人工湿地污水处理技术及其在济宁市的应用研究 59页

'山东师范大学硕士学位论文人工湿地污水处理技术及其在济宁市的应用研究姓名：杜璋璋申请学位级别：硕士专业：环境科学指导教师：王立本20060417 山东帅范人学坝f：学位论j[独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致i身f的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得——(注：如没有其他需要特别声明的，本栏可空)或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：扣畴略]导师签字：一参学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权』越可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：奄』X滤签字日期：200砗甲月(莎日导师签字，签字同期：200易 尔帅范人学倾}j学位论文摘要我国是一个水资源短缺、水体污染相当严重的国家。合理利用水资源、寻求环境友好型的污水处理技术，对我困经济和社会的可持续发展将起着至关重要的作用，人工湿地污水处理技术正是符合这一要求的新型技术，与常}jIl工艺相比它具有：高效率、低投资、低运转费用、低维持技术、低耗电和出水水质好、环境效益突出等特点。人工湿地由水体、基质、植被、微生物、动物矗个基本要素构成，利用基质、微生物、植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的协同作用，通过过滤、吸附、沉降、离子交换、植物吸收和微生物分解实现废水的高效净化、资源化和无害化，它是一种，}三念治理污水的方法，可分为表面流人工湿地、潜流人工湿地、垂直流人工湿地二三种类型。文章首先对人工湿地技术的发展历程和国内外的应用情况、分类、作用机理进行了系统介绍，然后通过分析济宁地区的水资源状况、水体污染情况、境内的南四湖在南水北调东线工程中的重要地位，冉结合济宁市的自然条件、经济条件、技术实力和污染特征，充分阐明了济宁『b．利片j人工湿地污水处理技术的可行性及重大意义。作者通过在济宁市污水处理J‘人工温地的实验研究，得到如下重要结论：(1)在春、夏、秋季，进水COD平均值为81．3m∥L时，表面流湿地对CODcr、NH3一N、TN、TP的平均去除率分别为3138％、45．02％、45．9％、31．2％。(2)当进水中cODcr的浓度在74～846mg，L之问变化时，其去除率随着浓度的升高旱现增大的趋势，当浓度超过84．6m∥L的时候，湿地对CODcr的去除效果迅速降低；湿地系统对NH，。N的去除率随着进水浓度的增大呈现降低的趋势；系统对TN的去除率随着进水浓度的增人而呈现明显降低的趋势；在进水浓度较低的情况下，湿地系统对TP的去除效果随着浓度的增大而增强。(3)随着水体温度的升高，湿地对各污染物的去除率呈现增大的趋势。(4)植物对NH3-N的去除起着重要作用。(5)水体中落入的芦苇¨卜片是导致湿地溶解氧含链降低的重要原冈。 山东帅旭人学硕}学位论爻在对实验结果进行分析的基础f：，指出厂人工湿地存在的不足，提出了些改进措施，所得研究成果为建设中的南pq湖新薛河人l：湿地示范Ij里提供了重要的数据参考。对f人工湿地污水处理技术，还有待于结合我国不同地区的具体情况深入川展实验研究，从而获得适合小同地区、不同环境气候条件及不同污水特性的实用数据，来促进这一技术存我国的r‘泛应蹦。关键词：人丁湿地：污水处理技术：济宁『订：可行性；净化效果；应用 lJ』来帅范人学坝}：学位论文TechniaueofCons七ructedWetIandsforWastewaterTreatmentandStudyonitsApplicationinJiningCityAbstrac七ChinaisunderincreasingpressureofwatershortageaIldwatcrpollution．RationaluseofwaterresourcesaJldsearchingforenVironment一衔肌dlytechn0109ytopmmotesustainableeconomic柚dsocialdevclopmentinourcountryhavebecomemorcimportantly．Comparedwnhconventionaltecllniques，constmctedwetlandswhichhavemanypm血nentfcatures，suchashi曲e瓶ciency，lowinVestnlentandlowoperatingcost，low—tecllllology，goodwaterqual时，env的mentalbenefits，isconsistentwimmerequirementsofnewtccllll0109y．Asacomplcteecosystem，const兀lctedwetlandismadeofwater，medium，vegetation，rnjcrobeaIlda11imal，itcanbedividedinto3types，surfacenowconstr．Ilctedwetland．sdbsllrfacenowconstmctedwetlarlda11dvenicalnowconstnlctedwetl趾d．Constmctedwetlalldrealizeef诧ctivewastewaterpurificationutilizingmulti-ecosyst锄’scooperationprocessofphysic“，chemicala11dbi0109icalmroughfiltration，adso单tion，deposition，ionexchallge，vegetationassimil撕onandmicmorganismdecomposition．Itbelongstoakindofecologicaltechn0109yofwastewatcrtreatment．Theauthorin仃oducedtheconcept，classi6cationandthedecontaminatemechanismofconsmlctedwetlandinthispaper．Throu曲theanalysisofmewatersituation，waterpollution，natumlconditions，economicconditions，tedm010百calstren毋haIldp01lutioncharacteristicsinJiningareas，sununedupthattheuse。fconstructedwetlandsinJinjngCityisfcasible．Thisp印ertal(estheconstmctedwetlandinthewastewatertreatmeminJiningcityassamplesite．Experimentalresultsindicatethat：(1)TheremovalratesoftheSFWonCODcr、NH3一N、TN、TPetc．are：31．38％、45．02％、45．9％、31．2％。1 山糸帅范人学颂I：学位论×(2)AstheCODcrconslstencyofinnowwas74～84．6mg，L，theremoValratesofcODcrhei曲tenedwiththeincreaseofc0Dcrconsistencya【1dlowercdremarkablywhentheCODcrconslstencyexceeded8461119／I．，inasimilarway，therenlovaIl’aIesofTPheightenedwithmeincreaseofTPconsistcncy．0nthecontrary，meremovalratesofNH3一NandTN10weredwitlltheincreaseoftheirconsjstencyofinnow．(3)Withtherisingofwater’stempera恤’e，theremovalofthep011utantsistrendedtoincrease．(4)P1a11tsfortheremovalNH3一NplayaIlimponantrole(5)Fallen1eavesarethemajorreasonsof10werdiss01Vedoxygencontentinthewetland．Accordmgtomeresults，thepaperindicatedtheshortcomingofwetlandsandmeasureofimproves．EXperimentalresunsfortlleconstnlctionof)(inXueRiVerconstmctedwetlandsdemorIstrationprojectsprovidediInporta工ltrefcrcnces．ThetechIliqueofcons仃uctedwctlandsneedtobewidelystudiedandusef．