博斯腾湖西岸人工湿地污水净化的生态效应及优化机制研究

The project selected the constructed wetland in west bank of the Lake Bostenas the research object, through quality comparative analysis and modeling study of water quality and artificially wet rows of drainage into the wetland when the ground purified quantitatively investigate the constructed wetland from the upper reaches of urban sewage treatment plants and food industrial water purification efficiency tail and a low concentration of farmland drainage, and systems analysis in the background to improve the water environment, soil improvement and effectiveness of wetland vegetation restoration in the area project. Best design Finally, experimental studies and modeling studies of indoor wetland simulation apparatus, and explore the development of more suitable Bosten Lake in the West Bank wetland aquatic plant composition, water depth, water distribution and water residence time and other parameters to fully understand wetland operating parameters and wastewater treatment optimization mechanism, to further improve wetland functions, and lay a solid foundation for the realization of the goal of building the West Bank Bosten Lake wetland fourth, fifth project as soon as possible and provide a scientific basis.

博斯腾湖是国家重点保护的我国最大内陆淡水湖，为推动该湖泊生态环境保护的开展，在各级政府支持和帮助下，由博斯腾湖县相关环保部门牵头，我单位积极参与，全面启动实施了博斯腾湖西岸人工湿地系列工程的建设工作，系列工程计划分五期，目前已完成前三期工程。本项目以博斯腾湖西岸人工湿地（前三期工程）为研究对象，通过对各排渠进入人工湿地时的水质和经过人工湿地净化后的水质对比分析和模型模拟研究，定量探讨人工湿地对来自上游城镇污水及食品工业尾水和低浓度农田排水的净化效率，并系统分析在水环境改善背景下，人工湿地工程区土壤改良效应和植被恢复效果。最后，通过室内人工湿地模拟装置的试验和模型模拟研究，探求开发更加适合博斯腾湖西岸人工湿地的水生植物组合、水深、布水方式和水利停留时间等参数的最佳设计，充分了解人工湿地污水处理的优化机制，为尽快实现博斯腾湖西岸人工湿地第四、第五期工程的建设目标奠定坚实的基础并提供科学的依据。

本项目以博斯腾湖西岸人工湿地（前三期工程）为研究对象，通过对各排渠进入人工湿地时的水质和经过人工湿地净化后的水质对比分析，定量探讨人工湿地对来自上游城镇污水及食品工业尾水和低浓度农田排水的净化效率，并系统分析在水环境改善背景下，人工湿地工程区土壤改良效应，并得出如下的结论：.（1）博斯腾湖西岸面积广阔，当地具有优势种植物资源-芦苇，来水以农田排水为主，考虑到当地面积广大、地形地势条件和水力关系以及植被长势等因素影响，在多种人工湿地类型中，课题组认为表面流人工湿地更加适合于当地的污水处理和环境改善。.（2）与人工湿地进水相比，出水污染物浓度显著降低，人工湿地中TN、NH3-N、NO3-N、NO2--N平均去除率分别达55.39 %、62.96 %、71.72 %和74.10 %，氮的平均去除率保持在55.39 %—74.1 %不等；水体中的磷浓度变化来看，最大值出现在5月，为5.22 mg·L-1，最小值出现在9月，为0.64 mg·L-1。4-6月变化非常显著，7-10变化较为缓慢；人工湿地NO3--N、NO2--N沿程浓度变幅非常小，但均表现为波动中下降态势。.（3）人工湿地对土壤改良效果较为明显，土层深度为0-40cm时，总盐含量随土层深度而迅速减少，深度为40-60 cm时，总盐含量变化趋于平稳。对比人工湿地和对照组发现，对照组中土壤总盐含量偏高。当土层深度为 0-40 cm时，总盐含量减少缓慢，40-60 cm时，则表现为陡然减少。人工湿地与对照组土壤含盐量对比发现，人工湿地土壤含盐量较低，说明人工湿地对土壤脱盐具有一定效果。.（4）水体重金属污染方面，人工湿地对Fe离子的平均去除率最大，为84.63%；对Cd离子的平均去除率最小，为33.33%。人工湿地对水体中8种重金属离子的平均去除率从高到低依次为 Fe、Mn、Cu、Zn、Ni、Cr、As和Cd离子。