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人工湿地处理系统作为常规的污水生物处理技术的一种有效替代方案,已成为污水资源化、减轻环境污染、改善生态环境的一种有效途径。因此,构建低成本、低消耗的表面流或潜流人工湿地处理系统,净化河流、水库、湖泊的受污染水,这是解决河流水质不满足功能要求问题的重要途径之一,对改善非点源污染至关重要。
本文通过对汾河二库上游受污染汾河水水质在实验室内模拟配水,进行人工湿地小试试验研究,结果表明:人工湿地系统选用的芦苇及香蒲对污染河水中COD及NH<,4><+>-N有较好的净化效果,适用于汾河以及类似受污染的污染河水。小试试验中,水力负荷为8.7cm/d时,COD出水达到了《地面水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅴ类水质标准。当水力负荷提高到13.0cm/d、25.0cm/d时,出水浓度偏高,但是两种植物对COD依然有较好的去除率。小试试验中,在水力负荷分别为8.7cm/d、13.0cm/d、25.0cm/d时,人工湿地系统中出水的NH<,4><+>-N达到了《地面水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅳ类水质标准。
为进一步研究人工湿地系统对受污染汾河中COD、NH<,4><+>-N的净化去除效果,在汾河二库下游河滩上构建了人工湿地处理受污染汾河水中试工程,研究结果表明:人工湿地系统对污染河水有较好的净化效果,在汾河以及类似受污染河流的河漫滩地上建设大型人工湿地处理工程来净化污染的河水是合理可行的。
水力负荷为10cm/d时,中试工程COD、NH<,4><+>-N进水浓度范围分别为105~119mg/L和1.61mg/L~1.91mg/L时:芦苇床表面流湿地系统对二者的平均去除率为63.7%、77.2%,芦苇床潜流湿地系统对二者的平均去除率为67.6%、80.8%;蒲草床表面流湿地系统对二者的平均去除率为54.6%、69.5%,蒲草床潜流湿地系统对二者的平均去除率为62.5%、77.0%;混合种植床表面流湿地系统对二者的平均去除率为62.8%、72.2%,混合种植床潜流湿地系统对二者的平均去除率为68.2%、75.4%。芦苇床串联湿地系统对COD、NH<,4><+>-N的平均总去除效率为88.1%、96.2%;蒲草床串联湿地系统对COD、NH<,4><+>-N的平均总去除效率为82.8%、93.0%;混合种植床串联湿地系统对COD、NH<,4><+>-N的平均总去除效率为88.0%、93.2%。
中试试验中水力负荷为18cm/d、水力停留时间2d时,当NH<,4><+>-N进水浓度范围为1.54~1.89mg/L时,芦苇床表面流湿地系统的平均去除率为74.9%,芦苇床潜流湿地系统的平均去除率为70.6%;蒲草床表面流湿地系统的平均去除率为71.1%,蒲草床潜流湿地系统的平均去除率为68.9%;混合种植床表面流湿地系统的平均去除率为72.5%,混合种植床潜流湿地系统的平均去除率为70.1%。芦苇床串联湿地系统对NH<,4><+>-N的平均总去除率为92.6%。蒲草床串联湿地系统NH<,4><+>-N的平均总去除率为91.0%。混合种植床串联湿地系统对NH<,4><+>-N的平均总去除率为91.8%。
中试试验研究表明,利用人工湿地系统处理受污染汾河水中NH<,4><+>-N,出水达到了《地面水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅲ类水质标准。