表面流-潛流人工濕地系統(tǒng)處理城市雨水的實驗研究.pdf

1、我國的城市規(guī)模這些年來飛速發(fā)展，伴隨而來的是我國城市中人口不斷增加，城市商業(yè)區(qū)、住宅小區(qū)、建設(shè)工地等隨之增加，過于快速的發(fā)展，導(dǎo)致我國城市內(nèi)地面硬化率居高不下，城市透水能力差，內(nèi)部水環(huán)境持續(xù)惡化，很多地區(qū)地下水資源得不到補(bǔ)充，均有下降趨勢，水生態(tài)系統(tǒng)也因為路面的硬化率提高而遭到不斷破壞，大部分城市將雨水徑流直接排放入附近的受納水體，高污染物含量的雨水在導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化污染的同時，還造成寶貴水資源的浪費，人居環(huán)境條件也日趨下降。另外，我國

2、人均用水量仍不及世界平均水平，水資源的浪費問題也是造成這一現(xiàn)象持續(xù)的重要原因之一。所以現(xiàn)在迫切需要一種能夠?qū)τ晁畯搅鬟M(jìn)行有效處理且兼具多重功效的水處理技術(shù)來應(yīng)對城市雨水污染和浪費等諸多問題。人工濕地作為近些年來高速發(fā)展的水處理技術(shù)，其不僅能夠緩沖暴雨徑流的沖擊負(fù)荷，有效去除雨水中污染物，還可以建成景觀旅游等，兼?zhèn)浣?jīng)濟(jì)效益，且人工濕地建成后運(yùn)行簡單，維護(hù)便宜，使用壽命較長，是一種適宜在城市中應(yīng)用的水處理技術(shù)。
　　本實驗中，參照蘭州

3、地區(qū)已有的降雨雨水徑流污染物含量資料，收集蘭州交通大學(xué)內(nèi)地表徑流、屋面徑流，檢測其中污染物真實含量，在得出數(shù)據(jù)及結(jié)論的同時為模擬實驗用水的配制提供參考。通過對TP的動態(tài)吸附實驗比較了幾種不同的人工濕地基質(zhì)，得到各基質(zhì)對TP的吸附效果，并根據(jù)實驗結(jié)果，選擇吸附效果較好的兩種基質(zhì)與有機(jī)質(zhì)按一定質(zhì)量比例進(jìn)行摻和，用摻和后的復(fù)合基質(zhì)繼續(xù)進(jìn)行動態(tài)吸附試驗，選擇出一種適合人工濕地的復(fù)合基質(zhì)。在表面流-潛流人工濕地系統(tǒng)中應(yīng)用選出的復(fù)合基質(zhì)，調(diào)整不同的

4、進(jìn)水水量、水力負(fù)荷條件，驗證該種復(fù)合基質(zhì)在濕地系統(tǒng)中的實際應(yīng)用效果，并確定合適的水力工況點，為后續(xù)人工濕地的推廣提供理論依據(jù)。通過改變水力負(fù)荷，模擬暴雨徑流時間短、水量大的特點，研究了人工濕地系統(tǒng)在較大沖擊負(fù)荷情況下處理效果受到影響的大小。實驗結(jié)果表明：
　?。?）實際雨水徑流中有機(jī)物、氨氮、總氮、總磷含量較多，濁度較大。雨水徑流無論屋面雨水還是道路雨水，在開始降雨的前0~20分鐘，其中污染物含量均處于較高水平，這屬于雨水的沖刷效

5、應(yīng)，在降雨后期，污染物含量迅速下降，相比初期雨水水質(zhì)有一定改善。
　?。?）實驗中所選擇的單一基質(zhì)對磷的吸附效果較好的基質(zhì)為沸石、細(xì)陶粒、粗陶粒，不同配比的復(fù)合基質(zhì)對磷的吸附效果由大到小依次為90％細(xì)陶粒>90%粗陶粒>80%粗陶粒>85%細(xì)陶粒>80%細(xì)陶粒>85%粗陶粒。通過基質(zhì)吸附飽和后對磷的解吸特征來看，選作人工濕地基質(zhì)的90%細(xì)陶粒、90%粗陶粒不僅在吸附方面有良好的性能，而且其吸附飽和后對磷的釋放率低，證明適宜作為人工

6、濕地基質(zhì)。
　?。?）無植物條件下，人工濕地系統(tǒng)是去除污染物機(jī)理包括沉淀吸附的物理化學(xué)作用、微生物作用，這兩種作用都可以正常發(fā)揮作用，無植物時濕地對雨水徑流中污染物有較好的去除效果。濕地系統(tǒng)種植蘆葦后，濕地系統(tǒng)對各類污染物的去除率均有一定的提高，但提高程度一般，說明植物在人工濕地對污染物的去除中發(fā)揮的作用較小。
　?。?）實驗對比系統(tǒng)在無植物狀態(tài)下，種植蘆葦?shù)臓顟B(tài)下后0.083m3/m2· d、0.125m3/m2·d、0.

7、167m3/m2·d三種不同水力負(fù)荷下對表面流-潛流人工濕地系統(tǒng)對進(jìn)水模擬雨水徑流中污染物的去除效果，結(jié)果表明，人工濕地植物對污染物的去除有一定的幫助，但效果不明顯，在水力負(fù)荷為0.125m3/m2·d，水力停留時間為2d的條件下，穩(wěn)定后的人工濕地對污染物去除效果理想，系統(tǒng)出水濁度去除率為89.83%-93.39%，出水總氮去除率為70.21%-78.24%，出水氨氮去除率為89.08%-91.58%，出水CODcr去除率為84.61%

8、-88.74%，出水總磷去除率為82.84%-92.66%。處理后的水質(zhì)除了總氮以外，其他幾項可達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中地表水排放要求的IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
　?。?）本實驗設(shè)計的人工濕地系統(tǒng)在處理實際雨水徑流的實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的實際雨水處理能力， CODcr的去除效果相比于模擬實驗有所下降。系統(tǒng)對濁度的最終出水去除率可以達(dá)到94.04%、93.17%、93.65%，總氮去除率為73.80%、

9、76.01%、73.75%，氨氮去除率可以達(dá)到90.08%、88.95%、89.68%，CODcr去除率為78.33%、71.01%、72.19%，總磷去除率可以為87.76%、89.32%、91.01%。
　?。?）對氨氮的沖擊負(fù)荷實驗結(jié)果表明，濕地系統(tǒng)對氨氮的耐沖擊能力較差，其在3h、5h的對氨氮的平均去除率僅為28.81%、20.41%，5h時去除率更低。
　?。?）對總磷、CODcr沖擊負(fù)荷實驗結(jié)果表明，在沖擊負(fù)荷下