人工濕地裝置凈化景觀水體的水力特性及生態(tài)效應(yīng)研究.pdf

1、人工濕地作為20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型污水生態(tài)處理技術(shù)，在處理低污染水方面具有巨大潛力和優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用，然而人工濕地處理低濃度污水的原理現(xiàn)仍未清楚。在實(shí)際設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)，其水力特性對(duì)污染物降解有關(guān)鍵的作用。折流式人工濕地便是基于改善濕地內(nèi)部水力特性的角度，對(duì)傳統(tǒng)人工濕地結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)改進(jìn)，并在城鎮(zhèn)污水處理尾水、雨水徑流和景觀水的處理中獲得了廣泛應(yīng)用和良好效果。然而，關(guān)于折流式人工濕地的水力特性方面卻少有量化研究。因此

2、，設(shè)計(jì)了一系列不同流態(tài)的人工濕地模擬裝置，并采用鹽示蹤法得到其水力特性參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)不同流態(tài)人工濕地的水力特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　由于微生物降解作用、植物同化作用和基質(zhì)吸附作用等均可以為人工濕地的水處理效果做出貢獻(xiàn)，水力特性只是濕地處理效率的重要因素之一。因此有必要研究?jī)?yōu)化了水力學(xué)條件的人工濕地在實(shí)際運(yùn)行時(shí)的效果?；谝陨峡紤]，設(shè)計(jì)了一組具有不同流態(tài)和不同填料的人工濕地系統(tǒng)，將其用于凈化景觀河水，研究在半年的時(shí)間尺度內(nèi)人工濕地

3、系統(tǒng)對(duì)常見(jiàn)污染物的凈化能力，從而進(jìn)一步確認(rèn)流態(tài)對(duì)濕地系統(tǒng)處理效果的改善作用。
　　人工濕地在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)排放溫室氣體，主要為CO2、CH4和N2O。近年來(lái)關(guān)于天然濕地溫室氣體排放的研究已有很多，但針對(duì)人工濕地的溫室氣體排放的研究卻較少。本研究考察了不同流態(tài)、不同基質(zhì)的人工濕地對(duì)景觀水體的凈化能力和溫室氣體排放通量，探討處理效率和溫室氣體排放與裝置流態(tài)及基質(zhì)種類之間的關(guān)系。
　　結(jié)果表明：
　　(1)四廊道上下折流人工濕

4、地模擬裝置的死區(qū)與其它裝置相比有明顯減少，與此同時(shí)流態(tài)由理想推流向完全混合流的轉(zhuǎn)變并不顯著，因此在6個(gè)裝置中水力特性最為理想。水平折流模式在無(wú)基質(zhì)填充狀態(tài)下，不會(huì)對(duì)人工濕地模擬裝置的水力特性產(chǎn)生影響；填充基質(zhì)后，水平折流模擬裝置的回收率極低，水力特性變差。
　　(2)上下折流礫石濕地處理效果最好，對(duì)TP、TN、NO3--N、NH4+-N的處理效率分別為42.47%、28.92%、32.72%和52.92%，高于水平折流礫石濕地對(duì)相

5、應(yīng)污染物的處理效率(41.67%、23.76%、28.20%和38.93%)。水平推流陶粒濕地對(duì)CODMn、TP和NH4+-N的處理效率為24.39%、39.14%和22.39%，高于水平推流礫石人工濕地(14.71%、37.19%和12.23%)，說(shuō)明相比礫石，以陶粒做基質(zhì)的人工濕地?fù)碛懈叩奈廴疚锾幚砟芰Α?br>　　(3)上下折流礫石濕地的CO2排放通量顯著高其他三種濕地，為409.3mg/m2?h；人工濕地的CO2排放通量與氣溫