基于人工湿地植物选育及水力参数优化的莲花湖生态修复技术研究

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目前,人工湿地作为一种绿色,生态,节能的环境友好型水处理技术在水环境修复中得到越来越多的研究和应用。其中水平潜流人工湿地因其污染物处理容量大,对水质及气候环境的适应性强,环境逸臭少而成为主流工艺。本论文以四川省成都市某高职院校内的莲花湖为研究背景。莲花湖周边教研,生活公共设施集中、人口密集,对湖水水体环境影响明显。莲花湖与外部水体水质交换能力弱,水域相对封闭,自我修复能力差。本论文以水平潜流人工湿地工艺为研究基础,构建莲花湖内循环修复机制,采用湖周边宜地宜生的、天然的再力花,美人蕉,黄花鸢尾种苗进行植物选培,探讨不同湿地植物和水力参数湖水的处理效果,并依据研究结果开展验证性工程研究。(1)实验室研究采用L×B×H=1.5m×0.5m×0.7m的三组等尺寸水平潜流人工湿地模型,湿地植物分别栽种再力花,美人蕉,黄花鸢尾。研究结果表明:在相同的水力条件下,黄花鸢尾人工湿地系统(SSCWs1)对CODcr、TN、TP、NH3-N、NO3--N、NO2--N的平均去除率为37.28%,47.81%,37.38%,39.68%,49.96%,53.48%,美人蕉人工湿地系统(SSCWs2)对CODcr、TN、TP、NH3-N、NO3--N、NO2--N的平均去除率为53.45%,50.03%,60.99%,37.37%,56.75%,56.6%,再力花人工湿地系统(SSCWs3)对CODcr、TN、TP、NH3-N、NO3--N、NO2--N的平均去除率为58.38%,55.83%,60.05%,49.84%,54.09%,60.31%。其中再力花对CODcr,TN的去除率明显好于美人蕉和黄花鸢尾,TP和NO3--N的去除率较美人蕉略差,但仍满足地表水环境二类水质标准。同时研究表明:水力停留时间(HRT)对各个去除率指标有正影响,在2.5h内,HRT延长,去除率增幅明显,2.5h后增幅趋缓。(2)工程应用性研究。以再力花为湿地植物,水力负荷为0.1m3/m2·d,沿莲花湖湖岸设计三大区块的水平潜流人工湿地,分别与莲花湖形成内循环系统。验证性工程研究表明:湿地对CODcr、TN、TP、NH3-N、NO3--N、NO2--N的平均去除率为59.14%,52.19%,62.76%,47.80%,53.50%,59.01%。去除率指标略有降低,但仍然能满足地表景观水水质要求。(3)对于水平潜流人工湿地的附属设施,可优先考虑景观效果强的设备。在具体工程实施中发现,杩槎具有历史与当地的特色,且造型别致,可作为人工湿地中一级过滤设备,阻拦大型漂浮物;景观水车可为水体曝气增氧,提高有机物的去除能力。
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