高氨氮河流旁路塘-濕地系統(tǒng)氮去除效果及其轉(zhuǎn)化過程研究.pdf

1、氮營(yíng)養(yǎng)鹽超標(biāo)嚴(yán)重影響中國河流水環(huán)境，已經(jīng)逐漸成為中國河流主要水污染問題。中國北方海河流域子牙河水系呈現(xiàn)出典型的非常規(guī)水源補(bǔ)給特征，接納沿途達(dá)標(biāo)或未達(dá)標(biāo)的生活污水與工業(yè)廢水，其氮營(yíng)養(yǎng)鹽污染尤其是氨氮污染最為嚴(yán)重。塘-濕地處理系統(tǒng)以其處理效果良好，基建投資和日常運(yùn)行費(fèi)用較低，易于管理維護(hù)等特點(diǎn)，在河流生態(tài)治理工程中應(yīng)用廣泛。
　　本研究選取海河流域典型高氨氮河流牛尾河旁路塘-濕地系統(tǒng)作為研究對(duì)象，運(yùn)用塘-濕地組合處理系統(tǒng)，探討其對(duì)非常

2、規(guī)補(bǔ)給水中氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽凈化效果，分析濕地水體氮素賦存形態(tài)、空間分布特征及其遷移轉(zhuǎn)化過程。通過監(jiān)測(cè)不同時(shí)期水質(zhì)變化情況，分析濕地系統(tǒng)氮磷去除效果及對(duì)各形態(tài)氮素影響因素，計(jì)算表層沉積物氮轉(zhuǎn)化速率和對(duì)氨氮吸附-解吸特性，針對(duì)垂直層面無機(jī)氮分布特征對(duì)無機(jī)氮擴(kuò)散通量及年污染負(fù)荷貢獻(xiàn)量進(jìn)行估算。本文得出如下結(jié)論:
　　(1)調(diào)試啟動(dòng)期對(duì)牛尾河水各項(xiàng)氮磷指標(biāo)去除效果較差，TN、NO3--N和NO2--N平均去除率分別為20.4％、80.4％和8.

3、8％，NH3-N上升51.0％;TP和SRP去除率分別為8.7％和3.2％;COD和TOC去除率分別為19.3％和4.9％。穩(wěn)定運(yùn)行期對(duì)牛尾河水各項(xiàng)氮磷指標(biāo)去除效果較好，優(yōu)于同期河流自凈效果，TN、NH3-N、NO3--N和NO2--N平均去除率分別為35.0％、41.9％、93.5％和52.9％;TP和SRP去除率分別為24.4％和30.4％;COD和TOC去除率分別為55.6％和31.7％。表層沉積物與水體不同形態(tài)氮素相關(guān)性分析說明

4、沉積物中氮的賦存形態(tài)受到水和沉積物共同影響。
　　(2)表層沉積物整體氨化速率(AR)均大于潛在硝化速率(PNR)，AR約為PNR的16倍，其中二級(jí)人工濕地4-3點(diǎn)是典型的氨氮積累點(diǎn)，AR和PNR會(huì)受到沉積物各理化指標(biāo)影響，具有明顯的空間差異性。表層沉積物對(duì)NH3-N的吸附過程分為快速吸附階段(0～60min)和吸附平衡階段(60～480min)，NH3-N吸附動(dòng)力學(xué)過程可用修正的Elovich模型較好擬合。等溫吸附過程可以通過L

5、angmuir模型進(jìn)行較好的擬合，吸附-解吸平衡濃度范圍為5.21～12.98mg·L-1，本底吸附量范圍為67.27～242.84mg·kg-1。表層沉積物解吸實(shí)驗(yàn)在解吸進(jìn)行到12小時(shí)后才逐漸達(dá)到平衡狀態(tài)，解吸平衡量范圍為32.49～57.44mg·kg-1，解吸量會(huì)受到沉積物NH3-N和C/N的影響。
　　(3)上覆水中無機(jī)氮濃度隨深度增加變化較小，但在孔隙水中波動(dòng)較大，在垂直尺度上各采樣點(diǎn)在水-沉積物界面附近達(dá)到峰值;在空間