崇明前衛(wèi)村微污染水體的生態(tài)修復(fù)與基質(zhì)研究.pdf

1、本項(xiàng)目是上海市科委“崇明島水資源保障與水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)與示范”課題的子課題，項(xiàng)目編號(hào):05dz12009。
　　 作為崇明縣乃至上海市的生態(tài)科技示范基地、“全球生態(tài)村500佳”之一的前衛(wèi)村，其綠色輻射功能已經(jīng)日趨突出，而隨著旅游人數(shù)的日益增多，前衛(wèi)村的景觀湖——中心湖正逐漸呈現(xiàn)出可承載能力下降、受污染日益嚴(yán)重的問(wèn)題，水質(zhì)日益變壞。
　　 針對(duì)這種情況，本文提出了用生態(tài)塘/人工濕地相結(jié)合的工藝對(duì)中心湖湖水進(jìn)行處理的方案。這

2、種復(fù)合工藝在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較少，作為一種新的嘗試，我們進(jìn)行了近一年的小試試驗(yàn)研究，初步掌握了有關(guān)塘/人工濕地系統(tǒng)的維護(hù)和管理措施。同時(shí)，有針對(duì)性地研究了崇明地區(qū)特定的氣候、土壤條件下，復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)對(duì)微污染湖泊水的處理效果與特性，分析了溫度、進(jìn)水濃度、水力負(fù)荷等因素對(duì)污染物去除效果的影響，為中試工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了必不可少的經(jīng)驗(yàn)。
　　 長(zhǎng)期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，水力停留時(shí)間為3天時(shí)，系統(tǒng)對(duì)微污染水體污染物的去除率較高，時(shí)間延長(zhǎng)對(duì)去

3、除效果并沒(méi)有較大的影響。綜合考慮水平流人工濕地、潛流人工濕地、生態(tài)塘/水平流人工濕地復(fù)合處理系統(tǒng)和生態(tài)塘/潛流人工濕地復(fù)合處理系統(tǒng)四種不同流態(tài)對(duì)中心湖湖水污染物的去除效果:對(duì)CODcr的去除率為10％～50％左右，對(duì)濁度的去處率在35％～90％之間，TN的濃度去除率為35％～55％，NH4+-N的濃度去除率為38％～44.2％，NO3-N的濃度去除率為25％～37％，TP的濃度去除率為56％～81％，TDP的濃度去除率為30％～44％。

4、結(jié)果表明，四種處理單元對(duì)所測(cè)試項(xiàng)目的去除效果差別不大，說(shuō)明四種處理系統(tǒng)對(duì)中心湖水的污染治理均能發(fā)揮有效的作用，為中試工程的設(shè)計(jì)提供了幫助。
　　 小試試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭袘?yīng)用的陶粒是用河道底泥自己制備的，這一舉措對(duì)減小環(huán)境污染、增加社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益具有較好的作用，并且開(kāi)辟了一條河道底泥處理、處置和資源化利用的新途徑。
　　 經(jīng)過(guò)對(duì)河道底泥的主要化學(xué)成分、粒徑分布、礦物成分以及重金屬含量分析后結(jié)果表明:河道底泥的主要化學(xué)成分同粘土類(lèi)原料

5、比較接近，這為河道底泥制備陶粒提供了有利的依據(jù);河道底泥中重金屬含量和浸出液濃度均較高，但對(duì)其Cu2+、Zn2+、pb2+、Cd2+、Cr6+、Hg+的分析結(jié)果表明底泥樣品還不屬于危險(xiǎn)廢物的范疇。
　　 在綜合考慮原料的化學(xué)組成及燒制陶粒對(duì)原料化學(xué)組成的要求的基礎(chǔ)上，確定以河道底泥、生活污泥、廣西白泥和水玻璃為原料制備底泥陶粒。通過(guò)正交試驗(yàn)確定制備底泥陶粒的最佳工藝條件和配比，即河道底泥∶生活污泥∶廣西白泥∶粘結(jié)劑=100∶20

