极浅型潜流人工湿地用于荒漠化治理时细沙的物理化学特性变化

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本研究针对荒漠化土地(细沙)修复问题,提出一种利用极浅型潜流人工湿地治理荒漠化的新思路,以期同步实现荒漠化土地修复和污水净化成为可能。试验系统建于西安市某污水厂内,由8个水平潜流湿地单元组成,均以细沙为填料。以栽植植物不同分为:高羊茅湿地(CW1)、黑麦草湿地(CW2)、狗牙根湿地(CW3)、芦苇湿地(CW4)、香蒲湿地(CW5)、未种植物湿地(CW6)、芦苇/香蒲混种湿地(CW7)及高羊茅/黑麦草/狗牙根混种湿地(CW8)。其中CW1~CW6填料床深为0.1m,CW7、CW8填料床深为0.6m。试验系统原水采用该污水厂初沉池出水,各单元独立进出水,水力停留时间为6天。本试验主要进行以下方面研究:(1)不同深度潜流人工湿地和不同湿地栽培植物对水中污染物的去除效果及细沙物理化学性质在湿地运行过程中的变化;(2)植物的生长状况、植物对系统稳定运行的影响及适宜用于荒漠化土地修复的植物的筛选。研究结果表明:1)填料床深为0.1m未种植物的湿地出水效果较差,不能稳定运行,且运行60天后出现堵塞,不能实现预期目的;在相同的水力停留时间下,填料床深为0.6m的湿地出水COD达一级A排放标准,出水TN、NH4+-N及TP为二级排放标准(GB18918-2002),虽填料床深为0.6m的湿地细沙中营养物质累积高于极浅型潜流湿地,但运行240天后,出现堵塞;而极浅型潜流湿地出水COD、TN、NH4+-N及TP均达一级A排放标准(GB18918-2002),试验期间处理效率高,运行稳定,能够实现同步荒漠化土地修复和污水净化的效果;2)各湿地细沙与原细沙相比,湿地细沙理化性质显著变化(p<0.05),细沙孔隙率、有机质、碱解氮、有效磷增加,容重减小,使细沙的理化性质得到改善,有利于对荒漠化土地的修复;3)各湿地细沙中挥发性固体含量从表层到底层逐渐降低,且表层明显大于原细沙的0.67%,使细沙颗粒之间的粘结,有利于细沙表层结皮的产生,对风蚀能够产生有效的抵抗;4)黑麦草、高羊茅作为湿地栽培作物,适应性良好,质量根密度高,生长情况均优于陆地对照组,冬季也表现出旺盛的生长能力,且能够在2个月内在细沙表面形成致密的根系网,能够风蚀的侵袭荒漠化土壤减弱,可作为荒漠化土地修复的优选植物。
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