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随着近几年我国农业投资力度的不断加大,农业生产水平得到了提高,农民收入也得以稳步增长,但同时由农业生产带来的农业面源污染问题也日益突出,通过对东莞市石碣镇万丰菜场和广州市番禺东升农场调查发现,两蔬菜基地虽科学管理,合理施肥,但菜地废水水质依然较差,均为地表水劣Ⅴ类水质,而菜地废水通常通过排水沟渠直接向附近水体(河流)排放,这会对其造成严重的污染,长久下去将会进一步威胁到附近居民的饮水卫生安全,因此加大农业面源污染,特别是菜地废水的治理力度已刻不容缓。 菜地废水主要汇集于毛沟渠和干沟渠,并最终由干沟渠排出,根据这一特点,在东莞市石碣镇万丰菜场建立由生态毛沟、生态干沟、人工湿地组成的复合系统;另外,菜地废水有机氮浓度较低,反硝化碳源不足,影响人工湿地脱氮效果,根据这一特点,在广州市番禺区东升农场构建不同碳源添加量垂直流-水平潜流一体化人工湿地系统。 试验结果如下: (1)不同复合基质与植物组合三种生态毛沟净化毛沟废水,均取得了一定的净化效果。对比发现,处理1对毛沟废水去除效果较佳,处理1对COD、TP、TN、NH4+-N、NO3-N的平均去除率分别为37.12%、36.27%、37.19%、33.81%、41.29%以上,对COD、TP、TN、NH4+-N、NO3-N的平均出水浓度分别为34.25mg/L、0.96 mg/L、3.93 mg/L、2.11 mg/L、0.97 mg/L以下。 (2)不同水生植物组合两种生态干沟净化干沟废水,均取得了一定的净化效果。对比发现,干沟2对其废水污染物的去除效果较佳,干沟2对COD、TP、TN、NH4+-N、NO3-N的平均去除率分别为35.07%,36.72%、19.75%、24.05%、23.96%以上,对COD、TP、TN、NH4+-N、NO3-N的平均出水浓度分别为31.95mg/L、0.56 mg/L、3.85mg/L、1.68 mg/L、1.25 mg/L以下。 (3)水力负荷对水平潜流、垂直流-水平潜流一体化、垂直流三种人工湿地的去除效果均有一定的影响,水力负荷越大,净化效果越差,从本试验看,三种人工湿地最优水力负荷为0.1m/d。最优水力负荷0.1m/d下,三种人工湿地对废水的净化效果夏季优于冬季;同一季节下,垂直流-水平潜流一体化湿地对废水的净化效果较佳。夏季一体化湿地对COD、TP、TN、NH4+-N的平均去除率分别为67.42%、95.85%、87.41%、84.40%以上,对COD、TP、TN、NH4+-N的平均出水浓度分别为12.14mg/L、0.010mg/L、0.59mg/L、0.50mg/L以下;冬季一体化湿地对COD、TP、TN、NH4+-N的平均去除率分别为57.14%、84.78%、71.90%、37.78%以上,对COD、TP、TN、NH4+-N的平均出水浓度分别为15.92mg/L、0.026mg/L、1.17mg/L、0.5mg/L以下。废水经一体化人工湿地净化处理之后,出水水质较好,优于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水质标准。 (4)不同碳源添加量垂直流-水平潜流一体化人工湿地净化菜地废水,在水力负荷0.63m/d下,一体化湿地对COD、NH4+-N和TP的平均去除率分别达56.40%、79.09%和79.79%以上,COD、NH4+-N和TP出水平均浓度分别为9.45mg/L、0.47mg/L和0.06mg/L,均达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类水质标准。湿地对TN的平均去除率较低,仅为35.08%,通过补充甘蔗叶作为碳源,湿地对TN的平均去除率显著提高,但随着碳源投加量的增加,去除率逐渐降低,本试验碳源投加量以1.62kg/m3为宜,TN的平均去除最高,达80.85%,出水TN平均浓度从3.06mg/L降低至0.90mg/L。