6、∶15∶6，燒成溫度為1140℃，保溫時(shí)間為9Min。按照試驗(yàn)確定的最佳工藝條件進(jìn)行試驗(yàn)所制備的底泥陶粒其比表面積為3.67m2/g，堆積密度為710kg/m3，表觀密度1517kg/m3，孔隙率53％，耐沖刷強(qiáng)度在3MPa以上，與同類(lèi)產(chǎn)品相比具有比表面積大，堆積密度低，孔隙率高的優(yōu)點(diǎn)，是較好的生物膜載體，對(duì)有機(jī)物和氨氮有較強(qiáng)的吸附性能。
　　 通過(guò)參考小試試驗(yàn)積累的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并依據(jù)節(jié)約、高效的原則，中心湖水質(zhì)處理采用生態(tài)塘/

7、人工濕地復(fù)合處理系統(tǒng)，處理構(gòu)筑物由中心湖北側(cè)已經(jīng)廢棄的前衛(wèi)村熱帶魚(yú)養(yǎng)殖魚(yú)塘改造而成，采用水平流與潛流相結(jié)合的方式構(gòu)建，擬通過(guò)建立微污染水體的土地生態(tài)凈化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)分散型微污染水體的凈化和資源化，為應(yīng)用土地處理系統(tǒng)建設(shè)“生態(tài)崇明”起到示范作用。
　　 生態(tài)塘/人工濕地系統(tǒng)自2006年2月運(yùn)行起至2008年3月運(yùn)行2年多的時(shí)間來(lái)看，系統(tǒng)對(duì)濁度的去除為70％～94％，對(duì)CODcr的去除率為20％～47.6％，對(duì)總磷的去除率為50％～

8、90％，對(duì)總氮的平均去除率為21.2％，系統(tǒng)出水濁度在8度以?xún)?nèi)，出水CODcr為20～36mg/L，出水總磷維持在0.10mg/L以?xún)?nèi)（達(dá)到地面水Ⅱ類(lèi)水水平），總氮含量降至0.98～1.641mg/L，以上出水指標(biāo)除總氮外均接近國(guó)家地表水Ⅲ類(lèi)水質(zhì)水平。由于硝化菌等世代周期長(zhǎng)的微生物需要長(zhǎng)期培養(yǎng)，且冬季運(yùn)行，微生物受溫度限制生長(zhǎng)活性差，隨著運(yùn)行的進(jìn)一步穩(wěn)定，最佳運(yùn)行條件的摸索、運(yùn)行參數(shù)的控制，出水水質(zhì)可望進(jìn)一步提高。
　　 本文創(chuàng)

9、新點(diǎn)主要有以下五點(diǎn):
　　 1)首次將生態(tài)纖維作為“人工水草”應(yīng)用于人工濕地的前處理;
　　 2)將人工濕地與生態(tài)塘結(jié)合在一起作為一種新型的復(fù)合生態(tài)處理系統(tǒng)進(jìn)行嘗試，氧化塘系統(tǒng)作為人工濕地的前處理系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)小試及中試對(duì)中心湖水質(zhì)處理情況的跟蹤試驗(yàn)測(cè)定，探討了溫度、進(jìn)水濃度，水力負(fù)荷等因素對(duì)污染物去除率的影響;
　　 3)首次進(jìn)行河道底泥制作輕質(zhì)生態(tài)陶粒，并應(yīng)用于人工濕地進(jìn)行河道生態(tài)修復(fù)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究;

10、r>　　 利用崇明前衛(wèi)村實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)基地前中心河道受污染的底泥制備輕質(zhì)陶粒，由于底泥主要受到生活污水和漁業(yè)養(yǎng)殖廢水的影響，有機(jī)物含量較高，充分利用其本身有機(jī)物作發(fā)泡劑產(chǎn)生多孔，并將其應(yīng)用于潛流式人工濕地，配合生態(tài)纖維的使用，去除NH4+-N及CODcr，凈化水體，實(shí)現(xiàn)“以污治污”的目的。
　　 4)首次研究人工濕地用多孔陶粒對(duì)潛質(zhì)水流的影響;
　　 研究將多孔陶粒應(yīng)用于人工濕地，對(duì)傳統(tǒng)濕地水流產(chǎn)生的影響。
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