水源区土壤包气带-人工湿地入河污染削减技术

摘要

针对南水北调中线水源区地形和经济发展特点;以及城镇污水处理厂尾水与目标水体水质之间存在较大落差,仍有大量不在集中式污水处理厂收水管网区域的生活污水未经处理直接进入河流水体,对水源区水质保障构成了严重威胁的现状。本文开展低建设投资、低运行能耗、低处理成本、高处理效率的点源及非点源入河污染拦截削减的土壤包气带-人工湿地技术研究,包括:土壤-包气带-填料型缓冲屏障、水平潜流人工湿地、表面流人工湿地技术。
　　通过实验室小试,利用土壤和细砂作为水平潜流人工湿地的填料,处理城市生活污水处理厂的尾水。结果表明:该潜流湿地对COD、NH3-N、TN和TP的有很好的去除效果,平均去除率分别是:73.4％、94.6％、70.7％和94.4％。潜流人工湿地的植物根系的泌氧和吸收,对去除低浓度的COD时的影响作用不大;对氨氮的去除有很大的促进作用;但对去除TN有一定的抑制作用;对TP的去除无大的影响。通过移植水生植物实验,筛选出对TN去除效果比较好的品种为菖蒲、马兰和石菖蒲,对TP去除效果比较好的三种植物为马兰、萱草和菖蒲。
　　通过中试示范工程处理农村生活污水中试研究表明:(1)土壤-包气带-填料型缓冲屏障对COD、氨氮、TN和TP的平均去除率分别为78.2％、77.9％、60.7％和84.4％。(2)水平潜流人工湿地在HRT为20h时,对COD、氨氮、TN和TP的平均去除率分别为66.7％、68.8％、48.1％和48.4％。在HRT为10h时,对COD、氨氮、TN和TP的平均去除率分别为63.8％、65.9％、43.6％和39.9％。(3)自由表面流人工湿地在HRT为27h时,对COD、氨氮、TN和TP的平均去除率分别为39.2％、50.1％、32.1％和42％。在HRT为13.5h时,对COD、氨氮、TN和TP的平均去除率分别为38.8％、42.3％、28.5％和36.3％。土壤-包气带-填料型缓冲屏障通过添加木屑作为有缓释碳源,以石灰石提供弱碱性环境,对反硝化作用的顺利进行和提高TN的去除有很大作用。通过平行对比实验,水平潜流人工湿地在去除TN和TP时,水力停留时间长的去除效果好;在去除COD和氨氮时,水平潜流人工湿地的水力停留时间定在10h的综合效率要优于20h。表面流人工湿地在水力停留时间长时,对氨氮和TP去除效果有较大提高,对COD和TN去除率的提高则不多。土壤-包气带-填料型缓冲屏障、潜流人工湿地和表面流人工湿地三种工艺对TN和TP的耐冲击负荷都不强。
　　开展土壤包气带-人工湿地组合工艺入河污染削减技术的研究,因地制宜地为南水北调中线水源区水质安全提供低成本、高效率的污水处理组合工艺,为保证入河污水达到南水北调中线水源区水质要求提供技术支撑,对保障水源区水质安全具有重要意义。

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1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 研究的目的和意义

1.3 研究现状

1.4 课题来源

1.5 研究内容

2 实验材料及实验方法

2.1 实验材料

2.2 分析方法及实验仪器

2.3 实验装置

3 水平潜流人工湿地处理污水厂尾水小试及植物筛选研究

3.1 实验装置与试验方法

3.2 潜流人工湿地出水结果与分析

3.3 人工湿地植物筛选实验

3.4 本章小结

4 入河生态缓冲屏障处理农家乐生活污水中试研究

4.1 中试工程概况

4.2 中试工程单元对农家乐生活污水的处理效果

4.3 本章小结

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况