u1studydataaimedatdifferentarea．climateconditionsandwastewaterneedtobeobtainedsothatc肌acceleratewideuseofconstnlctedweUandinproperlyarcasinC【lina．Keywords：constmctedwetlands；technique。fwastewater仃eatment；Ji血ngcity；f色asib订ity；purificationefkct；application4 山尔帅范人学硕L学他论文1绪论1．1研究背景及意义水是人类生存和发展的乍命线，是围民经济与牛态环境的命脉，是实现可持续发展的重要物质基础。我国是水资源短缺的国家，水资源具有总量大、人均少、南北分布不均和年内、年际变化大的特点。随着工业的迅速发展和人U的急剧增长，我国的水体污染已经相当严重，据2004年《中陶环境状况公报》显示，全国七大重点流域地表水有机污染普遍，27个重点湖库中，满足II类水质的湖库2个，仪占7．5％；III类水质的湖库5个，占18．5‰Ⅳ类水质的湖库4个，占14．8％；V类水质湖库6个，占22．2％；劣V类水质湖库10个，占37．o％。济宁市位于鲁南，地处华东与华北、山东半岛与中原地区、长江流域与黄河流域的结合部，鲁苏豫皖四省交界带，中部为由微山湖、南阳湖、昭阳湖、独山湖四个串连组成的南四湖湖泊。南四湖作为南水北调东线工程的必经之地和重要调蓄水库，近年来由于大量的工业、生活及农业污水未经处理直接排入其中，造成大部分河流和部分湖区水域严重污染，水质状况不容乐观，2003年其4个断面的监测结果表明，汛期III类水占30-8％，IV类水占23．1％，V类水占15．4％，劣V类水占23．1％，上、下级湖的水质均较差。在排入南四湖的主要纳污河流中有16条位于济宁市境内，其污染物的排放量占入湖总量的80％，因此，解决好济宁市流域的污染问题是改善南叫湖水质的关键。可是济宁市的河流不仅受到城镇工业建设污染、航运污染、生活废水污染还包括大面积的农业面源污染，冈此仪依靠截污柬进行治理是不够的，还必须在强化常规处理的基础上，寻求环境友好型的污水处理技术进行河流、湖泊的直接净化处理。人工湿地污水处理技术『F是符合这一要求的新型技术，与常规]：艺相比它具有：高效率、低投资、低运转费用、低维持技术、低耗电和出水水质好、环境效益突出等优点n我国对人’I：湿地的研究起步较晚，呕待我们结合本国具体情况，深入开展研究工作，以取得适合不同地区、不同气候条件及不同污水特性的实用数据。作肯存系统分析了人工湿地污水处理技术的应用现状和作用机理的基础上，结合济宁S 山糸帅范人平坝l‘学位论业地区的自然条件、经济条件和技术实／J，充分阐明了在济宁市水污染治理中选择人一I：湿地污水处理技术的可行性，并且针对影响湿地净化效果的冈素在济宁污水处理厂的人I‘湿地进行。炙验纠究，jI亘过线的实验数据和结论，指⋯人1m地处理系统存存的不足，并提出了改进措施，为人I：温地污水处理技术在济宁市乃全北方的推广应用提供r科学依据，同时为南水北调工程的顺利实施做出了一‘定贡献。1．2研究内容(1)通过查阅文献的方式综述r人工湿地污水处理技术的发展历程及其在国内外的应用情况。(2)系统地分析了人工湿地污水处理技术的特点、组成、分类、作用机理和设计流程。(3)根据当|i{f济宁市水资源概况和水污染现状，总结了济宁市人工湿地建设的重大意义和可行性。(4)在济宁污水处理厂人：[湿地进行了以下实验研究：①温度变化对湿地净化敛果的影响。②进水浓度对湿地净化效果的影响。⑧植物生长情况对湿地净化效果的影响。④芦苇落叶与水体溶解氧消耗之问的关系。⑤湿地对各污染物的去除效果。(5)通过对研究结果的分析，指出目前湿地存在的不足并提出改进建议。(6)以南阳湖新薛河人工湿地示范工程为例，介绍了人工湿地在济宁市的应用情况。 山东师地大学颂j．学位论文2人工湿地污水处理技术综述2．1概念及技术特点人_1I湿地污水处理技术就是模拟天然湿地的结构，人为选择适合在污染环境条件下生存的生物种类来构建湿地生态系统，利用其生念功能来处理污水的一项技术【”。该系统是人为监控的，由水体、基质、生物(主要是植物及微生物)组成，当污水流经基质表面和缝隙时，通过过滤、吸附、沉淀、离了交换、植物吸收和微生物分解等作用实现对污水的高效净化p】。通常，人工湿地建立在具有一定长宽比和地面坡度的洼地上，填充土壤、沙、石等混合填料，并在填料上种植处理性能好、成活率高、抗水性强、生长期长、美观且具有经济价值的植物，如芦苇(Pllragmitesaus订alis)和风眼莲(Eic}lllomiacrassipes)等n与常规的污水处理相比，人工湿地污水处理技术具有净化效果好、去除氮磷能力强、工艺设备简单、系统配置町塑性强、工程基建和运行费用低、运转维护管理方便、能耗低、生态环境效益显著、可实现废水资源化等优点，不过它也存在着占地面积大、易受气候因素影响等缺点【5】。2．2国外的研究与应用在古代巾国和埃及，人们已经懂得用湿地来改善水质，但是对于人工湿地的最早报道是源自澳大利亚的BrianMackney在1904年发表的一篇文章【6l。1953年，德国的Dr．KaIheSeidel发现芦苇能去除大量有机和无机物，Dr．Seidel通过进一步实验发现污水中的大肠菌、肠球菌、沙门氏菌等细菌在通过种植的芦苇时消失。进入20世纪60年代，大JjIl模实验丌始应用于处理工业废水、江河水、地面径流和生活污水(Seidell978)，Dr．Seidel开发出了“Max—plallckInstimte—Process”系统，该系统由四～五级组成，每一级由若r个并联的、栽有挺水植物的池子组成，但是该系统却存在堵塞和积水问题叽7 山糸师范人学坝卜学位沦殳20世纪60午代中期，Dr．Kickunl丌发了“根区法”(RzM)，这一I：岂由种有芦苇的矩形池子组成，土壤添加r钙、铁、钒等厄索，用柬改善f壤对P的{：I[淀-rE能；水流的儿式为地下水、F潜流，污水流过芦膏眯时自机物被降解，N被硝化、反硝化，P与Ca、Fe、Al共沉于上壤L}】；水面与地而保持水平，芦苇池安装，管道进行布水和集水。陔系统存存的问题是l：壤的渗透能力小像Dr．1(icl(uth预测得那样随时间而增大，芦苇的传氧能力也比Dr．鼬ckuth预测的要弱mJ。1967年，根掘Dr．seidel的思路，荷兰丌发r被现代人称为“LelystadPmcess”的大规模处理系统，从那时起，荷兰，}：始大量建设人r渝地，人工湿地在欧洲得到推广应用。欧洲的早期]：作对美国的人工湿地技术产生了巨大影响。在上世纪60年代末，美国的国家空间技术实验室研究开发了1种。E世纪70年代，北美的大部分初期工作都是使用自然湿地处理污水，但是应用自然处理系统处理污水会导致系统的物种组成、种群结构、功能和湿地的总体价值产生显著变化，从而人们开始注重人工湿地处理系统的研究。1976年美国航空航天局出版了名为“允分利用水，#植物”的书，在其中描述了其早期构建的“采用厌氧微生物和芦苇处理污水的复含系统”。该砾石床系统在去除BOD、sS、氮、大肠菌等方面非常有效，北美的其他国家也进行了‘些丌拓性工作，建立了大量的人工湿地处理系统。据统计，美国在1988年至1993年间建起了几百个人工湿地，到1995年为【卜，欧洲已经超过500个，北美有600个二!右，美国现有大中规模的人工湿地污水处理系统1万多庸，丹麦则有800多座。这种人工混地的规模大小差别很人，最小的仪为一家一，1，排放的废水处理，甚至r固外的许多别墅都利用自己的花同绿地来建‘个同处理量仪为几百升的小型处理系统，大的nj‘以处理干人以上村镇排放的污水。北美主要足表而流型废水处理系统，而欧洲以潜流型湿地处理系统为主，德同、法国、丹麦、奥地利、比利时、卢森儇、茼兰等西欧国家都建立了大量的潜流型(芦苇床)湿地处理系统，主要用jI小城镇的污水处理。欧美一些主要国家人工湿地应用情况见表2。∥J。 山东师范人学硕{．学位论文表2—1欧美国家人工湿地应用情况2．3国内的研究与应用与国外午H比，我国对人工湿地的研究起步较晚。自1987年天津环保研究所建立了第一个人工湿地开始，我国陆续在各地开展了人工湿地小试、中试及实用规模的实验，取得了关于人工湿地工艺特征、技术要点和工程参数的研究成果。1988年在北京吕、F建设了自由水面流人工湿地。1990年，深圳门泥坑建立占地8400m2的实验基地，处理城镇综合污水。1989～1990年，天津环保科研所建立了11个实验单元来研究芦苇湿地对城市污水的处理能力，并列水力负荷、有机负荷、停留H寸间及季节等影响因素进行了探索㈣。1994年中国环境科研院刘文祥采用由漂浮植物、沉水植物、挺水植物及草滤带组成的人工湿地埘控制农开1径流污染进行丁研究。1996年lIJ东胶南市建立了同处理6万m3污水，占地l000亩的人一I：湿地系统。0 山尔JJl|j扎大学侦}学化沦史1996～1999fF深圳市耶境科学研究所参与了‘项与欧盟合作的崮际研究“热带和亚热带区域水质改善、川用。j水生态系重建的生物丁岂学对策研究”，合作石)f究单化包^‘德幽科降人了’、德Ⅲ波思应用删洲学事务所、奥地制维也纳农、IE人学、中国科学院水隹7卜物研究所、杭州大学和深圳市环境科学研究所。