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随着工农业的快速发展,我国水资源紧缺和水污染问题日趋严重。一方面大量的淡水资源被浪费,另一方面水体污染日益加剧。从世界范围来看,非点源污染已成为水环境的一大污染源或首要污染源。传统的集中式污水处理工艺不适用于非点源污染的治理,而人工湿地处理技术以其与环境的良好协调性而得到广泛地应用。
人工湿地能够利用基质—微生物—植物这个复合生态系统的物理化学和生物三重协调作用,通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长,实现污水的资源化与无害化。
本文着重研究一种改进的潜流人工湿地————波式潜流人工湿地(WavySubsurfaceConstructedWetland,简称W—SFCW)中基质配比和植物筛选对生活污水中污染物去除效果的影响,并对油页岩灰渣应用于基质的可行性进行研究。主要内容包括:
1.波式潜流人工湿地(W—SFCW)在传统表面流人工湿地的基础上加以改进,以砾石、粉煤灰、竹炭、沸石等按照不同的级配填充基质床。通过近15个月的运行,结果显示该工艺对城市污水具有良好的净化能力,对CODcr的监测显示,出水水质达到了污水综合水质Ⅱ级标准。
2.在湿地系统对污水的氮磷去除方面,微生物的硝化—反硝化作用是系统脱氮的主要方式,基质脱氮效果不明显;污水中磷的去除以基质的沉淀和过滤作用为主,随着污水依次流经各处理单元,出水中磷浓度逐级递减。通过冬季湿地对氮磷浓度的监测,结果显示,氮、磷均出现较低的去除率,这主要受低温下微生物活性降低的影响。
3.筛选耐污植物花叶芦竹、风车草、再力花、美人蕉等作为湿地景观植物。通过考察低温条件下植株的生长状态和不同季节植物地上部分氮磷含量作为湿地植物对磷去除的贡献率的参考值,筛选出最适宜湿地种植的植物为再力花,其生物量大,耐寒能力强。
4.油页岩灰渣对含磷配水的去除效果研究方面,主要考察了基质对含磷溶液静态及动态吸附特性。结果表明,油页岩灰渣对磷具有良好的吸附效果。通过静态吸附试验,发现Langmuir等温方程线性拟合效果较好,其理论最大吸附量为625mg.kg-1。
本研究所得到的试验数据和成果,对人工湿地系统运行和维护及固体废弃物应用于湿地系统有较大意义。