多級跌水復(fù)合垂直流濕地控制農(nóng)村面源污染研究.pdf

1、近年來隨著農(nóng)村區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)村面源污染問題日益凸顯,特別是造成湖泊水體污染,已然威脅到水環(huán)境安全,影響了社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)村面源污染由其污染影響范圍廣、影響面積大,同時具有隨機(jī)性、分散性、隱蔽性等特點(diǎn),一般機(jī)械化、自動化的污水處理設(shè)施與工程難以對其推廣和應(yīng)用,而人工濕地作為一種生態(tài)化的污水處理技術(shù)、具有低碳、經(jīng)濟(jì)、美觀、操作簡便等特點(diǎn),非常適合應(yīng)用于農(nóng)村面源污染的處理方面。本論文依托“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“鄱陽湖生態(tài)保

2、護(hù)與資源利用研究——水污染控制及水質(zhì)保護(hù)技術(shù)研究與示范”課題,結(jié)合鄱陽湖地區(qū)農(nóng)村面源污染實(shí)際,開展人工濕地對農(nóng)村面源污染的深化處理研究。
　　 針對調(diào)查中顯現(xiàn)的污染源的高負(fù)荷化,特別是區(qū)域化肥量加大與農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水隨意排放未得到有效處理,結(jié)合課題示范工程中人工濕地的實(shí)際應(yīng)用,自行設(shè)計(jì)一種可適用于處理高負(fù)荷農(nóng)村面源污染廢水的串聯(lián)式多級跌水復(fù)合垂直流人工濕地。并從其實(shí)際處理效果、承載負(fù)荷以及處理效果強(qiáng)化措施等多方面入手開展研究。得

3、出的主要結(jié)論如下:
　　 (1)將課題兩個示范工程內(nèi)的濕地系統(tǒng)運(yùn)行效果對比后發(fā)現(xiàn),表面流人工濕地對污染負(fù)荷的抗沖擊能力較差,其水質(zhì)凈化效果會隨所承載的污染負(fù)荷的增大而減小,在高污染負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行時,脫氮除磷效果將出現(xiàn)受限現(xiàn)象。
　　 (2)針對表面流人工濕地對污染負(fù)荷的抗沖擊能力較差等問題,本研究提出采用串聯(lián)式多級跌水復(fù)合垂直流人工濕地處理農(nóng)村面源污染廢水,結(jié)果表明此裝置運(yùn)行穩(wěn)定,出水水質(zhì)較好,抗污染負(fù)荷沖擊能力強(qiáng),可滿

4、足農(nóng)村面源污染廢水處理需要。
　　 (3)在濕地裝置負(fù)荷承載試驗(yàn)中,結(jié)合示范區(qū)內(nèi)濕地進(jìn)水濃度與PRA調(diào)查得出的農(nóng)村面源污染負(fù)荷范圍設(shè)定了不同梯度的污染負(fù)荷與水力負(fù)荷,分析了兩種負(fù)荷對該濕地裝置凈化效果的影響,得出該濕地系統(tǒng)的凈化效果除NH4+-N外均隨著污染負(fù)荷的增加而增加,確定實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)的最佳承載污染負(fù)荷為COD100g／m2、NH4+-N10g／m2、NO3--N10g／m2、TP5g／m2,試驗(yàn)還表明系統(tǒng)處理效果受水力負(fù)荷

5、影響波動較大,并最終確定了系統(tǒng)在該污染負(fù)荷情況下的最佳承載水力負(fù)荷范圍為0.3～0.4m3／m2·d。
　　 (4)強(qiáng)化裝置處理效果措施采用碳源調(diào)控,試驗(yàn)中由于碳源的加入,為促進(jìn)反硝化作用提供了電子供體,提高了脫氮效果,且在COD與NO3--N的質(zhì)量比調(diào)至5時使裝置的脫氮效果最為顯著。本試驗(yàn)裝置碳源加入是通過該濕地裝置特有的通氣管,將補(bǔ)充碳源直接加入到濕地裝置底部,可減少了系統(tǒng)處理負(fù)荷節(jié)約了碳源外加成本。
　　 (5)在

6、植物生長對人工濕地處理效率影響試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),對該濕地裝置內(nèi)植物進(jìn)行收割后,會出現(xiàn)補(bǔ)償生長現(xiàn)象,各污染物的去除率均有所提高,尤其在收割后的第18到26天之間,即第三周左右去除率達(dá)到最高。同時植物在生長中各污染物的去除會隨著植物生長狀況變化而發(fā)生升降,通過植物生長高度差值法確定其變化范圍,并初步得出植物生長對COD、NH4+-N、NO3--N與TP去除的貢獻(xiàn)率分別約為:17.9％、11.2％、12.3％、6.4％。最終得出濕地植物生長狀況與人