多級串聯(lián)人工濕地對城市路面徑流的凈化規(guī)律研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的加快,大氣、地面污染日益嚴(yán)重,因此導(dǎo)致雨水徑流污染程度加劇。另一方面,隨著人們生活水平的逐漸提高以及全球人口的劇烈增長,人均淡水資源需求量也大大增加,淡水資源的缺乏嚴(yán)重影響到了人類的生存和發(fā)展。因此將城市雨水進(jìn)行凈化及資源化利用,對節(jié)水、減輕非點源污染等方面具有十分重要的意義。
　　本文研究兩組多級串聯(lián)人工濕地系統(tǒng)在不同水流方式(水平潛流和復(fù)合流)、水深(350,550,750mm)、水力停留時間(24h,36h,

2、48h,72h)和運(yùn)行間隔天數(shù)(ld,3d,5d,7d,lOd,15d)下對城市路面徑流的凈化效果和適宜工況;同時考察不同水深下,水平潛流和復(fù)合流兩組人工濕地對污染物COD、氮、磷和重金屬等的沿程和垂向凈化效果,以及植物對人工濕地凈化效果的影響。最后通過Design-Expert軟件,應(yīng)用響應(yīng)面統(tǒng)計分析法對兩種人工濕地處理COD、N、P和重金屬等污染物的凈化效果進(jìn)行回歸分析。
　　(1)-般工況下,水平潛流人工濕地對污染物濃度去除

3、率和負(fù)荷削減率均值分別為53.62％和57.37％,復(fù)合潛流人工濕地凈化效果比水平流高出7％左右。兩組人工濕地在三種水深下的最佳水力停留時間為48h.最佳運(yùn)行間隔天數(shù)為7~10 d,此時水平潛流人工濕地對污染物濃度去除率和負(fù)荷削減率均值分別為64.46％和68.45％,復(fù)合潛流人工濕地凈化效果比水平流高出6.2％左右。750 mm水深時水平潛流人工濕地對污染物的濃度去除率比350和550 mm水深分別高出32.21％和5.88％,負(fù)荷削

4、減率分別高出31.60％和5.92％;復(fù)合流濕地濃度去除率比前兩種水深分別高出26.14％和5.06％,負(fù)荷削減率分別高出25.8g％和5.07％。設(shè)計的兩組人工濕地系統(tǒng)凈化效果良好,復(fù)合流人工濕地凈化效果優(yōu)于水平潛流,均可用于城市面源污染控制和雨水利用。
　　(2) rN和NH3-N在350mm水深時,主要的降解作用發(fā)生在濕地床體的前12m;550mm和750mm水深時,主要的降解作用發(fā)生在床體的前6m。TP、DP和COD的主要

5、降解作用發(fā)生在濕地床體的前6m,重金屬離子濃度沿程降低的幅度較均衡。同時,同一位置在垂向上,由下到上,污染物濃度逐漸降低。
　　(3)植物和微生物的共同作用可以使水平潛流和復(fù)合流人工濕地系統(tǒng)的凈化效果分別提高23.03％和22.7％左右;蘆葦對TN的去除效果相對最好,達(dá)到27.12％;美入蕉對TP的去除能力優(yōu)于蘆葦;香蒲對COD、TP和重金屬的去除效果好于蘆葦;三種植物中,蘆葦?shù)膬艋芰ο鄬ψ钊酢?br>　　(4)Design-E

6、xpert中選用的多元二次響應(yīng)面回歸方程能夠較好地模擬人工濕地對污染物COD、N、P以及重金屬的去除效果。復(fù)合流人工濕地中影響COD去除率的主要因素為水深,水力停留時間和水深都影響著N的去除率,影響P去除率的主要因素為運(yùn)行間隔天數(shù)和水力停留時間,影響重金屬去除率的主要因素為水深。水平潛流人工濕地中影響COD去除率的主要因素為水深,水力停留時間和水深都影響著N的去除率,影響P去除率的主要因素為水深,運(yùn)行間隔天數(shù)、水力停留時間和水深都影響著

7、重金屬的去除率。
　　(5)模型優(yōu)化結(jié)果表明,復(fù)合流人工濕地的最佳運(yùn)行間隔天數(shù)為10.05d,最佳水力停留時間為51.45h,最佳水深為552.64mm,此時出水中COD、N、P以及重金屬濃度最低,分別為11.89mg/L、0.874mg/L、0.054mg/L、0.022mg/L,即達(dá)到最大的去除率;水平潛流人工濕地的最佳運(yùn)行間隔天數(shù)為9.78d,最佳水力停留時間為56.9h,最佳水深為653.67mm,此時出水中COD、N、P