人工濕地的堵塞規(guī)律研究及機(jī)理探討.pdf

1、人工濕地技術(shù)作為一種生態(tài)處理技術(shù)，基建和運(yùn)行費(fèi)用較低，操作管理簡(jiǎn)單，對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)能力強(qiáng)，并且還具有美學(xué)和生態(tài)價(jià)值，因此在水環(huán)境的改善中獲得了廣泛的應(yīng)用。但在工程實(shí)踐中，人們逐漸發(fā)現(xiàn)堵塞是濕地運(yùn)行中一個(gè)普遍存在的問題，極大地制約了濕地的應(yīng)用和推廣。本文以人工濕地的堵塞為對(duì)象，首先研究了雨水徑流人工濕地的堵塞過程及影響因素，然后借助對(duì)人工濕地堵塞現(xiàn)象的分類，探討了濕地堵塞的機(jī)理，最后評(píng)估分析了閑置操作對(duì)濕地堵塞恢復(fù)的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下

2、:
　　(1)為了對(duì)雨水徑流人工濕地進(jìn)行研究，本文建立了多個(gè)模型裝置，并采用了半人工配置雨水的方法。通過對(duì)模型裝置的研究，結(jié)果表明可以根據(jù)堵塞機(jī)理，將濕地劃分為兩個(gè)區(qū)域:前端的區(qū)域Ⅰ和后端的區(qū)域Ⅱ。在區(qū)域Ⅰ，濕地的堵塞物質(zhì)主要來自于懸浮物的截留作用。在該區(qū)域，微生物起緩解濕地堵塞的作用，不同的植物起到了不同的作用;而在區(qū)域Ⅱ，濕地的堵塞物質(zhì)主要來自于生物膜的生長(zhǎng)。但總體而言，前端懸浮物的截留作用是雨水徑流人工濕地堵塞的主要原因。在

3、濕地的堵塞過程中，濕地的滲透系數(shù)和累積負(fù)荷之間呈現(xiàn)了負(fù)指數(shù)的相關(guān)關(guān)系。隨著濕地逐漸堵塞，濕地內(nèi)短流區(qū)域面積、水力效率和平均水力停留時(shí)間都會(huì)略微有所增加。植物的存在通過改變濕地內(nèi)的水流路徑，進(jìn)而影響了濕地的水力停留時(shí)間以及有效體積率的變化。
　　(2)將人工濕地的堵塞現(xiàn)象進(jìn)行了分類，通過對(duì)不同堵塞現(xiàn)象的研究，進(jìn)一步探討了濕地堵塞的機(jī)理，并對(duì)比分析了微生物對(duì)濕地堵塞的影響。研究發(fā)現(xiàn)在四種堵塞現(xiàn)象（無機(jī)顆粒、有機(jī)顆粒、生物膜、有機(jī)顆粒+

4、生物膜堵塞）中，無機(jī)顆粒的堵塞是內(nèi)部堵塞的過程，堵塞嚴(yán)重的區(qū)域位于0-30 cm區(qū)域，而其余三種堵塞現(xiàn)象因?yàn)楦髯圆煌脑颍园l(fā)生的是表層堵塞。生物膜的生長(zhǎng)對(duì)濕地滲透系數(shù)的影響要遠(yuǎn)大于對(duì)濕地孔隙率的影響。對(duì)比分析的結(jié)果表明生物膜的生長(zhǎng)不僅占據(jù)了濕地的有效空間，減小了濕地的孔隙率和滲透系數(shù)，同時(shí)還會(huì)和顆粒物質(zhì)相互作用，增強(qiáng)濕地的截留作用，將顆粒物質(zhì)粘結(jié)在一起，加速濕地的堵塞。
　　(3)以不同堵塞現(xiàn)象下的濕地模型為對(duì)象，研究了在閑置

5、操作的情況下，各自的恢復(fù)規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了無機(jī)顆粒的堵塞，其他三種堵塞都會(huì)出現(xiàn)十分顯著的恢復(fù)。當(dāng)閑置時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，這三種堵塞可以基本恢復(fù)到模型裝置運(yùn)行前的狀態(tài)。其中，生物膜的堵塞恢復(fù)最快，其次是生物膜和有機(jī)顆粒共同作用的堵塞，最后是有機(jī)顆粒的堵塞。在這些裝置的堵塞恢復(fù)當(dāng)中，微生物起到了至關(guān)重要的作用，微生物越多的裝置，堵塞恢復(fù)也越快。生物膜堵塞的恢復(fù)是由于外部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏，微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸階段，逐漸衰減所引起的，其變化過程可以使用微生