復(fù)合垂直流人工濕地示范工程研究.pdf

1、為改善西湖水質(zhì)，降低錢塘江引水中的總氮含量，必須針對(duì)錢塘江引水的特點(diǎn)并結(jié)合典型南方城市杭州的環(huán)境特征，因地制宜對(duì)錢塘江引水進(jìn)行降氮處理。錢塘江引水降氮工程示范已經(jīng)成為典型南方城市景觀湖泊水質(zhì)改善和水生植被構(gòu)建技術(shù)課題的重要組成部分。示范工程綜合運(yùn)用多塘-人工濕地等生態(tài)技術(shù)，通過技術(shù)集成，將引水總氮降低40％左右，達(dá)到Ⅳ類地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
　　本課題選取示范工程中的3組復(fù)合垂直流人工濕地作為研究對(duì)象，研究內(nèi)容主要包括相同流態(tài)，不

2、同基質(zhì)及植物搭配下濕地的長期運(yùn)行工況，對(duì)主要水質(zhì)指標(biāo)實(shí)施了監(jiān)測，指標(biāo)包括：總氮、硝酸鹽氮、氨氮、總磷、COD、pH、電導(dǎo)率、溶解氧、溫度；對(duì)主要污染物的去除率與溶解氧做了相關(guān)性分析；分析了引起濕地處理能力差異的主要因素如基質(zhì)組成、基質(zhì)酶、植物的生態(tài)學(xué)特征及影響濕地正常運(yùn)行的因素。主要有一下結(jié)論：
　　1.示范工程濕地單元的主要污染物凈化能力方面：
　　1號(hào)、2號(hào)及3號(hào)濕地具有較好的除磷能力，在時(shí)間段內(nèi)對(duì)磷的平均去除能力分別達(dá)

3、到64.0％、56.8％和52.5％。影響濕地對(duì)磷處理能力差異的主要因素是基質(zhì)和植物的類型。在下行池中以無煙煤及刮米碎石做基質(zhì)能有效提高基質(zhì)的磷吸附。美人蕉根系過長，不利于生物除磷。
　　系統(tǒng)的脫氮能力受溫度的影響明顯，三套系統(tǒng)的脫氮能力為3號(hào)>2號(hào)>1號(hào)，平均值分別達(dá)到20.1％、19.3和9.3％,1號(hào)濕地的脫氮能力顯著低于2號(hào)及3號(hào)。濕地脫氮能力的差異主要是植物及基質(zhì)的影響。無煙煤及沸石都適合作為濕地下行池的基質(zhì)。下行池不宜

4、施用根系過于發(fā)達(dá)的水生植物，具有高的地上生物量與地下生物量比的植物應(yīng)當(dāng)成為優(yōu)先選擇的對(duì)象。濕地上行池的植物對(duì)脫氮的影響不大。
　　1號(hào)、2號(hào)及3號(hào)濕地系統(tǒng)對(duì)氨氮均有較好的去除效果，分別達(dá)到63.0％、63.4％和61.6％。三套濕地系統(tǒng)均填充有沸石是其具有較好去除率的主要原因。對(duì)硝酸鹽氮的平均去除率分別達(dá)到0.84％、13.4％、13.6％。
　　三組濕地對(duì)COD的平均去除率為34.5％、37.6％和39.5％。
　　

5、通過對(duì)三套濕地平均進(jìn)出水的溶解氧差值與濕地對(duì)各污染物的平均去除率做的相關(guān)性分析表明，溶解氧差值與COD及TN、NO3--N的去除率相關(guān)度最高，分別達(dá)到0.9921、0.948、0.922，與總磷及氨氮去除率的相關(guān)性不高。說明磷及氨氮的去除并不顯著消耗濕地進(jìn)水中的溶解氧。
　　2.2號(hào)及3號(hào)濕地系統(tǒng)內(nèi)的植物花葉蘆竹、再力花、菖蒲具有不同的生長速率及形態(tài)學(xué)特征，菖蒲的成熟期較花葉蘆竹及再力花提前，進(jìn)入9月，花葉蘆竹仍能維持生長。對(duì)于植

6、物的地上生物量及地下生物量比，三種植物為花葉蘆竹>再力花>菖蒲。三種植物的根生物量主要在上層（0-30cm）中。
　　3.示范工程濕地單元的基質(zhì)酶活性與氮、磷的去除方面：
　　對(duì)于濕地上層脫氫酶、脲酶及磷酸酶的活性，存在相似的空間和時(shí)間變化規(guī)律：水平方向上，下行流池高于上行流池；垂直方向上，表層的酶活性顯著高于中層及底層；隨著溫度的降低，基質(zhì)中相應(yīng)的酶活性提高。硝酸鹽還原酶的活性在垂直方向上表現(xiàn)為隨著深度的增加，活性增強(qiáng)，隨

7、著溫度的降低，相應(yīng)的酶活性亦降低。用酶的活性可以作為評(píng)價(jià)濕地水處理能力的指標(biāo)。
　　2號(hào)及3號(hào)濕地的基質(zhì)氮磷含量亦存在一定的分布規(guī)律，表層的氮磷含量高于中層及下層，下行流池高于上行流池。刮米碎石在2套濕地下行池中的最大氮累積量達(dá)到0.472和0.479μg/g，沸石與刮米碎石作為2號(hào)及3號(hào)濕地上行池上層基質(zhì)時(shí)，氮的積累量差別不大。作為2套濕地上行池的基質(zhì)，沸石與刮米碎石的磷積累量差別較大，分別達(dá)到0.095-0.132μg/g和0