凌课题研究的主导思想是利用能耗低、运行费用低的人工湿地系统和生态学方法净化污水，应用于饮用水和景观用水的净化和污水处理。1997年，深圳市环境科学研究所存深圳『肓洪湖公园建成了人工湿地研究试验点，修建了小试和中试_』：程，开展了一系列的研究工作，不仅作了大量的理沧研究，同时在技术卜和系统的运行管理上积累了很多宝贵的经验。超过地面水标准GB3838—2002中的V类标准的水经系统处理后，出水呵达到III类标准。在深圳市己建成的应用下程有洪湖、观澜高尔夫球会、沙田、甘坑、万科、石岩等湿地污水处理系统，其中沙R1、洪湖、观澜高尔夫球会的人工湿地系统已稳定运行多年，洪湖人工湿地系统水质净化T程于2002年被国家环保总局评为“国家重点环境保护实用技术示范工程”。2003年，云南开始建立人工湿地来净化滇池入湖河流。2。4人工湿地的组成人工湿地通常I扣水体、基质、植物、微生物、动物等-i部分组成，见图2—1【1”。图2—1人工湿地示意图植物水体微，￡物透水罐质动物 山东帅范大学坝1．学位论文基质足人1：湿地的重要组成部分，具有为植物提供物理支持，为各种复杂离子、化合物提供反应界面，为微乍物提供附着水体，为动植物、微生物提供营养物质的作用。目前人们研究和利用较多的基质类型有土壤、砂、砾石、蛭石、沸石、石灰石、粉煤灰、矿渣等。基质粒径的人小一般控制在O～30mm之间，最常选用的粒径范围是4～16mmll2I，但在湿地的迸水配水区和出水集水区，常选用粒径在60～100mm之间的砾石作为基质，一般基质的厚度在0．5～1．0m之间。人工湿地中的植物具有吸收、吸附、寓集水体污染物、为根区的好氧微生物输送氧气、增强和维持水体的传输作用等多种功能，此外植物还具有一定的经济和生态价值，因此在选择植物种类时要充分考虑其净化能力、抗逆性、经济效益等多方面的因素。常用于人工湿地的植物种类有：芦苇(Phra肿ites)、香蒲(T)，pha)、菖蒲(CalaIIlus)、灯芯革(JLulcus)等，有些地区还尝试选用空心莱、水芹、豆瓣菜、金针菜、水葱、茭白、菱角、慈姑、莲藕、芡实、美人蕉、水仙等水生蔬菜或花卉。人工湿地中的动物和微生物通常是在自然条件下形成的，好氧微生物主要分布在植物根际，厌氧微生物主要分布在远离根系的区域，还有许多微生物是兼性的，在好氧和厌氧环境中都能生存，常见的种类有轮虫、线虫、甲壳类、软体类、水生昆虫、藻类、细菌、放线菌、真菌等，其主要作用是把有机或无机物质转化为无毒或不溶物质、改变基质的氧化还原条件来增强湿地的处理能力、参与湿地的养分循环。水体是指人工湿地处理的各种生产、生活污水，如造纸废水、印染废水、啤酒废水、制胶废水、皂素废水、糠醛废水、酸性矿井水、采油污水、畜禽场污水、垃圾填埋场渗滤液、城市生活污水以及暴雨径流和农业废水等。2．5人工湿地的分类接污水流动方式的不同，可将人工湿地污水处理系统分为j种类型：表面流人]：湿地(SwfaceF10wconsh．IlctedwetlaIlds，sFw)、潜流人工湿地(SubsurfaceFIowConstmctedwetlaJlds．SSFW)和垂直流人二1：湿地(VenicalFlowconsnuctedWet】ands，VFW)㈣。表面流人工湿地与自然湿地最为接近，废水在坡度为2～5％o的基质表面漫 山东帅范人学坝lj学位论立流，水深约为0．1～0．6m，水血与窄气之问u丁发啦快速的气体交换，绝大部分有机物的去除是由植物水卜I茎、杆I：形成的生物膜束完成，氧主要来自水体的表而书’散、fA物根系的传输和植物的光台作川，址H2—2。这种类趔的人上濉地具f】?毒嚣毒÷图2—2表面流人工湿地示意图投资少、操作简单、运行费用低等优点，但占地面积较大、水力负荷率较小、不能充分利用填料及植物根系的去污作用，存在夏季孳生蚊蝇、冬季表面结冰的现象，净化能力相对较弱。水平潜流人工湿地，是由沟槽或温地床组成，挺水植物生长在床内的基质中。污水水平流经基质内部，床底设有防渗层，防止污水下渗，见图2。3。与自由表豫i强j泰霹鐾图2—3水平潜流人工湿地示意图面流人亡湿地相比，水平潜流人工湿地的水力负荷和污染负荷较人，对BOD、cOD、Ss、重金属等污染指标的去除效果较好，少有恶臭和孳生蚊蝇的现象。这种人工湿地的缺点是控制相对复杂，脱P、除N的效果不如币直流人工湿地。12 山东师范大学蜘}：学位论文垂直流人工湿地的污水从湿地表面纵向流向填料床的底部，床体处于不饱和状态，氧气可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统，见图2．4。垂直流人濠％图2—4垂直流人工湿地示意图工湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水，其缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流人工湿地系统，淹水时间较长，容易出现堵塞现象，控制相对复杂。2．6人工湿地的净化机理人工湿地的净化过程包括物理过程、化学过程和生物过程三种类型，其净化功能主要由湿地生态系统的以下特点所决定【14】：(1)湿地属于水陆过渡带生态系统，含有充足的水分，对污染物具有突出的溶解、稀释、分解和扩散等功能，自净作用显著。(2)湿地基质较为疏松，渗透性强，可以起到拦截、吸附和固定各种有机污染物和固体污染物的作用。湿地基质巾好氧区域和厌氧区域其存，有利丁I多种化学物质的分解和转化。(3)湿地中的水，￡植被可以减缓水流速度和风速，有利于SS的去除；同时能够遮盖阳光，避免藻类大量增殖；其发达的根系组织在大量吸收污染物的同时还可以输送光合作用产生的氧7i，从而为微生物营造适宜的栖息环境。(4)湿地生态系统中数量和种类众多的微生物可以实现有机物质的分解和无机物质的转化。湿地系统中污染物的去除机理见表2．2㈣。13 山东师范人学坝I‘学位论殳表2—2湿地主要污染物去除机理机理物删沉降物蝉过滤物理吸附化学沉降化学吸附化学分解细曲代谢植物代谢植物吸收浙降SSPS2．6．1污水中ss的去除PP为}耍作用ss为第一作川PI为次要作用S污水中可沉降的SS主要依靠湿地系统的物理沉降作用去除，由于湿地中水流速度较慢、水层厚度较浅，再加上植株的阻挡作用，sS在进水口的几米内便能有效地去除。试验表明：在表面流系统中，约90％的SS在进水10m内得到去除旧，胶体状的SS则丰要依靠七壤渗滤和微生物的作用去除‘161。2．6．2污水中有机物的去除污水中的不溶性有机物最初通过沉淀、过滤等方式被基质截留，进而被微小生物利用：可溶性有机物则可通过生物膜的吸附及微生物的代谢过程去除。研究表明：在进水浓度不是太高的情况下，人。E湿地对BOD；的去除率可达85％～95％，对CODcr的去除率可大于80％，最终污水中大部分的有机物质可被异养微生物同化为自身结构成分或通过有氯呼吸分解为C02与H20。微乍物对有机物的降解过程，见图2．5。●●●●●●●●●●●●：糖类、脂类、：蛋rJ质等有机物●●●●●●●●●●●●⋯⋯’⋯⋯’、微生物的结构成分：●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●水、_二年c化碳：●●-●●●●●●●●●●图2—5微生物对有机物的降鹪一婀物．降儿一●删删T酉仑挂●D一啪T脞体醛一ooSPSPSP 山东帅范人学硕1．学伸论文2．6．3污水中氮的去除污水中的氮主要以有机氮和氨氮的形式存在，叮通过基质、植物和微生物的共同作用去除。(1)基质的作用通常，污水中的有机氮随着水中的颗粒物质一起被上壤滤出或固定。其中含氮丰富的蛋白质既可以与土壤腐殖质结合，又町以被无机胶体所吸附、固定。有机氮的另一种转化形式是山土壤中的氨化细菌通过氨化作用变为氨氮，土壤中的氨化作用既受土壤温度、湿度和酸度等外部条件影响，又受到该有机物的C，N比、分子结构和集结状态等内部因素的影响。氨态氮存在分子态(NH3)和离子态(NH4+)两种形式，两者在一定条件F可以相互转化，如果土壤中没有足够的吸附物质，NH3可从土壤中挥发出去，这是土壤脱氮的主要途径‘17】。NH4+既可通过吸收作用进入植物体内，也可以通过粘土矿物的吸附固定被去除，由于NH4+离予直径仅为2．86A，与粘土矿物底面巾的si一04四面体组成的晶格直径2．80A相近，因此，当NH4+被粘土矿物上的电荷所吸附时，就可进入品格并且随着晶层间距的收缩被封闭在晶层间㈣。(2)植物的作用污水中无机氮是植物生长过程中不一叮缺少的物质，可被植物摄取并转化为蛋白质等有机氮，进而通过植物的收割去除。此外，植物的根区为有机物的微生物降解提供了必要的场所和好氧、厌氧条件，人工湿地中的氧来源于植物的释放、进水及气、水交界处的氧7i扩散，由湿地植物经光合作用产生的氧2i，通过组织和根毛输送到根区，在根毛周围形成了一个好氧区域，有利于附近的微生物实现好氧的硝化作用，离根毛较远的区域则呈现缺氧或厌氧状态，厌氧微生物可在这一区域进行反硝化作用，从而实现氮的有效脱除‘”】。(3)微生物的作用人工湿地的脱氮主要是靠微生物的硝化、反硝化来实现的‘201。反应第一步为有机氮被氨化细菌转化为氨氢，即氨化作用；第一二步为氨氮被氧化成硝酸，即硝化作用；第二步为硝酸被还原成N20或N2，即反硝化作用。硝化作用是好氧过程，主要山亚硝化细菌和硝化细菌来完成：反硝化过程则在缺 山尔帅池^学钡{．