組合潛流人工濕地處理污染河水的研究.pdf

1、本論文結(jié)合國家水專項“典型北方缺水城市湖泊水質(zhì)水量保障與生境改善技術(shù)”,進行了污染河水的處理研究。針對污染河水中營養(yǎng)鹽濃度較高的特點,選擇垂直潛流濕地(VF)與水平潛流濕地(HF)串聯(lián)的組合人工濕地處理系統(tǒng)。
　　主要研究內(nèi)容包括:①不同進水水質(zhì)及運行水位對爐渣基質(zhì)VF-HF組合潛流濕地系統(tǒng)處理效果的影響,②不同基質(zhì)及不同串聯(lián)方式組合潛流人工濕地系統(tǒng)對污染河水中污染物的處理效果,③組合濕地系統(tǒng)中污染物的沿程變化和降解動力學(xué),④爐渣

2、基質(zhì)VF和HF處理單元的水力學(xué)特征。
　　本研究的主要結(jié)論如下:
　　(1)爐渣基質(zhì)VF-HF組合潛流人工濕地對COD、NH+4-N、NO-3-N和TP的處理效果均較好。當進水COD、NH+4-N、NO-3-N和TP濃度為100㎎·L-1、8㎎·L-1、16㎎·L-1、1.5㎎·L-1時,爐渣VF-HF系統(tǒng)對以上污染物質(zhì)的平均去除率分別為98％、72％、54％和85％。爐渣基質(zhì)VF-HF濕地系統(tǒng)內(nèi)水位改變時,出水有機物和磷的

3、濃度沒有明顯變化;第一級VF單元落空運行以前爐渣VF-HF系統(tǒng)濕地系統(tǒng)NH+4-N去除率為60％左右,落空后NH+4-N去除率達到了90％左右。
　　(2)對沸石基質(zhì)和爐渣基質(zhì)HF-VF組合潛流人工濕地處理效果的對比分析表明,基質(zhì)類型對COD、NH+4-N、NO-3-N和TP的處理效果影響較大。沸石基質(zhì)HF-VF系統(tǒng)的NH+4-N去除率為87％,而爐渣基質(zhì)NH+4-N去除率為61％。爐渣基質(zhì)HF-VF系統(tǒng)的COD、NO-3-N和T

4、P去除率分別為87％、80％和64％,沸石基質(zhì)HF-VF系統(tǒng)的COD、NO-3-N和TP去除率分別為82％、72％和35％。爐渣HF-VF系統(tǒng)對COD、NO-3-N和TP的處理效果好于沸石系統(tǒng)。沸石基質(zhì)及爐渣基質(zhì)HF-VF系統(tǒng)出水DO和T均為0.8㎎·L-1和18℃。基質(zhì)不同對HF-VF濕地系統(tǒng)出水的DO和水溫基本沒有影響。
　　(3)組合方式對潛流濕地系統(tǒng)的處理效果有一定影響。VF處理單元前置時,兩種基質(zhì)VF-HF組合濕地系統(tǒng)C

5、OD去除率均在95％以上;HF處理單元前置時,兩種基質(zhì)濕地系統(tǒng)COD去除率均在85％左右。沸石濕地系統(tǒng)中,當VF段前置時,VF1-HF1系統(tǒng)NH+4-N去除率為77％;而HF段前置時,HF1-VF1系統(tǒng)NH+4-N去除率為87％。爐渣濕地系統(tǒng)中,VF段前置時,VF2-HF2系統(tǒng)NH+4-N去除率為58％;而HF段前置時,HF1-VF1系統(tǒng)NH+4-N去除率為61％。使用相同基質(zhì)時水平潛流前置HF-VF系統(tǒng)的NH+4-N去除率更高。不同組

6、合方式條件下,濕地系統(tǒng)的NO-3-N去除率均在75％～80％之間。沸石基質(zhì)濕地系統(tǒng)中,當VF前置時,VF1-HF1系統(tǒng)TP去除率為20％;HF前置時,HF1-VF1系統(tǒng)TP去除率為61％。爐渣基質(zhì)濕地系統(tǒng)中,當VF前置時VF2-HF2系統(tǒng)TP去除率為76％;HF前置時,HF1-VF1系統(tǒng)TP去除率為66％。
　　(4)爐渣VF和HF處理單元的示蹤試驗結(jié)果表明,水位為75cm、60cm、45cm的VF處理單元及水位為75cm的HF處

7、理單元的實際水力停留時間分別為5.5h、27.5h、12h和87.7h;但理論水力停留時間均為55.8h。
　　(5)對組合濕地系統(tǒng)污染物降解動力學(xué)的研究結(jié)果表明,組合潛流濕地系統(tǒng)中,沸石VF1-HF1、沸石HF1-VF1及爐渣HF2-VF2系統(tǒng)COD降解符合一級動力學(xué)方程,其降解系數(shù)K分別為-0.3028、-0.4566和-0.4449。沸石HF1-VF1系統(tǒng)內(nèi)NH+4-N的降解符合一級動力學(xué)方程,其降解系數(shù)K為-0.4982。