近自然濕地處理污染河水的工藝特性研究.pdf

1、南四湖流域內結構性污染嚴重，湖水水質惡化，濕地生態(tài)系統(tǒng)遭受了嚴重破壞。隨著南水北調東線工程調水日期的日益臨近，采取經(jīng)濟、有效的水質凈化生態(tài)工程措施削減南四湖入湖污染負荷，是實現(xiàn)南四湖調水水質保障目標的必然需求。本文以近自然濕地污染河水處理系統(tǒng)為研究對象，通過實驗室和現(xiàn)場中試試驗，從水生植物的篩選、濕地的水力特性及運行工藝特性等方面開展了系統(tǒng)研究，并利用研究成果設計建設了南四湖新薛河近自然濕地水質凈化示范工程，初步取得了以下結論：

2、 基于CODCr、TN、NH4+-N和TP等主要污染物去除效果的評價，開展了濕地水生植物的篩選研究。首先考察了植物的泌氧能力，相同蓋度下，6種濕地植物泌氧能力高低順序依次為：蘆葦>金魚藻>香蒲>水蔥>千屈菜>水芹菜；植物泌氧能力大小與光照強度存在正相關性；在靜態(tài)試驗條件下對8種植物的污染物去除效果進行了分析，在進水CODCr、TN、NH4+-N和TP濃度分別為80mg/L、8 mg/L、4 mg/L和2.5 mg/L條件下，有植物系統(tǒng)對

3、CODCr、TN、NH4+-N和TP的平均去除負荷分別為2.33g/(m2·d)、0.15g/(m2·d)、0.08g/(m2·d)和0.05g/(m2·d)，去除效果明顯好于無植物空白，不同植物的去污能力大小順序依次為金魚藻>蘆葦>浮萍>香蒲>茭白>水芹菜>水蔥>千屈菜：對植物泌氧能力與污染物去除效果之間的相關性進行了分析，植物根系的泌氧能力與CODCr、NH4+-N等需氧污染物的去除效率之間存在明顯的正相關性，而與TN、TP去除率之

4、間的相關性不大。 基于明渠均勻流和反應器停留時間分布曲線理論，開展了近自然濕地系統(tǒng)的水力特性研究。明渠均勻流模擬結果表明，濕地系統(tǒng)允許的流量和水力負荷分別達1.2m3/s和2.3m/d，說明濕地系統(tǒng)具有較高的過水能力，在常規(guī)水力負荷設計條件下是能夠順利過水的。流態(tài)分析表明，表面流濕地內存在一定的死區(qū)和短流。系統(tǒng)內的縱向擴散強度較高，這保證了水流在斷面上的混合，有助于污染物與微牛物、植物表面的接觸，提高濕地系統(tǒng)對污染物的去除效果；

5、相同進水條件下，密植蘆葦和采用穿孔管布水，使得濕地單元的死區(qū)率由15.4％降低至6.1％，有效提高濕地系統(tǒng)內過水均勻性。 基于植物篩選和濕地水力特性研究基礎上，選擇蘆葦和金魚藻作為濕地植物，通過優(yōu)化布水方式，構建了濕地中試系統(tǒng)。運行結果表明，表面流濕地的適宜水力負荷為5cm/d，該條件下其對CODcr、NH4+-N和TP的去除率分別為84.4％、46.5％和82.6％，平均去除負荷分別為3.09g/(m2·d)、0.53g/(m

6、2·d)和0.14g/(m2·d)；濕地系統(tǒng)在夏、秋和冬季時的平均CODcr去除負荷分別為3.75g/(m2·d)、3.37g/(m2·d)和3.26g/(m2·d)，CODcr去除效果隨季節(jié)變化并不顯著；而平均NH4+-N去除負荷分別為1.12g/(m2.d)、0.68g/(m2.d)和0.59g/(m2.d)，夏季效果明顯高于秋、冬兩季，而秋、冬季節(jié)變化不明顯；蘆葦+金魚藻組合濕地系統(tǒng)對污染物的去除效果好于單一蘆葦和無植物空白系統(tǒng)；

7、冬季采取保溫措施可防止?jié)竦叵到y(tǒng)冰凍現(xiàn)象，濕地系統(tǒng)對CODcr、TN和NH4+-N的平均去除率分別由保溫前的52.6％、30.4％和31.8％上升到64.2％、35.9％和46.6％，有效保證系統(tǒng)對污染物的去除效果，但對TP的去除效果變化不大。 在對近自然濕地系統(tǒng)運行的工藝特性研究基礎上，設計并建設了南四湖新薛河近自然濕地水質凈化示范工程，實現(xiàn)入湖河水污染物的有效去除和入湖河水水質的顯著改善，初步顯示出突出的環(huán)境效益、生態(tài)效益和經(jīng)