学位论业氧条件F山反硝化细菌来完成川，各反心式如下：氨化反应：RcHNH2cooH+o2—型盟斗RcooH+c02+NH3哑矸j化反应：NⅡ：十三o2——些盟屿No2+H，o+2H+Z硝化反应：Noj+三o：—堕!塑斗No；工反硝化反应：异化反硝化：N0i斗No；斗N20斗N2同化反硝化：Noi斗No；斗ⅣH，oH寸有机物2．6．4污水中磷的去除对水体的藻类和其他生物来说，磷是对其影响最大的营养元素，污水中的磷主要是通过基质转化、植物同化作用和微生物的过量摄磷作用去除。(1)基质的作用通常，污水中的磷以jF磷酸盐、多磷酸盐、磷酸脂等形态存在，磷的去除主要发生在基质的非生物体当中。在中性和碱性基质中则存在着大量的钙镁化合物，这些化合物可与磷酸盐产生溶解度非常小的化台物，因此磷酸根离子在基质中极易产生化学沉淀而被崮定，反应的可逆性很小，被同定后的磷很难再释放，这种方式是基质除磷的重要途径之一【2“。基质中的次生粘土矿物对磷的吸附和固定是基质除磷的又一个重要机制，其吸附能力包括二个方面：一‘是阴离子代换作用，即磷酸根离子与粘粒矿物E的其它阴离子，如：OH”、si03’、F1、As042‘等相互交换；_是同品代换，磷酸根离了与矿物品格内部的OH一基代换，甚至代替整个si．04四面体，从而进入晶格内部而被同定；i是粘粒矿物表面的阳离子，如Ca2+、M92+、Fe”，A1”等通过电性而产fl三对磷酸根离子的吸附，甚至磷酸根离子与某些阳离子(如A1”)之间形成络合物而被吲定1231。(2)植物的作用污水中的有机磷和溶解性较差的无机磷酸盟可以经过磷细菌的代谢活动被转化为磷酸盐。湿地植物在生长季节，可以将溶解在水中的磷酸盐吸收利用转化为磷脂、ATP、磷酸核酮糖等有机物质，然后通过收割植物将磷去除。有的研究还表明湿地底层中累积、腐败的植物残体仍具有吸附结合和促进含磷化合物共沉淀的作用，【叮以给人工湿地系统带来新的磷吸附能力f2⋯。 山东师范人学硕i，学位论文(3)微q三物的作用研究表明，虽然磷的去除与湿地微生物的数量之问不存在显著相天性125。26J，但微生物在基质磷循环过程中还是发挥了重要作用，总的来说，主要是对有机磷化合物进行分解，产生无机磷化合物，从而通过植物和部分微生物的吸收利用以及湿地基质的吸附达到有效去除磷的效果‘2训。除了以E提及的Ss、有机物、氮、磷等污染物之外，Pb、Cd、Hg、As、Ca、Cr、Nj、Cu、Fe、Mn、zn等重金属也可借助于水生植物的吸收、富集能力加以去除，可不问的植物对重金属的吸收能力不同，通常为沉水植物>飘浮植物>挺水植物，不同郎位的作用也不同，1般是根>茎>叶，各器官的累积系数随污水浓度的【二升而F降。研究认为植物对有毒、有害物质的吸收以被动吸收为主，增加植物和废水的接触时间可增强植物对其的去除率‘2卧30】。2．7人工湿地的设计2．7．1设计流程人工湿地污水处理系统的设计流程见图2—6【3”。图2．6人工湿地污水处理系统的设计流程 看、帅范大学硕I．学位伦辽2．7．2设计关键和人上濉地污水处理系统巾，湿地的水流力代、有效血积、污水的停留时『口是设计的关键。(1)水流方式人『：湿地叶-的水流方式有多种形，℃，常见的自以卜四种：推流式、旧流式、阶梯进水式和综合式，见图2—7[32】。E卜a：推流式c：阶梯进水式b：回流式————++．』7+一●——一d：综合式图2—7人工湿地的水流方式(2)有效面积的计算通常人二I：湿地的面积根掘进出水中BOD；的浓度束确定，三种湿地类型的表面积计算公式如F【331：①表面流人工湿地表面流湿地在结构和处理效果等方面差别很大，对于这类系统的设计，K；，dlcc和Knight建议采用以下方程计算其表面积：小(半]×lⅡ(蓦]式中：Ah一湿地表而积ha； 山东师范』=学硕}：学位论文Q一污水f_1流量m相：C。～进水BOD5值mg／L：C。～出水BOD5值mg，L；C’一背景BOD5值m∥L；K一一级反应常数n1／y。初步设计时，k值可取34m／y背景BoD5值可由以r方程计算得到：C’=3．5+O．05C二为了计算方便，在确定了水力负荷的基础上，通常也可以采用以F公式计算湿地面积：As：旦×100式中：As一湿地表面积m2；Q一流量m3；旺一水力负荷c州d。②水平流人工湿地平行流湿地的设计较为成熟，一般采用Kickum方程：A。：处璺二蚓式中：Ah一湿地表面积ha；Q一污水同流量m3／d；Ci一进水BOD5值mg／L：C。一出水BOD5值mg，L；K一常数m／d。K值随温度变化，可采用以下方程进行校JF：K=K20(1．1)‘T_2。)式中：T一温度℃：k20～20℃下的k值I刀／d。③垂苴流人工湿地小矗‰ 东帅扎人学坝}“竽似论文式巾：Ah～湿地而积m2：cj～进水BOD5值m叽；(1。、～H{水BOD5值mg几；vf～分批进料中每。次的进水量m3c0一两次进水的nU隔时间h；h一湿地深度m：k1～吸附参数；k2～反应参数。初步设计时，k1和k2值可分别取O．0198和O．272。(3)水力停留时间的计算水力停留时问是人工湿地污水处理系统重要的设计参数之，可定义为湿地呵用容积与平均水量的比值。即：t：旦Q。，式中：t～水力停留时间d；v～湿地容积m3；￡一湿地孔隙率(无量纲)；Q。，一平均流量m3／d。表面流湿地密集植被区域设计采用的孔隙度为O．65～O．75，由f水、F流和垂卣流湿地的孔隙变化大，其孔隙损失随时间变化而变化，水力停留时间很难准确确定，‘般凭借文献资料和经验获得。 山东帅范大学坝f：学位论史3济宁市水环境概况与水污染现状3．1水环境概况济宁市地处淮河流域，南四湖水系的卜．游。南四湖足由微山、南阳、日刀阳、独【l』4个串连的湖泊组成，南北长120km以上，宽5～25km，湖面面积约1206km2，承接山东、河南、江苏、安徽4省32县、巾．的来水，足南水北调工程的重要调蓄水库。济宁市境内河流众多，直接注入南州湖的河道53条，其中流域面积1000km2以上的河道9条，100～loookm2的河道15条，100km2以下的河道29条㈣。南阴湖分为上级湖和下级湖，}：级湖防洪水位35．5m，相应蓄水17．09亿m3，下级湖防洪水位35．0m，相应蓄水24．12亿m3，合计蓄水41-21亿m3。上级湖兴利水位34．2m，相应蓄水9．24亿m3，下级湖兴利水位32．5m，相应蓄水7．78亿m3，合计17．02亿m3。上级湖死水位33．Om，相应蓄水2．68亿m3，下级湖死水位31．5m，相应蓄水3．06亿m3，合计5．74亿m3。济宁市主要水系概况见表3一l。表3—1济宁市主要水系概况』盟盟逾垒叠蛭丝堑堕堕堡泉河新赵f二河梁济运{Ⅱ『湖两济中洙水河(老赵：I二河)水系洙赵新河【x=新万福河老万福}『iI眄支河东龟河洗府河济宁老运河泗{『T『湖东济十白马}ll『水系北沙河【x城郭河新酣河薛城大沙河6#城小沙河汶卜县内．分为南泉和北泉河熹祥县内，最庄．新陈JF黄河边路邪罩村一任城区李集村嘉祥县旷山．任城区1：军fF菏泽东叫县术庄一微山县侯楼菏泽成武县楚楼．任城区小蔓村会乡F杰村．鱼台武台乡鱼台境内菏泽东明县刘楼村南．鱼台两姚村泰安宁m东北部山区．任城☆佛村贯穿济宁市新豢市A甲顶一任_》盘区辛闸村邹城北黄山f】马泉一微山几扎桥村流经枣J1：1n于八一村入南pU湖流经枣戊市，于时口注入南叫湖流经枣庄市，于薛河义入南四湖流经枣序市，十种lJ入南UU湖流经枣n：『仃，F囊庄入南pU湖蟑哩堡焦(!四)进丝垂血梁济运}Ⅱ『粱济运河南m湖南阳湖昭阳湖南阳湖南四湖南阳湖独山湖昭阳湖微山湖2156舟5j3一争678●5，724O8-34_●5，42●6蛳：。H!。。L。一如。。：。。。 山东帅范人学坝J学位论卫济宁市水体利用现状见表3—2。表3—2济宁市河流水体利用现状(2004年数据)济宁老运河接纳济中市城区、微山县部分j’业和生活污水(纳污)泉河+接纳沮J‘县I：业、生活、卣禽养殖污水新赵f=jlU+接纳嘉祥县1二qk、生活污水控制断血老运}Ⅱ』码头西五啦f}粱济运{【l』+接纳梁山、汶li的工业和城K牛活污水(行洪、农灌、纳污)车集济宁洙水}Ⅱ『接纳任城区和嘉祥的乃世、城区生活污水(行洪、纳污)济宁赵千河无丁业和牛活污水排入(纳污)洙赵新河接纳菏汗、郓城、臣野、鄄城的工业和城『)(生活污水喻屯新万福河接纳菏洋定陶县的T业和城区生活污水(行洪、纳污)老万福河·接纳新万福河}：游的污水和会乡的工业和城区生活污水(行洪、纳污)丽支河·接纳鱼台县T业、生活、商禽养殖污水北外环桥东鱼河接纳成武县和印县的L业和城区生活污水({J洪、纳污)西姚洗府河+接纳宁阳1=qk和城区生活污水、济宁中区、任城【x部分工业污水、东石佛究州市的丁=业和城区生活污水(行洪、纳污)候店济’j’老运河·接纳济宁市区I+业、生活污水泗河；J：游接纳少量污水，污染较轻(农灌)：下游接纳泗水、曲审的棒院I‘业和生活污水，污染较垂(行洪、纳污)究州南人桥[J与河+接纳郜城^部分工业和城区生活污水(行洪、纳污)太、F桥微【lj老运河接纳微山县1=业、生活污水北沙j叮主要接纳枣庄11J污水城郭}【1J主要接纳枣庄市污水时口新薛irI『土要接纳枣庄市污水薛城人沙河主蛰接纳枣庄市污水莳城小沙河j：要接纳枣庄市污水蒋焦由叫湖·接纳r业、生活、畜禽养殖污水、水产养殖、航运、ir没前广lLI、由用、-二级坝，夫捐岛 山东帅范人学颤1．