人工沉床改善水質(zhì)技術(shù)研究.pdf

1、本論文針對(duì)城市景觀河道硬質(zhì)護(hù)砌、水體透明度低、水深變化大、水生植物特別是沉水植物極難成活的問(wèn)題，研制出一種新型的“模塊化氣懸調(diào)節(jié)式人工沉床的水體凈化裝置。該裝置利用人工沉床載體營(yíng)造適宜大型水生植物生長(zhǎng)的環(huán)境條件，并在人工沉床載體上種植大型水生植物，通過(guò)水生植物群落的構(gòu)建，達(dá)到修復(fù)受損水體生境、凈化污染水體水質(zhì)、進(jìn)而修復(fù)退化的水生態(tài)系統(tǒng)的目的。
　　 人工沉床裝置可通過(guò)浮力調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)床體在水中的升降，人為調(diào)控植物在水下的深度，克服了

2、城市景觀河道水深變化大、水體透明度低等不利因素對(duì)植物生長(zhǎng)的制約，顯著提高重富營(yíng)養(yǎng)化水體植物栽植的成活率，對(duì)修復(fù)透明度低和水深較大的重污染水體具有明顯優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值。
　　 填料篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，頁(yè)巖、陶粒、礫石和麥飯石對(duì)化學(xué)需氧量的去除效果分別為42.3％、41.8%、37.8%和32.2%，對(duì)化學(xué)需氧量的去除率排序?yàn)轫?yè)巖＞陶粒＞礫石＞麥飯石；頁(yè)巖、陶粒、礫石和麥飯石對(duì)總氮的去除效果可分別達(dá)到67.7%、64.4%、47.7%和

3、55.0%，對(duì)總氮的去除率排序?yàn)轫?yè)巖＞陶粒＞礫石＞麥飯石；頁(yè)巖、陶粒、礫石和麥飯石對(duì)總磷的去除效果可分別達(dá)到83.0%、73.2%、62.2%和56.1%，對(duì)總磷的去除率排序?yàn)轫?yè)巖＞陶粒＞礫石＞麥飯石；從上述四種填料的物理性質(zhì)來(lái)看，陶粒比重較輕，略重于水的比重，而頁(yè)巖、礫石和麥飯石比重較大，因此，陶粒是一種最為理想的人工沉床填料選擇。
　　 單一植物水質(zhì)凈化能力實(shí)驗(yàn)表明，不同挺水植物對(duì)化學(xué)需氧量、總氮、總磷的去除效果存在明顯差異

4、。在停留時(shí)間為18d時(shí)，蘆葦、黃花鳶尾和水蔥三種挺水植物對(duì)化學(xué)需氧量的去除率分別為52.7%、48.8%和38.1%，對(duì)總氮的去除率分別為72.2%、60.9%和52.1%，對(duì)總磷的去除率分別為57.7%、52.1%和43.0%，去除效果排序?yàn)樘J葦＞黃花鳶尾＞水蔥。
　　 植物組合配置實(shí)驗(yàn)表明，不同植物組合方式對(duì)化學(xué)需氧量、總氮、總磷的去除效果存在明顯差異。對(duì)化學(xué)需氧量的去除效果排序?yàn)榻痿~(yú)藻+蘆葦+狐尾藻+輪藻組合＞千屈菜+蘆葦

5、+黃花鳶尾組合＞慈姑+輪藻+狐尾藻組合＞睡蓮+輪藻+狐尾藻組合，在水力停留時(shí)間為18d的情況下，上述四種組合方式對(duì)化學(xué)需氧量的去除率分別60.7%、54.5%、45.9%和45.3%；而對(duì)總氮和總磷的去除效果排序?yàn)榻痿~(yú)藻+蘆葦+狐尾藻+輪藻組合＞千屈菜+蘆葦+黃花鳶尾組合＞睡蓮+輪藻+狐尾藻組合＞慈姑+輪藻+狐尾藻組合，上述四種組合方式對(duì)總氮的去除率分別去除率達(dá)到74.6%、68.1%、44.5%和38.8%,對(duì)總磷的去除率分別去除率達(dá)

6、到66.9%、62.4%、50.7%和43.8%。因此，從污染物去除效果來(lái)看，挺水植物與沉水植物組合是一種最為理想的植物配置方式。
　　 通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用陶粒磚作為模塊化沉床的邊緣材料，頁(yè)巖為基質(zhì)，植入挺水植物蘆葦、黃花鳶尾和沉水植物狐尾藻，放置于水位0.50m處，即模塊化沉床最佳組合形式為A2B2C2D3時(shí)，對(duì)水體總磷、總氮、化學(xué)需氧量的去除率分別可達(dá)85%，79%和45%。投入QH（強(qiáng)化微生物）菌對(duì)水體總磷去除效果極

7、顯著，對(duì)水體總氮的去除效果顯著。
　　 通過(guò)在天津市外環(huán)河的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)停留時(shí)間為6d時(shí)，人工沉床對(duì)化學(xué)需氧量、總氮、總磷的去除率在植物生長(zhǎng)期內(nèi)（3～10月份）可分別達(dá)到30%～35%、35%～40%和30%～40%；冬季（11～2月份）可分別達(dá)到5～10%、5～15%左右和7～20%。
　　 水體在人工沉床實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)，化學(xué)需氧量、總氮和總磷濃度隨停留時(shí)間的變化規(guī)律符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，其復(fù)相關(guān)系數(shù)均在0.9以上。而