新薛河人工濕地運(yùn)行效果和主要影響因素研究.pdf

1、南四湖流域由于多年來(lái)圍墾圈圩等人類無(wú)序活動(dòng)的干擾以及流域污染物排放，導(dǎo)致流域內(nèi)結(jié)構(gòu)性污染嚴(yán)重，湖水水質(zhì)污染嚴(yán)重。點(diǎn)源、面源污染使南四湖的自然生態(tài)環(huán)境受到了嚴(yán)重破壞，湖濱濕地面積大大減少，湖泊的生態(tài)功能退化。隨著南水北調(diào)東線工程調(diào)水日期的日益臨近，南四湖面臨著嚴(yán)峻而緊迫的輸水工程水質(zhì)保障任務(wù)，國(guó)家對(duì)南水北調(diào)東線工程的水質(zhì)要求是：2010年輸水干線全線持續(xù)穩(wěn)定達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。經(jīng)過(guò)幾年

2、來(lái)的綜合治理，南四湖湖泊水質(zhì)已經(jīng)得到了一定的改善，但距國(guó)家調(diào)水水質(zhì)目標(biāo)要求仍有一定的距離。
　　 本課題來(lái)源于國(guó)家水體污染控制重大專項(xiàng)“南四湖退化濕地生態(tài)修復(fù)及水質(zhì)改善技術(shù)與示范課題”(編號(hào)2009ZX07210-009)。以新薛河人工濕地為研究對(duì)象，通過(guò)近一年的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)，研究新薛河人工濕地自構(gòu)建以來(lái)對(duì)河水中污染物的處理效果，以及因素的變化對(duì)處理效果的影響，并通過(guò)人工濕地模型的構(gòu)建，對(duì)濕地的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，為人工濕地的優(yōu)

3、化運(yùn)行從而使?jié)竦剡_(dá)到更好的出水水質(zhì)打下基礎(chǔ)。
　　 本文的研究成果如下：
　　 1.通過(guò)近一年的新薛河人工濕地的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)，分析了微山縣環(huán)保局歷年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和本次實(shí)驗(yàn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。分析結(jié)果表明，新薛河人工濕地對(duì)污染河水有較好的凈化效果，COD(5月份除外)和氨氮(10、11月份除外)的出水濃度基本達(dá)到了地表Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；污染物的濃度沿著工藝流程逐漸降低，由于基質(zhì)釋放磷的原因，導(dǎo)致五級(jí)濕地總磷的出水濃度高于四級(jí)濕地的出水

4、濃度；隨著溫度的升高COD的去除率波動(dòng)較大、氨氮的去除率明顯提高、總氮的去除率緩慢提高、總磷的去除率有緩慢提高的趨勢(shì)，隨著進(jìn)水濃度的增大COD的去除率增大、氨氮的去除率有增大的趨勢(shì)、總氮的去除率先平穩(wěn)后小幅度降低；人工濕地中COD和氨氮的進(jìn)水濃度逐年降低，污染物的去除率也逐年降低。DO沿工藝流程變化并不明顯，其值比較穩(wěn)定，濕地中水體的pH值是中性略偏堿性。
　　 2.人工濕地污染物的去除率受很多因素的影響，運(yùn)用回歸分析理論建立數(shù)

5、學(xué)模型模擬人工濕地的去污過(guò)程，確定污染物去除率與進(jìn)水濃度、水溫、進(jìn)水流量間以及去除率與濕地面積間的相關(guān)關(guān)系。研究結(jié)果表明，氨氮的去除率與水溫呈顯著的正相關(guān)，與進(jìn)水流量呈顯著的負(fù)相關(guān)，總氮的去除率與水溫呈顯著的正相關(guān)，COD的去除率與COD進(jìn)水濃度呈顯著的正相關(guān)，COD、氨氮、總氮的去除率分別與濕地面積的回歸關(guān)系符合二次曲線的關(guān)系，即與氣溫較低的春冬季節(jié)相比，人工濕地在夏秋季節(jié)更適合處理氨氮濃度和總氮濃度較高的污染河水，適當(dāng)?shù)臏p少濕地的進(jìn)

6、水流量是提高氨氮去除率的有效方法，減少人工濕地進(jìn)水COD濃度是降低人工濕地的出水COD濃度一種有效方法。應(yīng)用本文得到的回歸方程，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算即可對(duì)給定條件下人工濕地系統(tǒng)的凈化效果進(jìn)行預(yù)測(cè)。
　　 3.針對(duì)新薛河人工濕地的進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)建立了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，模型采用一個(gè)輸入層、一個(gè)隱含層、一個(gè)輸出層的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，隱含層包括17個(gè)節(jié)點(diǎn)，輸入層選取進(jìn)水端具有代表性的5個(gè)參數(shù)組成，輸出層由3個(gè)主要出水指標(biāo)組成。模型建立后，把經(jīng)過(guò)篩選的