学位论史济宁市水系分布情况见图3一l。图3—1济宁市水系分布图 山东帅范人学fI!}!I学位i仑文3．2水污染现状济。j’市化r南四湖流域的中心地带，承接求白苏、鲁、豫、皖4省32个旦．dj区的社会生活和工农业废水，一螳污染物质进入济宁市河流和南四湖，致使水体污染严重，其中湖泊一般为氮磷等营养物的轻度污染，累计超标倍数均小于l，其它指标都达到Iv类水标准；河流污染较重，普遍存在耗氧有机物、氨氮和石油类污染，各河流污染程度差异较大。据2004年监测，21个监测点巾j{有泗河上游卞桥断面、京杭运河李集断面和洙赵新河喻tl￡断面3个监测点的指标均值全部达标。河流中各污染物累计超标倍数最大的为城郭河，累计超标17．3倍，其污染来自枣庄滕州IfJ，主要超标项目是氨氮，超标高达9．7倍；其次污染较重的是老运河，各污染物累计超标达15．1倍，其超标因子t要是氨氮和石油类，超标倍数分别达7．87倍和4．28倍；此外洗府河侯店断面、沛沿河及泗河书院断面也有较重的污染，累计超标倍数分别为7．09、6．72和3．81倍，其中主要超标因子沈府河侯店断面为氨氮、BOD5、COD，沛沿河断面为氨氨，泗河书院断面为COD、高锰酸盐指数、BOD5。济宁市河流水质超标倍数水系差异见图3—2。图3—2济宁市河流水质超标倍数水系差异 山东帅范大学硕I。学位论文4济宁市水污染产生原因及治理意义4．1水体污染的原因造成济宁市水体污染的原冈主要有以下几个方面：(1)部分企业不能稳定达标排放，城市生活污水处理率低(2002年城镇生活污水处理率仪为33．34％)。向老万福河、洙赵新河、老运河、梁济运河、’冼府河、泉河、白马河、泗河排放的某些工业污水不能稳定达标排放，另有部分L业废水未经处理就直接排放，如造纸、酿造等重污染企业。济宁、兖州、邹城、曲阜、泗水等地的城区污水处理厂已建成运行，但配套管网建设相对滞后，使部分生活污水未经严格处理就直接排入河流，其他县城区污水处理厂未建成，大量生活污水直接排入河流。2003．2004年济宁市废水排放情况见图4—1。图4—12003—2004年济宁市废水排放情况 山东mn扎人学坝I‘学位论文济宁市水体I一、【k污染物排放量见图4—2。图4—2济宁市水体工业污染物排放量济宁市再行业废水排放情况见图4—3。2000016000{12000880004∞003000菇：鳃06000—5000暑40001s3000蛾：0蔷羹置§婴蟹婺妻§羹嚣薹裴基薹昙蟹要塞；萎拓图4—3济宁市各行业废水排放情况 山东帅范大学坝j+学位论史(2)农、止由f源污染较为突出。2002年畜禽养箔排放的cOD鼍为23798．2“a，占cOD总量的29．5％，排放的NHrN为4223．9t／a，占总鼍362％。农药、化肥、地膜的污染也／fi断加匝。，济宁市各县市畜禽cOD产，上茸见图4—4。图4—4济宁市各县市畜禽coD产生量济宁市各县rH畜禽NIl3一N产生量见图4—5。图4—5济宁市各县市畜禽NHa—N产生量(3)自然降水偏少，且时间分布不均。由r降水存在时间分布的差异，在夏季的丰水期，河流径流量增大，对污染 物的环秆能力较强，扫：冬季枯水j洲，河流径流硅变小，埘污染物的稀释能力较弱。i1)水域乍态系统退化。mVU洲K，。t苇臀水乍值物的分川，面积和产最人为减少，影响全4刈八湖污染物顷的辽移、转化和输}{{量。4．2水污染治理意义济‘㈠h加大水污染治理力度，改善水质现状的意义体现在以p两个方面：(1)改静『训』q湖水质，保证南水北调工程的顺利实旌。』萄水北调I柙是解决我国北力地区水资源严重短缺问题的特人基础设施项l{，包括东线、中线、西线三条调水线路。东线，Ij程已于2002年经因务院批准J]‘I建设，计划于2007年建成通水。南水北调东线工程输水干线纵断【fi『示意图见图4一∥“．●一}一}Ki-sfI{社*q1．■}⋯tI㈨1^‘《‰够--1让j蝌I|一”"一《㈠i≈l“：|i图4—6南水北调东线工程输水干线纵断面示意图山图可以看出，南四ii5J|、东平湖是南水北调东线工程的重要输水通道和调蓄湖泊，他【足这两个湖的水质情况却不容乐观。2003年国家环保总局公御的耶境质[11：公报显乐：南|，q湖的4个断面中，汛期为III类水的占30．8％，Ⅳ类水占23．I％，V类水占15．4％，劣V类水『_23．1％，上、下级湖水质均较差，主要超标项目仍 山东帅范人学硕L学位沦史为氨氮和cODcr。困家对南水北调东线工程山东段的水质要求是：到2005年，南四湖．东平湖水体水质基本达到国家《地表水环境质节标准》III类标准：到2007年，黄河以南水质稳定达到国家《地表水环境质量标准》In类标准【3⋯。济宁市的河流污染足影响南四湖水质的源头。研究表明：调水后即便流域内各排污企业均执行比国家标准更加严格的地方排放标准(达到CODcr≤100m班)，所有河流入湖口水质均保证达到CODcr=100mg几，可出湖cODcr浓度仍会大于20mg／L，不能达到调水水质达到IⅡ类标准的要求。因此，在实施污水常规处理的基础I：必须进一步对入湖的河水进行深度处理，只有这样才能满足南水北调一[程的规划要求。(2)实现可持续发展，促进济宁生态市建设。2003年8月20日，国家环境保护总局将山东省列为全国生态省建设试点，依据这‘精神，济宁也制定了，￡态市建设规划。济宁生态市战略定位是成为鲁西南地区重要的能源及原材料牛产、湿地生态服务、历史文化名城保护、生态旅游发展和循环经济建设的中心城市。生态市建设目标之一是水体和矿山的自然生态修复，促进以水环境质量、矿区恢复为主的城乡及区域生态环境向绿化、净化、美化、活化的生态景观演变，使蓝色空间、绿色空问、灰色空间和红色空间合理镶嵌，为社会经济的叮持续发展积累良好的生念资产。由此，我们必须选择适宜的污水治理技术，逐步改善济宁市的水污染现状，为济宁生态市的成功建设提供有力保障。 山来帅范人学彻l学忙l仑正5济宁市应用人工湿地的可行性山济{。市的水件污染现状和水污染治理意义可知，济宁市急需选择遁当的污水处理[=艺进行如F治理：(I)对大茸的进入南旧湖的河水进}J二深度处理。(2)对大面积的农业非点源污染进行控制。综合考虑各种处理工艺的优缺．tj．i以及济宁市的自然条件、经济条件、技术实力和水污染特征，选择人工湿地污水处理技术来实现匕述治理是可行的。5．1人工湿地工程设施简单人。r湿地的t要要素为基质和植物，它能充分利用自然资源，并且工程设施简单。济宁市地理坐标介于东经115。54’～117。06’、北纬34。25’～35。55’之间。全市气候条件优越，属暖温带大陆性季风气候区，四季分明，光照充足，年平均降水黾在597～820mm。历年平均气温13．6℃，年内1月最冷，平均2t温为．1．7℃，7月最热，平均’‘温为26．8℃，不低丁-O℃的农耕期年均296天，低于O℃的越冬期约70天。气候条件适于芦苇、芦竹、香蒲等温地植物的，七长。济宁布的地貌以平原、洼地为主，分别为5086．4h12和1848．6km2，占总面积的47．6％和17．3％，南四湖两岸的洼地为水稻土，适合多种水、旱垡i作物的生长，土地情况也可以满足人工温地占地面积较大的需要。此外由r人工湿地构筑物简单，基建速度快，所以容易适应未来不确定的负荷增长，便于扩大建设‘”J。5．2人工湿地建设投资少、运行费用低在我国，常规污水处理技术的建设投资比较大，通常规模大于10×104m3／d的污水处理厂的投资大于1000元／m3，若采用AB工艺为2500兀／m3，AS工艺为1368～1820元／m3，A／O工艺为2355元／m3，A2／O[艺为1338～3200元／m3；规模在10～5×104m3／d之问的污水厂投资为1000～1300元，m3；小于5×104m3／d的污水厂的投资在1700～5000元／m3。与之相比，人工湿地的建设投资要少得多，30 山东师范人学坝1‘学位论文根据我国已投入运行的人工湿地处理系统来看，表面流人工湿地投资为350元／m3，潜流人1．湿地投资为500～600兀／m3㈣。常规技术与人工湿地在运行费用上也存在很大差异。目前常规生物处理法单位水黾处理成本为o．35～O．80元／m3【39】，国家城市给水排水工程技术研究中心认为【40J：对于_二级牛化污水处理厂实现“保本”的经营目标，污水处理费用至少应为O．60～O．80元／m3，加上管网的成本至少成为O．80～1．oo元／m3。而山东胶南表面流人工湿地处理』1运行费用为O．08元／m3，深圳沙田潜流人工湿地处理厂运行费用为O．14元／m3。若常规．二级生物处理运行费用按O．60元／m3计算，则人1：温地运行费用仅为其1／7～1／4：若常规二级生物处理运行费用按o．80元／m3计算，则人工湿地运行费用仪为其l／10～1／6。各种污水处理工艺技术经济指标见表5—1⋯。表5—1各种污水处理工艺技术、经济指标统计数据表明，在全省17个地级市中，济宁市人均困内生产总值排在第1l位，国上国内生产总值产出率排在第8位，人均固定资产投资和农民人均纯收八分别位于17个城市的倒数第6和第5位。与大运河沿岸的无锡市、苏州市、常州市、镇江市、扬州市等lo个城市相比，济宁市的人均固定资产投资和农民人均纯收入分别位于倒数第2和第4位。可以看出，济宁市的经济实力不是太强，适宜选择投资少、运行费用低的人工湿地污水处理工艺。5．