人工湿地控制暴雨径流污染的研究进展_徐丽花

宕油;`袖针带ShanghaiEnvironmentalSeienees0201年第20卷第8期人工湿地控制暴雨径流污染的研究进展StudyPorgerssonAtri们eia}Wet}andsofrConto!Srtormwtaer只uno仟Poltution徐丽花周琪(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海20092)XuLihuaZhouQi(StateKeyLabofPollutionControlandResourceReuse,TongjiUniversity,Shanghai200092)摘要介绍了国外在人工湿地控制暴雨径流污染方面的研究动态,概述了其处理机理和工艺设计,并提出了该领域的研究方向.关键词:恶雨径流人工湿地水生植物,引言暴雨径流的非点源污染,已成为湖泊富营养化控制的重要内容之一。暴雨径流具有突发性、强冲击性和特有的水质,传统的水处理工艺很难满足要求。因此,迫切需要建立具有抗冲击强、可间歇运行和高效低耗的脱氮除磷技术。人工湿地是土地处理法的一种,是70年代末得到迅速发展的一种污水处理技术。目前,人工湿地已被作为二级处理设施处理城市废水和工业废水,但用于控制暴雨径流的污染研究得还不多,而该领域已逐渐被人们重视。本文对目前研究现状和发展进行简要综述。引起磷去除的主要作用尚存争议。Paul等人通过实验得出磷主要是通过植物的吸收去除,可使磷浓度降至.0lm酬L以下〔”。iRchadrson认为,磷的去除与湿地系统的填料类型有关。Ni。hols研究表明,磷主要是通过与铝、铁、钙等离子发生化学反应生成沉淀而得以去除。Goldsetin认为,湿地植物的成熟,以及填料的吸附饱和,湿地去除磷的能力会降低。如果以除磷为目标,则需要收获植物,定期从湿地废水处理系统中去除沉积物l`’。Tanner等人对磷在人工湿地的积累进行了研究,发现5年之后,磷的去除明显降低,积累磷的能力为1巧-1289/m,。磷的积累主要发生在填料上层100mm处(5’o2氮、磷的去除效率及机理湿地中氮的去除主要是通过微生物的硝化、反硝化作用,植物吸收和挥发作用,一般认为,硝化、反硝化作用是最主要的途径。Gren通过实验表明,溶解氧是限制硝化过程的主要因素,而溶解氧又与气温、植物覆盖率有关。aJme:等人采用人工湿地处理了”场暴雨径流,测试结果表明,在第1年氨氮的去除效果要好于第2年。他们认为,这是由于沉积物的积累,湿地中氧的含量降低造成的。并且发现氮的去除主要发生在降雨之后,而不是降雨期间川。rFancisco等人采用恢复湿地处理农田径流,研究表明,水生植物可积累N20一100mg/mZ·d,占进水可溶性无机氮的66%一100%。反硝化速率则很低,最大占进水可溶性无机氮的24%,植物的吸收成为除氮的主要方式〔”。人工湿地对磷的去除是通过微生物的积累、植物的吸收和填料床的物理化学等几方面的协同作用完成的。3湿地系统构筑物在农田暴雨径流湿地系统中,其构筑物一般依次是:沉淀池、草滤带、人工湿地、滞留池。收集的暴雨径流首先进人沉淀池,去除大的沉积物和其他对湿地有害的碳氢化合物,减轻对后续工艺的冲击负荷和水力影响。沉淀池水溢出,便流人扩散槽。扩散槽的作用是沿着草滤带平均分布沉淀池的出水,减少对草滤带的冲刷和侵蚀。在进入湿地前先经过草滤带,草可保护下游湿地的植物。流过草滤带之后,剩余的径流流人湿地。湿地植物进一步阻碍流动,沉淀更多的颗粒,营养物被吸附在土壤和水分的界面上,或者被微生物、植物吸收。最后,水进人滞留池。在滞留池里放养食海藻的小鱼和淡科技部“十五”攻关项目“淇池流域面源污染控制技术研究”(编号:2000一09)。第一作者徐丽花,女,1972年生,现于同济大学环境科学与工程学院攻读博士学位。一401一人工湿地控制暴雨径流污染的研究进展徐丽花水贝类,进一步从水中去除营养物。在城市暴雨径流和公路径流湿地系统中,其预处理构筑物一般为筛网和隔油池。筛网和隔油池可以捕获70%~90%的粒径大于0.lmm的颗粒,出水含油量为lmg/L。后续构筑物为人工湿地和滞留池,与农田暴雨径流湿地系统相同。4水生植物暴雨径流湿地系统为水生植物提供了一个苛刻的生活环境,只有生命力强的植物才能生长茂盛。暴雨径流湿地系统中的植物应能忍受较大范围内的水位、含盐量、温度和pH值;对污染物有较好的去除效果;有广泛用途或较高的经济价值。在暴雨径流湿地系统中,多选用芦苇、香蒲和蕉草。可试用其他材料。由于暴雨径流人工湿地间歇运行,在降雨期间停留时间短等特点,利用合适的天然或人工填料先将污染物截留,在间歇期再进行降解,可有效地控制暴雨径流中瞬时的冲击负荷,从而保证人工湿地对氮、磷有较好的去除效果。(3)对水生植物去除污染物的影响程度及其机理进一步研究,从而选择适宜的水生植物,同时考虑水生植