人工湿地降解湖水有机物和氮效果研究_蔡明

林价哪撇渤撇撇粼瓣翻翻碱曲曰第三部分河口岸边水力学人工湿地降解湖水有机物和氮效果研究蔡明`,2宗志坚`史志平`黄晓荣3(1黄河勘测规划设计有限公司博士后工作站河南郑州4503imig@td2河海大学环境科学与工程博士后流动站江苏南京210983四川大学四川成都610065)摘要为了防止人工湖泊出现水质污染和富营养化建设了人工湿地等水质保障措施采用野外试验和室内分析方法对人工湖水中有机污染物和营养物在人工湿地沿程和不同深度处的降解效果进行了研究结果表明人工湿地降解低浓度水的效果不明显;在沿着流程方向人工湿地对C()DNHN等处理效果较好对仪)DNON等处理效果较差;除仪)D外在垂直方向上人工湿地上部降解污染物的效果优于底部;亚峭酸盐氮在人工湿地中浓度很低未检出经过人工湿地处理湖水大部分指标能够达到I~n类地表水水环境标准部分能够达到m一W类的水质标准总体能够保证湖水达到m一W类水质标准的设计目标关键词有机污染物;营养物;人工湿地;沿程效果;垂向效果人工湿地是近几十年来发展较快的一种有效的污水处理技术投资少净化效果好生态环境效益显著适用范围广受到国内外广泛重视目前在我国己有不少应用实例取得了良好的环境效果扭郑州市郑东新区为保障新建CBD商业中心湖(亦称如意湖)湖水质确保水体不出现富营养化建立了一系列水环境保障措施人工湿地是该保障措施的关键本文研究了郑州市郑东新区CBD商业中心区人工湿地沿程不同深度处对湖水BODCOD氨氮硝酸盐氮亚硝酸盐氮等污染物的降解特性对人工湿地的工艺设计建设具有一定的指导意义1工程简介郑州市郑东新区CBI)商业中心湖状似椭圆形最大宽度32om最大长度约450m正常水深350m水域面积。105km水体积265万m3湖岸人工湿地工程占地20m处理水量100m/d共八个单元每个单元由一级碎石床一级生物塘二级碎石床二级生物塘构成碎石床平面尺寸34mX30m池深210m一243m底部坡度1%;生物塘平面尺寸8sm又30m池深2om工艺流程为湖水(或东周水厂原水)一泵一级生物塘~一级植物碎石床~二级生物塘~二级植物碎石床~集水管~CBD湖整个水力停留时间24小时2实验方案研究试验在第三单元人工湿地的一二级碎石床上进行每级碎石床在不同的长度和深度方向设置三排三列共9个取样点其中一级碎石床3n型取样点平均深度083m312型取样点平均深度13m313型取样点平均深度14m;二级碎石床321型取样点平均深度085m32型取样点平均深度12m323型取样点平均深度163m监测项目包括有机物(B()DC()D)营养物(氨氮硝氮亚硝氮)等本实验已经进行了两次取样时间分别为206年8月6日和2。6年9月15日497水力学与水利信息学进展20073结果分析3.1有机污染物在碎石床中的分布(l)BOD:降解规律根据仪)玖在碎石床中不同深度沿程浓度,绘制仪)玖在碎石床中的浓度分布曲线(图1和图2)。由图1和图2可以看出,仪)以在两级碎石床中沿程降解幅度都不大,与原水水质污染轻、导致降解效果不明显有关。从垂向3〕玖浓度分布看,不同深度测点处的孜拟浓度相差不大,由此可以看出,人工湿地不同深度降解有机物仪卫飞的效果基本一致。总体来看,CBD湖湖水BO玖水质介于n一m类之间,经处理后B(〕5D浓度变化不大,水质仍介于n一m类之间。31碎石床l义JD沿程分布8.632碎石床1叉)D沿程分布8.6妞的任卜0山、蕊日.QO国3[进口31113112311332进口321132123213测点测点一今-311测管一刁卜一312测管一刊卜一313测管图131碎石床以)D分布规律(8月6日)32碎石床1汉)D分布规律(8月6日)(2)COE肠n降解规律31碎石床COD沿程分布,8.660.040020.00.0图280.0钱60.0日d40·0考:。.。O。.00进口测点int欧e311131123113测点、ú谕任.`芝OQ圈331碎石床C()D分布规律(8月6日)图431碎石床C〔)I〕分布规律(9月15日)é谕日.已芝00口32碎石床COD沿程分布,8.660.050.040.030020.010.00.0…决专才!0.080.06O.040.020.00.0321132123213exité谕任.u国0口进口测点{十321~322~32)’】测点圈532碎石床COD分布规律(8月6日)图632碎石床COD分布规律(9月15日)从COD在人工湿地分布图(图3一图6)可以看出,人工湿地对COD降解效果明显,特别是一级碎石床效果更好,处理率达到3.6%~70.9%(8月6日)和32.9%一61.5%(9月15日);二级碎石床处理效果稍低,平均处理率达到36.6%(8月6日),9月15日二级碎石床的COD处理效果不稳定。随着人工湿地深度的增加,其对COD的降解