3人工湿地能耗少、维持技术低在人工湿地系统中，由于污水沿着基质的坡度自然流动，基奉上不需要机电漫备，因而对能源的消耗非常少，可是传统：[艺中的提升泵房和鼓风机房则需要 山东!J『|j范大学倾{：学似论史消耗人量的电能。对十运行期问的维护，人工湿地也简单得多，主要是清理渠道及管理作物，普埔人员完全可以承担，只需个别#、啦人员进行定期检奄即可，这就解决了济宁11i专业技术人／j缺乏的lU题，i·J以在{支术水甲较低的农村地区摊』1应用㈦。5．4人工湿地处理量灵活人工湿她的而积可以根据污水的规模灵活调整，就地利用、可大可小。为了达到国家提出的水质要求，大部分进入南四湖的河流在入湖之前需要进行深度处理，囚而处理水量非常大，地点也较为分散，又受经济、技术等条件的限制，采用常规处理’[艺很难实现。人工湿地技术则可以发挥其技术优势来解决这一难题：可以根据每条河流的水质情况和地形地貌，在先分利用河流入湖口的天然湿地、台田和水，E植物的基础上加以人工改造，构筑人工湿地污水处理系统来实现河水的深度处理。人工湿地也可用于农业面源污染的治理。利用农村的荒地、闲地、废弃池塘改造成小型的人工湿地来处理畜禽养殖废水、农目径流废水和农村生活污水。根据国家“八五”攻关课题“滇池防护带农田径流污染控制工程技术”、“滇池流域面源污染控制技术研究”的研究成果表明，人工湿地技术用于农田乎垒流废水和农村牛活污水的净化与处理时，在进水浓度较低的情况F，对BOD的去除率可达85％～95％，对cOD的去除率可达80％以上，对TN、TP的去除率可达到50％以上，净化效果良好。5．5人工湿地可产生显著效益(1)经济效益湿地植物芦竹和芦苇的纤维好、出浆率高，是优质的造纸原材料，按芦苇亩产鼍为3000蚝，价值为0．5元，l(g计算，则每亩的年收入为1500元，而种植大豆和小麦的卣产年收入仪为980元，凶此，改种芦苇后可以给湖区农民增加53％的收入。此外日时不少造纸企业所采用的麦草浆造纸污染严重，如果改为芦苇制浆，则在减少污染、降低治污成本的同时又提高了产品档次，增加了企业效益，为造 山东帅范犬学坝j：学位论立纸行业原料结构的调整提供了条件。人工湿地建成后可给南四湖流域的太阳纸业、华鑫纸业、泉林纸业等大型造纸企业提供优质原料，芦苇的销售具有广阔的市场i；{『景。对于菱角、莲藕、芡实、金鱼藻等湿地植物，呵定期收割后作为饲料或用于沤肥，农民由此也可以获取部分收入，而且随着入湖r】环境的改善，旅游业将得到较大发展，从而会带来更大的经济效益。(2)环境效益人工湿地的建成和运行，可以使出水水质基本达到地表水ⅡI～Ⅳ类水质标准(GB3838—2002)，保证东线工程的顺利实施。河流入湖L]处的台田改建为人工湿地后，可以大量削减农}}1化肥和农药的使用量，避免了相应的面源污染，有利于水质的进一步改善。湿地建成后将起到涵蓄水源、调节水量、补充地下水资源的作用，而且处理后的出水还可作为灌溉用水、工业或城市生活用水的水源，有利于缓解用水紧缺的状况，促进区域环境的良性发展。(3)生态与景观效益人工湿地系统不仅f叮以为水禽提供丰富的食物来源、繁茂的植物群落，也可以为多种水生生物提供栖息繁殖场所，在增加生物多样性、生态系统的复杂和稳定性、维持自然平衡、调节局部气候中起着非常重要的作用。人[湿地的建成也将极大改善入湖口的景观，恢复南四湖江北鱼米之乡的秀美风姿。(4)社会效益人工湿地工程的建设和运行，使河流水质逐渐得到改善，入湖r丁的自然景观得到恢复，将大人提高当地居民的生活环境质量。而且作为中困北方湖泊流域第一个具有实际规模的人工湿地水质净化系统，此项工程还具有很高的科研和教育价值，既可以提高当地居民和游客的环境保护意识，又可以为我国典型北方湖泊的湿地修复提供可靠的实践经验。 东帅范人‘≯坝}。学位硷立山于人工湿地系统易受7i候和地理冈素的影响，为了确实掌握人]‘湿地在济宁市这一特定环境中的净化效果及其影响因素，作者亲自进行了人工湿地的实验研究，实验住济宁市污水处理J‘内的人工湿地进行，该湿地建于2003年，占地曲积约1500m2，其中有效湿地面积为1000m2。(1)湿地类型的选择人：1：湿地污水处理系统可分为表面流(SFW)、潜流型(SsFw)和垂直流(vFw)三种类型。三者相比，ssFw和vFw两种类型具有污水不暴露、无臭味、处理效率较高、占地面积较小、受气温变化影响相对较小的优点。但是考虑到以下原因，还是选择了表面流(sFw)来构建实验基地：①人工湿地t要用于净化南四湖入湖河流的水质，多数河水不同于牛活污水和工、世废水，其污染物浓度相对较低，因而湿地不是直接作为污水处理厂来使用，而是作为一个水质保障设施，对去除率要求不是太高。②人工湿地所要净化的河流数量众多、地点分散，所要处理的不仅有点源污染，还有农、№面源污染，湿地的建设面积将非常大，如果采用水平潜流或垂直流，其建设费用将非常高。⑧表面流人工湿地管理简单，而潜流和垂直流人工湿地易产生填充介质的堵塞问题，管理相对复杂，因此在经济基础差、管理水平低的南四湖流域河流入湖r]和湖滨带，表面流人工湿地具有更好的适应性。(2)湿地植物的选择湿地植物应具有较强的耐污能力和抗寒能力，宜于本士生长、根系发达、茎叶繁茂、抗病虫害能力强、有一定的经济价值和景观价值，本着以i二原则，选择芦苇、香蒲、芦竹作为人丁湿地的主要植物【431。 山东帅范人学硕J．学位论文(3)基质基质由农罔土和砂分层铺漫而成。(4)进出水系统进水：高位调节池、配水管、多孑L配水管。出水：多孔出水墙、出水管。6．1．2工艺参数(1)进出水的水质进水为污水处理厂的二：级出水，实验进水水质尽量控制在以下范围COD≤140m∥L，BOD5≤30mg／L，设计出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918—2002)中的一级标准：COD≤50～60mg／L，BOD5≤10～20mg／L。(2)平均流量湿地设计污水流量为：10～60m3／d。(3)水力负荷根据进出水水质的要求，再参考有关文献资料，确定湿地的水力负荷范围为O．6～12cm，d。(4)湿地面积湿地面积可以通过以下公式计算‘“l：As：旦×100U式中：Q一流量m3：d一水力负荷cn们。按照最大流量为60m3，d，水力负倚为6crn／d计算，有效湿地床面积为1000m2。人工湿地分割成1≠}、2}j}两个并联系统，1≠}系统包括两个串联的湿地床Al和B1；2#系统包括两个串连的湿地床A2和B2，侮个湿地床大小为250m2，其长31．25m，宽8m。 (5)停留时问水力停留时间}}j温地的几何尺寸和基质·件质、气候等冈素决定。一一般由以F公式f+算‘4”：V￡t=一一Q。。式中：t一水力停留时间d：v～湿地容积m3：￡一湿地孔隙率(无量纲)；Q。一平均流量m3，d。渝地实际运行时的水力停留时间往往与理论计算时间存在筹异，前者要小于后者，实际停留时问范围确定为：I．2～26．5d。(6)植物的种植A1、B1、A2为芦苇池，B2为芦竹、浮萍、芦苇、香蒲混合池。植物密度为70～120株／m2。6．1．3工艺流程人工湿地的水流方式为推流式，1#、2捍两系统并联，A_B两段处理工艺。湿地进水采用污水处理厂的二级出水，经水泵加压送到高位调节池，调节池长×宽×高=8m×8m×1．7m，调节池中水位1．6m(设溢水管控制，多余的水溢入排空渠)，采用fj流式水系统。调节池的水经配水管道给湿地床1怂．1、2#A2(简称A段)配水，在配水管道卜安装摔制阀和流量计，水流进入多孔管配水，在流经3125m长的芦苇湿地床时污染物得到降解，水流再经多孔墙均匀出水，排入出水管，此处安装不同高度的二个出水管和阀门控制湿地床中水深(位)；湿地床1#B1、2粕2(简称B段)进水采用花墙进水。湿地床的出水处各做一量水堰槽，出水可作为农、世用水。人1：湿地流量为10～60m3／d，水深控制在O．10～O．60m，每组处理单元的水力停留时间在l～5d。每个系统由变频泵调节进水流量，电子流量计实时检测进水流量，三角罱水圾检测出水流黾。A、B段出水使用连续采样器取样。温地的r艺流程图见图6—1。 东师范人学坝}：学位论j：匕图6—1湿地工艺流程6．2实验目的、内容、条件、监测方法与指标人工湿地对污水的净化效果容易受到水力条件、进水水质、温度条件、植物生长情况、溶解氧等冈素的影响【46】。本次实验所研究的湿地于2003年建设运行，在前期的运行过程中，关于水力条件变化对净化效果的影响已经有了较成熟的研究，所以，本次实验的重点集中在植物生长情况、温度条件、水体溶解氧消耗等因素对湿地净化效果影响的研究，为今后人工湿地在济宁市的应用推广提供更为全面的数据参考，作者于2005年6月～2005年11月期间进行了实验研究。(1)实验目的为了全面地了解影响人j[湿地净化效果的冈素，根据前人研究的结果，在保持最适水力条件的基础上，对温度、进水中污染物浓度、植物生长情况等因素所带来的影响进行深入研究，同时对运行期nU水体溶解氧的变化情况及对引起变化的原因进行实验研究。f2)实验内容①温度变化对湿地净化效果的影响。②进水浓度对湿地净化效果的影响。③植物生长情况对湿地净化效果的影响。④芦苇落叶与水体溶解氧消耗之问的关系。17 j、帅他人学坝I：学位论文⑤湿地对锌污染物的上除效果。(3)实验条件c()Dcr的浓度范【研：132～53n1∥L、{，均值：81．30mg，LNH，．N的浓度范围：70．5～13．8平均值：30．