常弘： 冬季满堂河小流域人工湿地对污染物消减研究

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常弘： 冬季满堂河小流域人工湿地对污染物消减研究辽宁工程技术大学毕业论文


前言
人工湿地是一种由人工建造和管理的综合生态系统。迄今为止，各地区已经把人工湿地技术充分地应用到了污水处理中，并且对于污水处理的对象已经由生活污水、农业污水拓展到处理污染物含量较为复杂的工业废水，使得生态、经济、社会效益的有效提升。目前，在美国约有600多座人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水，在丹麦、德国、英国每个国家也都至少有200个地下潜流湿地系统在运行，新西兰也有80多个人工湿地系统被投入使用[1]。根据人工湿地的运行经验，正常情况下湿地的出水水质可达到农业灌溉水质要求，湿地系统为水禽提供了舒适的沼泽栖息地，并且对于湿地植物收割后，对湿地基本无破坏，湿地的运行维护管理费用低廉。因此，人工湿地的出水一般用于控制农村面源污染或灌溉工程；在挪威，正探索采用人工湿地处理高浓度难降解废水的研究，虽然稳定性和出水指标正在进行着研究，但对污染物的处理效果特别是COD、BOD、TP和TN的去除率都达到了较优的效果；英国提出的有关人工湿地可持续排水系统方案，将人工湿地成功应用于住宅、商业区、工业区、公路和机场等地，用于给排水；澳大利还采用人工湿地取代传统的雨水调蓄池净化合流制溢流污水，并积累了大量相关工程经验。


我国对于人工湿地生态去污技术的研究以在中小城镇构筑节约型人工湿地为主，成本低廉且运行效果也很好；同时，结合人工湿地技术利用荒漠化的土地对污水进行物理、化学和植物处理，不仅使污水的处理效果有了大大提升，也使荒漠化土地有了可持续利用的价值，在人工湿地构筑的过程中，可以建立大片的生态湿地，对小环境有着良好的作用。目前，国内研究主要针对于人工湿地各个组成成分对TN、TP的去除效果进行研究和分析，并得到了不同湿地构成、不同污染物浓度、不同植物配置对污染物去除率的影响，并得到了人工湿地最优的配置体系。


本文以满堂河小流域人工湿地为实例，满堂河人工湿地位于沈阳市东陵区满堂河小流域，纬度:41.9°，经度:123.6°，属于受季风影响的温带湿润大陆性季风气候。气候特点是：一年四季分明，寒冷期长，雨热同期，干冷同季，降雨充沛，温度适宜，光照充足。年平均气温为7.4℃，全年无霜期约为153天，年平均降水量为705.4毫米，在满堂河小流域人工湿地①中，共有两种人工湿地类型，24个处理单元，总面积270亩，包括潜流式构筑湿地和景观湿地，其中构筑湿地配置有芦苇、茭白等植物群落，景观湿地利用处理后的出水的污水排入人工湿地进行生态改造，进而建立平衡的湿地生态系统，带动了环境绿化恢复原有的野生群落。然而由于人工湿地在世界范围内只是处于刚起步的阶段，此时针对构筑湿地对污染物消减的数据以及景观湿地的作用分析还是比较少的。目前尤其是冬季，低温对人工湿地中主要机制的影响还在进行着不断的试验及发现工作。人工湿地对污染物的消减作用是不言而喻的，但怎样保护人工湿地以延长其使用年限，在使发挥最大效益的任务中起着关键的作用。人工湿地技术的兴起和进一步的研究，对污水处理及小流域的生态修复有着强有力的推动作用，因此对人工湿地的各项指标数据及其保护措施已经日益成为了人们关注的焦点。


在仔细研究了生态去污技术的基础上，结合水土保持专业涵盖的植物学、分析化学等课程进行人工湿地植物配置的研究，得出植物对人工湿地中污染物的脱除作用，并结合园林工程、土壤学等课程对景观湿地的作用进行分析。最后通过计量学方法对该地区人工湿地的现状和生命周期进行评估。相关实验具体实施在满堂河污水处理厂和东陵区环保局实验室做得，实验数据经过校对均在误差允许值之内，其中一部分数据由实验所在单位提供。文中图片由现场拍摄，虽然文中还不免有不足之处，但还是希望可以为东北城郊接壤地区人工湿地在冬季的保护和恢复方面提供支持。




1 满堂河人工湿地的组成、净化机理及工艺流程
近年来，人工湿地污水处理技术已经广泛应用于处理工业废水和生活污水。随着湿地技术的进一步开发与完善，沈阳市满堂河污水处理中心于2003年9月竣工并试运行，是东北地区第一座采用人工湿地技术进行污水生态处理的示范工程，也是沈阳市污水处理的重点工程之一。人工湿地污水处理系统的优点：
1）建造和运行费用低廉；
2）易于维护，技术含量低；
3）废水处理效果优越，并具有一定的可靠性；
4）可缓冲对水力和污染负荷的冲击；
5）可提供和间接提供生态、农业和经济效益。



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