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通过实验室模拟,考察了砾石、碎石基质的水平潜流湿地在12h、24h水力停留时间下对高速公路径流中污染物的去除,分析了垂直流及沸石基质的强化作用,现场中试分析了八角金盘及运行阶段对湿地除污的影响,初探了处理高速径流湿地的设计和运行控制方法。
水平潜流湿地处理高速公路径流试验研究表明:碎石湿地对高速公路径流去除效果优于砾石湿地,在水力停留时间为12h时,碎石湿地对2S、COD、NH3-N、TP、Cu、Zn和Pb的平均去除率分别为75%、45%、78%、77%、62%、80%和9%。COD、TN的去除效果不理想,出水均超出《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V类标准。碎石基质会增加湿的pH值,但对于处理效果没有负面影响。湿地对高速公路径流处理机理主要是物理和化学作用,微生物作用较小,对湿地基质扫描电镜的观察也证实了这点。禄口高架桥段高速公路径流的颗粒物主要分布于20~75μm粒径段,碎石湿地对此粒径段去除优于砾石湿地,可以针对此粒径段选择高速公路径流污染控制措施。
垂直流湿地处理高速公路径流试验研究表明:在水力停留时间为6h时,低水位沸石组合基质湿地处理效果最佳,对SS、COD和NH3-N的去除效果分别为57%、45%和78%。低水位时,沸石组合基质对SS、COD和NH3-N的去除有一定的强化作用,与单一碎石基质相比,去除率分别提高14%、25%和15%。
水平潜流湿地处理高速公路径流中试研究表明:种植八角金盘的湿地对高速公路径流具有较好的处理效果,SS、COD、NH3-N、TN和TP的浓度分别由54mg/L、154mg/L、2.Smg/L、5.7mg/L和0.27mg/L降至10mg/L、13mg/L、0.05mg/L、5.1mg/L和0.05mg/L,出水Cu、Zn、Pb、Cr均未检出。在不同的运行阶段,湿地对高速公路径流中COD、TP和TN的去除效果接近,对SS、NH3-N、Cu和Pb去除效果会逐渐降低。
在进行人工湿地系统的设计时,要考虑高速公路径流具有区别于城市污水的不可控性和特有水质。人工湿地处理高速公路径流,可以保护收纳水体,营造生态和谐的自然景观。