70mg，LTP的浓度范罔：5．45～o。58mg／L平均值：3．87mg／LTN的浓度范围：83．4～22⋯g，L平均值：47．10mg几水深：0．5m水力停田时间：4．7d平均水力负荷：4．07c州d流量：24Ⅱf／d(4)监测方法按照《水和废水监测分析方法》(第三版)规定的方法对水质指标进行监测分析，水质分析工作在污水处理厂内完成。(5)监测指标水质指标：水温、CODcr、NH3_N、TP、TN、DO。植物指标：高度、密度、直径、含水量、十重。6．3实验结果与分析实验过程中计算各种污染物的去除牢采用以下公式R：旦量。loo％C。式中：R一去除率％：Ci一入水浓度m∥L；C。一出水浓度mg，L。在实验进程中，B2湿地床中所种的芦竹自8月至lo月期间全部死I、二，仪余浮萍、香蒲和少黾芦苇。实验监测数据见表6—1、6—2、6—3、6—4。 山东师范人学顾上学位论义表6—2污染物去除效果(二)表6_3芦苇植物要素表6-4l#系统Do值统计单位：mg，L ¨J东帅范人学坝{学位|色迂63．1温度变化对湿地净化效果的影响2005年6～11月份的水体温度情况见表6—5。表6—51#系统水体温度(月平均值)图6—2可以看出，随着水体温度的升高，再污染物的去除效率旱现增高的趋势，分析其原因可能与植物生长旺盛以及微生物的作用增强有关。低温时期植物处于休眠状态，对N、P营养盐的吸收能力较弱；低温也引起微生物体内酶的活性降低进而影响各种代谢反应，导致净化功能显著降低。图621系统水体温度与去除率的关系结论：(1)温度的升高有利于提高湿地对各种污染物的净化效果。(2)温度的变化对不同污染物的去除效果的影响差异较人：①当温度较低时(小于8℃)，cODcr去除率最低，当温度超过15℃时，cODcr的去除率迅速变大，随着温度的继续升高去除率存在波动。②温度变化对NH3。N的去除效果影响最人．当温度较低时(小于8℃)，NH3．N的去除率最低，随着温度的升高，去除率有明5{的升高，当温度达到25℃时．去除；笨达到最人值。③TN、TP的去除率受温度的影响较小，当温度升高到25℃时，达到最大值。4n ——————竺竺兰6-3-2进水浓度对湿地净化效果的影响。。全三翼竺竺进水为污水处理J一二毅出水，水中各污染物的浓度每天都变化。每天定时对进出水水质进行龇计算湿地在不同进水浓度条件下二≤=：NH3水、开、TN的去除率。～竺竺冀可以看出，当进水中coDcr的浓度在74~84．6蝴之间变化时，去除率随着浓度的升高呈现增大的趋势，但是当浓度超过85m：；：1蔷三嘉篙兰竺主竺篓詈迅速降低，由此可见，在一定范围内增大进水中c0Dcr的浓度可兰鬻煮竺竺阙碱钝地基质椭机物的过滤截贿关，当基二三磊物去除达到饱和肘，再增大进水浓度会导致去除率明显降低。⋯⋯⋯“㈣。皇．图64可以看出"湿地系统对N|13．N的去除率随着进水浓度的增大呈现降低趋势。⋯⋯⋯⋯’7。006。OO艚500。塞40【lo柏30002nD010伽浓度吧|，L田641系统NH3N的去除率 山东师范大学硕十学位论立60．0050OO兽4000鐾30。0稍2000IO00000j＼、＼／≯i43264352468850．2055．80浓度m窟几围651系统TN的去除率由图6．5可以看出，随着进水中1N浓度的不断升高，系统对TN的去除率随呈现明显降低趋势。湿地对磷的去除主要通过基质的作用。由图6—6可看出进水浓度在3．27～388m班变化时，湿地系统对TP的去除效果随着浓度的增大而有所增强，当浓度大于3．88mg，L时，湿地系统对TP的去除率开始降低。说明进水浓度较低时，湿地基质对TP的去除能力还未达到饱和，还存在增大的潜力，当去除能力达到最大时，增大进水浓度会降低去除效果。45004n003500社褂3000赣25oo20OO16001仉003273403．823．88402415浓度mg门图661系统TP去除率结论：随着进水中污染物浓度的增大，湿地对各种污染物的去除率呈现逐渐降低趋势。 山东帅地人学碗I．学位论文6．3。3植物生长情况对湿地净化效果的影响在实验过程中，随机对植物的叶片面积进行测量，取得各个月份的平均值，同时计算各污染物去除率的月平均值，用以分析植物生长情况对湿地净化效果的影响。由图6—7可以看出在6、7月份植物生氏最迅速的时候，湿地对NH3_N的去除效果有较明湿的促进作用，对TP和cODcr的去除效果没有太大影响。图67叶片面积与去除率的关系结论：人工湿地植物对NH3．N的去除起着重要作用。6．3．4芦苇落叶与水体溶解氧消耗的关系由表6—4可以看出，湿地系统处于缺氧的状态，为了了解湿地缺氧与]二枯的芦苇落叶之问的关系设计了以F烧杯实验。实验步骤：取容量为5000mL的烧杯二二个，编号依次为l号、2n．、3号，分别向二三个烧杯内加入4000mL自来水，同时向1-弓、2号内各加入质量相等的芦苇干叶，3号作为窀白对照。每天定时监测二个烧杯的溶解氧含量。实验结果见表6．6和图6_8。 束帅范九学劬f。学位论文表6—6芦苇落叶与溶解氧消耗实验结果围B8芦苇落叶与溶解氧消耗的关系由以上图表可以看出，在实验丌始一天后即第二次测量时，I、2号两烧杯中的芦苇干叶已消耗约50％的溶解氧，到第二次测量时叶片开始腐烂，溶解氧的浓度分别降至O．10mg／L和0．58m∥L，溶液已变成厌氧状态，在第四次测量时芦苇叶片已经腐烂变质。结论：干枯的芦苇叶片落入水体后，其腐烂的过程是导敛湿地溶解氧浓度降低的醇要原因。6．3．5湿地对各污染物的去除效果(1)CODcr的监测分析由图6—9可以看出，l≠}系统出水cODcr平均浓度为55．35m叽，达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》‘级标准的B标准(60m∥L)，CODcr平均去除率除冬季11月份较低足15．05％外，其余月份的去除率为35．27～40．90％，年均值 山东帅范人学坝Ij学位论文为33．68％，并且自7月份开始呈现卜升趋势。由丁B2湿地床中芦竹的死亡，导致2#系统去除率较1#系统低，仪为23．12％。囤69COD的去陈效累(2)NH，-N的监测分析由罔6一IO可以看出，1#系统对NH3．N的平均去除率除冬季11月份较低是14．74％外，其余月份的去除率为37．15～65．67％，年均值为45．02％，出水中氨氮的平均浓度为17．29mg／L，未达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准的B标准(8m班)，分析其原因主要是由于湿地环境缺氧造成的，本湿地系统的DO值一直比较低，见表6—4。由于氮的去除丰要通过微生物的硝化和反硝化作用，而硝化作用必须在好氧条件下进行，需要DO浓度保持在2—3m∥L，才能达到较好的处理效果。图610NH3N的去除效果 山东师范大学硕卜学位论文(3)TN的监测分析出TN的去除效果图6一ll【叮以看}H，I撑、2撑系统的总氮平均去除率分别为409％和50．o％，2#系统的平均出水浓度为24．22mg／L．接近《城镇污水处圳厂污染物排放标准》级标准的B丰，J、准(20m∥L)。2#系统去除效果比较好的原闪t，r能是B2湿地床中的浮萍对氮元素的吸收效果优于芦苇的缘故。图611TN的去除效果(4)TP的监测分析由图6—12可以看出l撑、2i!i}系统对TP的平均去除率分别为32．16％和30．23％，出水浓度分别为2．54m叽和2．60m∥L，仅达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的：级标准(3m∥L)。去除效果不理想的原凶在于基质对磷的去除较为缓慢，同时，植物对磷的吸收能力不强，导致磷的去除率偏低。图612TP的去除效果结论：人_1：湿地出水的CODcr浓度达到《城镇污水处理』。污染物排放标准》级标准B标准，NH3埘、。rN接近f：述标准，TP仅迭钊二级标准。 东帅范人学颁i．学位论立：6．4实验总结(1)实验结论①温度的升高有利于提高湿地对各种污染物的净化效果，本次实验得到的适宜温度在25℃，即在7、8月份湿地的净化效果最佳。②随着进水中污染物浓度的增大，湿地对各污染物的去除率呈现降低趋势。③湿地植物对NH3_N的去除起着重要作用。④干枯的芦苇叶片落入水体后，其腐烂的过程是导致湿地溶解氧浓度降低的重要原凶。⑤湿地对CODcr的去除率甲均为31．38％，对NH，．N的去除率平均为45．02％，对TN的去除率平均为45．9％，对TP的平均去除率为31．2％，出水水质CoDcr平均浓度为55．35mg／L，NH3．N的平均浓度为17，29m班，TN平均出水浓度为24．22m班，TP的平均浓度为2．54m叽。出水的coDcr浓度达到《城镇污水处理J一污染物排放标准》一级标准B标准，NH，一N、TN的出水水质接近上述标准，TP未达到一级标准。(2)人工湿地存在的不足①实验过程中B2湿地床的芦竹大面积死【、：，削弱了植物的净化功能。②湿地的溶解氖不足影响了微生物的净化功能。由于湿地植物密度较大(Al、A2、B1的平均密度为135．3株／m2)，影响了水面复氧，同时造成落叶人量进入水体后消耗部分溶解氧，削弱了微，卜物的硝化作用。⑨湿地在温度较低的秋冬季去除效果较差。(3)改善湿地运行效果的建议①及时清理水体中的落叶；不定期进行间歇进水，翻耕湿地_十壤，恢复系统的溶解氧。