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近来来,人工湿地技术作为一种新型生态的高效水处理技术,在景观水处理中越来越受到重视,但同时因水力负荷偏低、占地面积大的缺点而限制了其应用。本课题在现有人工湿地研究的基础上,筛选出新型高效的组合填料和适宜的植物,构建适宜的基质层和系统构筑物,以建立高效垂直流人工湿地,提高湿地的水力负荷和其单位面积的处理能力。
构建复合垂直流湿地和上行垂直流湿地小试系统,构建水池模拟人工湖,在设计的高水力负荷下,分别对两种流态的湿地系统净化池水进行研究,结果表明:
(1)复合垂直流湿地系统在1.64m3/(m2·d)的高水力负荷下净化劣V类富营养化池水,湿地出现较严重的堵塞,池水水质未得到明显改善。但运行期间依然对污染物有良好的去除率。
(2)上行垂直流湿地系统在1.64m3/(m2·d)和3.28 m3/(m2·d)的高水力负荷下净化劣V类富营养化池水均取得了良好效果,运行期间湿地未出现堵塞,而最终池水清澈透明,水质稳定;5.74m3/(m2·d)的水力负荷下,湿地出现了一定程度的堵塞,净化效果相对较差,最终池水仍浑浊不清,但水质尚能维持稳定。
(3)水力负荷≤3.28 m3/(m2·d),上行垂直流湿地系统对CODcr、TP、NH4+-N的净化负荷与CODcr、TP、NH4+-N的污染负荷均具有良好的线性相关性;水力负荷≤5.74m3/(m2·d),湿地系统对CODer、TP、NH4+-N的净化负荷与CODer、TP、NH4+-N污染负荷线性相关性较差。
(4)实验基地位于地处亚热带的广东省中山市,上行垂直流湿地系统运行期间,处理效果未见受气温和气候影响,且在冬季运行效果依然良好。
(5)本实验所构建上行垂直流湿地系统在1.64 m3/(m2·d)和3.28m3/q(m2·d)的高水力负荷下净化景观水体均取得了良好效果,高于常规水力负荷0.1~0.5m3/(m2·d),可有效提高湿地单位面积的处理能力和减小湿地的占地面积,值得在实际工程中推广应用。