崇明前衛(wèi)村微污染水體的生態(tài)修復與基質(zhì)研究.pdf

1、本項目是上海市科委“崇明島水資源保障與水體生態(tài)修復技術(shù)與示范”課題的子課題，項目編號:05dz12009。
　　 作為崇明縣乃至上海市的生態(tài)科技示范基地、“全球生態(tài)村500佳”之一的前衛(wèi)村，其綠色輻射功能已經(jīng)日趨突出，而隨著旅游人數(shù)的日益增多，前衛(wèi)村的景觀湖——中心湖正逐漸呈現(xiàn)出可承載能力下降、受污染日益嚴重的問題，水質(zhì)日益變壞。
　　 針對這種情況，本文提出了用生態(tài)塘/人工濕地相結(jié)合的工藝對中心湖湖水進行處理的方案。這

2、種復合工藝在國內(nèi)外應用較少，作為一種新的嘗試，我們進行了近一年的小試試驗研究，初步掌握了有關(guān)塘/人工濕地系統(tǒng)的維護和管理措施。同時，有針對性地研究了崇明地區(qū)特定的氣候、土壤條件下，復合生態(tài)系統(tǒng)對微污染湖泊水的處理效果與特性，分析了溫度、進水濃度、水力負荷等因素對污染物去除效果的影響，為中試工程的正常運轉(zhuǎn)提供了必不可少的經(jīng)驗。
　　 長期的試驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，水力停留時間為3天時，系統(tǒng)對微污染水體污染物的去除率較高，時間延長對去

3、除效果并沒有較大的影響。綜合考慮水平流人工濕地、潛流人工濕地、生態(tài)塘/水平流人工濕地復合處理系統(tǒng)和生態(tài)塘/潛流人工濕地復合處理系統(tǒng)四種不同流態(tài)對中心湖湖水污染物的去除效果:對CODcr的去除率為10％～50％左右，對濁度的去處率在35％～90％之間，TN的濃度去除率為35％～55％，NH4+-N的濃度去除率為38％～44.2％，NO3-N的濃度去除率為25％～37％，TP的濃度去除率為56％～81％，TDP的濃度去除率為30％～44％。

4、結(jié)果表明，四種處理單元對所測試項目的去除效果差別不大，說明四種處理系統(tǒng)對中心湖水的污染治理均能發(fā)揮有效的作用，為中試工程的設(shè)計提供了幫助。
　　 小試試驗模型中應用的陶粒是用河道底泥自己制備的，這一舉措對減小環(huán)境污染、增加社會經(jīng)濟效益具有較好的作用，并且開辟了一條河道底泥處理、處置和資源化利用的新途徑。
　　 經(jīng)過對河道底泥的主要化學成分、粒徑分布、礦物成分以及重金屬含量分析后結(jié)果表明:河道底泥的主要化學成分同粘土類原料

5、比較接近，這為河道底泥制備陶粒提供了有利的依據(jù);河道底泥中重金屬含量和浸出液濃度均較高，但對其Cu2+、Zn2+、pb2+、Cd2+、Cr6+、Hg+的分析結(jié)果表明底泥樣品還不屬于危險廢物的范疇。
　　 在綜合考慮原料的化學組成及燒制陶粒對原料化學組成的要求的基礎(chǔ)上，確定以河道底泥、生活污泥、廣西白泥和水玻璃為原料制備底泥陶粒。通過正交試驗確定制備底泥陶粒的最佳工藝條件和配比，即河道底泥∶生活污泥∶廣西白泥∶粘結(jié)劑=100∶20

6、∶15∶6，燒成溫度為1140℃，保溫時間為9Min。按照試驗確定的最佳工藝條件進行試驗所制備的底泥陶粒其比表面積為3.67m2/g，堆積密度為710kg/m3，表觀密度1517kg/m3，孔隙率53％，耐沖刷強度在3MPa以上，與同類產(chǎn)品相比具有比表面積大，堆積密度低，孔隙率高的優(yōu)點，是較好的生物膜載體，對有機物和氨氮有較強的吸附性能。
　　 通過參考小試試驗積累的經(jīng)驗和教訓，并依據(jù)節(jié)約、高效的原則，中心湖水質(zhì)處理采用生態(tài)塘/

7、人工濕地復合處理系統(tǒng)，處理構(gòu)筑物由中心湖北側(cè)已經(jīng)廢棄的前衛(wèi)村熱帶魚養(yǎng)殖魚塘改造而成，采用水平流與潛流相結(jié)合的方式構(gòu)建，擬通過建立微污染水體的土地生態(tài)凈化系統(tǒng)，實現(xiàn)對分散型微污染水體的凈化和資源化，為應用土地處理系統(tǒng)建設(shè)“生態(tài)崇明”起到示范作用。
　　 生態(tài)塘/人工濕地系統(tǒng)自2006年2月運行起至2008年3月運行2年多的時間來看，系統(tǒng)對濁度的去除為70％～94％，對CODcr的去除率為20％～47.6％，對總磷的去除率為50％～

8、90％，對總氮的平均去除率為21.2％，系統(tǒng)出水濁度在8度以內(nèi)，出水CODcr為20～36mg/L，出水總磷維持在0.10mg/L以內(nèi)（達到地面水Ⅱ類水水平），總氮含量降至0.98～1.641mg/L，以上出水指標除總氮外均接近國家地表水Ⅲ類水質(zhì)水平。由于硝化菌等世代周期長的微生物需要長期培養(yǎng)，且冬季運行，微生物受溫度限制生長活性差，隨著運行的進一步穩(wěn)定，最佳運行條件的摸索、運行參數(shù)的控制，出水水質(zhì)可望進一步提高。
　　 本文創(chuàng)

9、新點主要有以下五點:
　　 1)首次將生態(tài)纖維作為“人工水草”應用于人工濕地的前處理;
　　 2)將人工濕地與生態(tài)塘結(jié)合在一起作為一種新型的復合生態(tài)處理系統(tǒng)進行嘗試，氧化塘系統(tǒng)作為人工濕地的前處理系統(tǒng)，通過對該系統(tǒng)小試及中試對中心湖水質(zhì)處理情況的跟蹤試驗測定，探討了溫度、進水濃度，水力負荷等因素對污染物去除率的影響;
　　 3)首次進行河道底泥制作輕質(zhì)生態(tài)陶粒，并應用于人工濕地進行河道生態(tài)修復的循環(huán)經(jīng)濟研究;

10、r>　　 利用崇明前衛(wèi)村實驗培訓基地前中心河道受污染的底泥制備輕質(zhì)陶粒，由于底泥主要受到生活污水和漁業(yè)養(yǎng)殖廢水的影響，有機物含量較高，充分利用其本身有機物作發(fā)泡劑產(chǎn)生多孔，并將其應用于潛流式人工濕地，配合生態(tài)纖維的使用，去除NH4+-N及CODcr，凈化水體，實現(xiàn)“以污治污”的目的。
　　 4)首次研究人工濕地用多孔陶粒對潛質(zhì)水流的影響;
　　 研究將多孔陶粒應用于人工濕地，對傳統(tǒng)濕地水流產(chǎn)生的影響。
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