②适当控制植株的密度避免影响水而复氧。③可以在湿地卅水处增加回流设施，以便在低温去除效果较差的时期利用回流处理改善出水水质。以L：研究成果已应用于南四湖新薛河人工湿地示范，1：程的建设中，为其提供了重要的数据参考。47 尔』巾范^。≯硕I‘学化论文7南四湖新薛河人工湿地示范工程介绍7．1工程简介根据济宁市污水处理厂人iI：湿地运行期间获得的数据，目前济宁市正在微山县境内的新薛河和泥沟河南四湖入门处，建设面积为3000亩的“新薛河人l：湿地”示范工程，[程包括两部分：一为新薛河104国道以下至入湖口、新薛河东岸大堤向西延伸300米的范围内，此区域建设人工湿地约1500亩；二为泥沟河与薛城大沙河分支交汇处薛城大沙河以卜|至入湖口，交汇处向东约850米处，此区域建设人工湿地约1500亩。新薛河人工湿地示范工程的建设面积共约3000亩。该工程预计于2006年6月份建成运行M。7．2工艺设计(1)进出水水质示范’l：程的进水为新薛河、泥沟河(包括薛城人沙河分支)内的污染河水，其水质情况为CODcr60m∥L，氢氮4m班。根据人工湿地在2005年运行期间获得的数据，人丁湿地在进水浓度比较高的春、夏季符(cODcr>80mg／L，氨氮>30mg几)的情况下，对cODcr的去除率为35，27～4090％，对氨氮的去除率为37．15～65．67％，结合新薛河、泥沟河的水质特点和流域的自然条件，设计爪范工程的f}{水水质为cODcr≤30mg／L，氨氮≤2．0mg几。(2)水力设计①水深与水力负荷根据已取得的实验数据，湿地的设计有效水深取为O．5m，水力负荷在3月～10月取2cm／d，11月、12月和第一年2月取1c耐d，1月份为湿地结冰期不进水，所有污水由橡胶坝拦截存r河道内，待结冰期结束后再进入人工温地进行处理。②处理水最 山东帅地人学删{．学位论文通过以下公式进行计算Q=0【×As式中：Q一处理水量m3／d；n一水力负荷m3／(m2d)；As一有效湿地面积m2，按总建设面积的50％计算。由上式可知，在冬季水力负荷为1c州d(o．叭m3，m2d)时，3000亩人．f=湿地处理的水量为10000m3／d，在其它季节水力负荷为2c州d(O．02m3，m2d)时，湿地的处理水龟为20000m3／d。(3)湿地工艺方案基于工艺经济、技术稳定、管理简便的设计原则，综合考虑水质净化与生态保护相协调、环境效益和经济效益并重、湿地建设和农村产业结构调整相统一，根据新薛河入湖口示范工程现场河道的地形地貌特征，确定新薛河人工湿地水质净化示范工程的工艺方案为：新薛河、泥沟河橡胶坝+生态滞留塘+多级表面流人工湿地系统。7．3湿地的构建(1)橡胶坝在新薛河、泥沟河的河流入湖【J处建设橡胶坝水闸。水闸是一种低水头的挡水和泻水建筑物，橡胶坝是以高强力合成纤维为受力骨架，用合成橡胶粘合制成坝袋，锚同j：闸底板上，充水或充气形成的挡水坝。其构造简单、施工方便、造价低、自重轻、跨度大，坝体阻水影响小、挡水时止水效果好、不漏水、抗震性能好、在河水的截蓄导用及河水净化中已发挥出良好的作用。新薛河入湖口处的橡胶坝计划建设在104国道薛河桥北侧200m处，长度为170m，泥沟河入湖U的橡胶坝计划建设在泥沟河和大沙河分支交汇处F游50m处，长度为40m。(2)进水系统49 山东帅范人学{i!jif：学化沦殳新薛河河水经橡胶坝(104罔道薛河桥以北200m处)拦截以后进入输水渠道，在输水渠道起点段设置旁通管，通过计虽系统(巴式计量槽)控制进入湿地的水量，多余水量通过旁通渠道排入新蒋河进入湖医．薛城大沙河分支和泥沟河交：『厂处r游50m处设骨长度为40m的橡胶坝拦蓄河水，拦蓄的河水直接进入湿地河道东侧的湿地进水渠道，在进水渠道起始断面设置旁通管，进入湿地的河水通过计黾_系统(巴式计最槽)控制，多余水量通过旁通渠道进入泥沟河，通过河道进入湖区。湿地进水渠道采用矩形混凝上渠道，断面尺寸o．7m×0．8m，设计渠道流速l州s。旁通渠道断面尺寸同进水渠道，设计渠道流速1rn／s，坡度0．2％。(3)计量系统为对湿地运行进行控制和管理，住输水渠上设置巴氏计量槽。(4)布水系统均匀配水直接关系到湿地的稳定运行，新薛河区域设置十缴砾石导流墙布水系统，泥沟河和大沙河分支区域设胃两级中间布水系统，保障水在湿地中的均匀性。导流墙内填充5～7mm的砾石，墙高约70cm，下底宽100cm，上底宽30cm。(5)表面流人1二湿地构建奉工艺充分考虑现有入湖口的地形和地貌特征，利用T程区原有的台m及芦苇荡建设表面人工湿地系统。同时为了维持湿地处理水面的面积，保证系统的处理效果，在示范区外围建设湿地f珂堰。湿地旧堰高1．om，下底宽2．Om，顶郭宽1．Om。湿地植物选择了挺水植物芦苇、芦竹和蒲草；浮叶植物菱角、莲和芡实：沉水植物金鱼藻、苦菜等。经湿地处理后的出水以漫流方式进入南+四湖。(6)新薛河和泥沟河贯通工程在泥沟河橡胶坝以下建设贯通涵洞，将新薛河人：亡湿地和泥沟河人工湿地进行连通，并为部分新薛河河水进入泥沟河湿地提供水流通道，在泥沟河上建设贯通涌洞，贯通涵洞尺寸同新薛河橡胶坝以F进水渠道』t寸，设计流速为I州s，设计坡度为0．2％。 糸帅池人学颂L学他论义这一工程投入运行后，可以充分发挥其示范效应，推动人工湿地污水处理技术在济宁市水污染治理中的应用。新薛河人工湿地示范工程平面布置图，见图7．1。图7一l新薛河人_丁湿地示范工程平面布置图 山东帅范人学坝f：学位论丈8后记沦文创新．t_：文章九系统分析人I濉地污水处理技术的基础卜．针刈济’j’11J的自然、经济、技术条什，提{H了在济宁水污染治理中应用人I．湿地技术的-t，}i性，又结合济宁市的自然条什对人工湿地的各影响因素进jr了实验研究，得出了一些重要结论，为今后人1’洱地在济宁市的应用与推广提供了科学依掘。论文的不足：在实验过程中，没有研究基质类型、基质厚度及微乍物等因素对湿地去除效果的影响。今后的研究方向：(11在济宁市污水处理厂的湿地进行实验研究，改进和完善湿地的构成要素，可以考虑选择不同基质、不同植物来提高净化效果。(2)对新薛河人[湿地示范工程的运行进行监测分析，明确在具体地理环境特征下，人工湿地的净化效果和影响冈素。(3)对人工湿地大面积推广运行后所带来的生态、环境和经济效益进行评价。(4)根据已取得的经验对人工湿地进行改造，并推广到有条件的学校、社区、农村，在实现水质净化的同时，发挥人T湿地的生态系统功能，改善环境景观。(5)尝试设计微型人工湿地，探索其在庭院环境中运用的I可行性。 山彖师旭人学倒1：学位论文参考文献[1】刘雪燕在北方地区利用潜流人工湿地处理地表水试验研究中国农业大学硕士论文2004[2】梁继东周启星孙铁珩人工湿地污水处理系统研究及性能改进分析生态学杂志2003．22(2)49—55[3】俞孔峰李迪华孟亚凡湿地及其在高利技同区中的营造中围园林20012：26—28【4】KickumR．1997．Degradationandincorporationofnu仃ients厅omruralwastewatersbyplantrhizosphereunder1imnicconditions[A】．In：utilizationofManurebyLandSpreading[c】．London：Comm．oftlleEum．communities，EUR5672c，335[5]宋志文张锡义汤华祟席俊秀人工湿地污水处理技术及其发展青岛建筑二I：程学院学报2004．25(2)58【6]Cooper．P．F．andBoon．A．G．Theuseofphragmitesforwastewatertreatmentbytherootzoneme山od．TheDKapproach．InReddy．K．R．aIldSmith．W．H(eds．)Aquaticplantsforwatertreatmentandresourcerecovery[J】．MagnoliaPublishingOriando．1987．153-174[7]Seidel，K～AbbauvonGewassemdurchhohercwasserpnallzen【J】Natunviss，1964，5l，395[8]seidel，K．Happel，H．andGraue，G．Contributionstorevitalizationofwaters2ndedn，StiRungLimnllogischeAebeitsgruppeDr．Seidele．V．Krefeld(Ge肿any)．1978．1-62[9]钱骏人工湿地系统污水处理技术研究硕士论文[10]聂发辉人工湿地中新型填料净化污水能力的研究硕士论文2004[Il】JVymazal，HBrix，PFcooper，eta1．constructedwetlandsforwastewaterTreatmentinEurope【M】．Leiden：BackhuysPublishers1998[12]莫风鸾高效垂直流人：I湿地污水处理系统实践研究中南林学院2004[13]高拯民李宪法城市污水七地处理利用手册北京：中罔标准出版{f：1991，25—236[14]】一廷华污水卢苇汛地处理系统示范工程的研究环境科学1992．13(2)：8—13 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