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随着社会发展,城市化进程的不断加快,人们对景观水质的要求越来越高。景观水体以雨水和再生水作为补给水源,通常水位较浅(1m左右),它们既不像普通河流有明显的水体流动,也不像深水湖泊有上下水层的立体交换。缺乏流动的水体,即使在氮、磷浓度较低的情况下,也会出现藻类滋生,水质恶化的现象。景观水体富营养化,直接影响水体的透光性和观赏性,大大削弱了其生态环境效益和社会效益。 本课题以东莞燕岭湿地景观水体为研究对象,在检测分析叶绿素a、总氮、总磷、CODCr、BOD5等水质指标的变化规律,评价水体富营养化状态,探寻水体富营养化原因的基础上,提出聚氨酯泡沫塑料块(PFU)作为载体,孵化滤食性生物净化景观水质的新方法。对氮磷促进藻类生长、藻类生长过程中吸收氮和磷及景观水体中氮磷浓度与滤食性生物孵化器的投放量之间的关系进行研究。 具体研究内容和结果如下: (1)现场检测结果表明,在东莞燕岭湿地污水处理厂、垂直流人工湿地和景观河流耦合的再生水景观回用系统中,污水处理厂的出水经高位配水池的反硝化脱氮和垂直流人工湿地深度处理后,总氮、总磷等指标明显改善,水体营养级别从中营养变为贫营养。然而,在再生水进入景观水体,往下游流动的过程中,叶绿素a、CODCr和BOD5的浓度逐渐升高,各营养指标又逐渐升高,营养级别由贫营养变为中营养,甚至达到富营养状态。 (2)东莞燕岭湿地景观水体富营养化的主要原因是水体中总氮的浓度偏高,藻类大量繁殖;水体缺少滤食性生物附着的载体,滤食性生物数量少;水体流动性差,不利于滤食性生物捕食藻类。 (3)模拟实验结果表明,藻类的生长与景观水体中的总氮和总磷浓度呈正相关,即使在氮磷浓度较低(TP=0.1mg/L,TN=0.5mg/L和TN=5mg/L,TP=0.01mg/L)的情况下,也会出现藻类滋生的现象;藻类生长过程中,可大幅度地降低水体中氮磷的浓度。 (4)在TN=5mg/L,TP=0.1mg/L的水质条件下,30L水中最佳投放量为15块聚氨酯泡沫塑料块,这些聚氨酯泡沫塑料块作为滤食性生物孵化器,可有效抑制藻类的数量。同时,滤食性生物孵化器对总氮、总磷、氨氮、CODCr等污染都有很好的去除效果,总氮、总磷、氨氮、CODCr的去除率分别稳定在65%、80%、67%、70%左右。 (5)滤食性生物孵化器对不同氮磷浓度的景观水质都有很好的净化作用。对于TN<8mg/L,TP<0.8mg/L的景观水体,滤食性生物孵化器对叶绿素a的去除率达到70%以上,处理后叶绿素a低于10mg/m3,满足景观水质的要求。对于TN>8mg/L,TP>0.8mg/L的水体,滤食性生物孵化器对水中叶绿素a和其他能引发水体富营养化的物质的去除率也很大,但由于水体本身的污染较严重,处理后的水质参数仍然较高,还达不到景观水质要求,在实际工程应用中可以增加滤食性生物孵化器投放量或者结合其他处理工艺一起净化景观水体。