸石系统的为C=13.322exp(-0.0308t)，反应动力学常数为K=0.0308,R=0.9961。对分层状态下的菖蒲沸石系统，C=12.908exp(-0.0118t)，R＝0.9921。对曝气沸石柱系统，指数和线性模拟都较好，指数模拟方程为C=13.559exp(-0.0041t)，一级反应动力学常数为K=0.0041,R=0.9915；线性模拟方程为C=-0.0445t+13.438，R=0.9833。结果显示，沸石在湿地中再生和在曝气柱中再生有很大的差异，并且，同样在湿地系统中，沸石和土壤的不同的填载方式对沸石的再生具有重要影响，主要是因为分层填载时，沸石周围缺乏土壤，从而缺少大量可以与沸石