论文摘要
近年来随着农村区域经济的发展,农村面源污染问题日益凸显,特别是造成湖泊水体污染,已然威胁到水环境安全,影响了社会经济的可持续发展。农村面源污染由其污染影响范围广、影响面积大,同时具有随机性、分散性、隐蔽性等特点,一般机械化、自动化的污水处理设施与工程难以对其推广和应用,而人工湿地作为一种生态化的污水处理技术、具有低碳、经济、美观、操作简便等特点,非常适合应用于农村面源污染的处理方面。本论文依托“十一五”国家科技支撑计划项目“鄱阳湖生态保护与资源利用研究——水污染控制及水质保护技术研究与示范”课题,结合鄱阳湖地区农村面源污染实际,开展人工湿地对农村面源污染的深化处理研究。针对调查中显现的污染源的高负荷化,特别是区域化肥量加大与农村畜禽养殖废水随意排放未得到有效处理,结合课题示范工程中人工湿地的实际应用,自行设计一种可适用于处理高负荷农村面源污染废水的串联式多级跌水复合垂直流人工湿地。并从其实际处理效果、承载负荷以及处理效果强化措施等多方面入手开展研究。得出的主要结论如下：（1）将课题两个示范工程内的湿地系统运行效果对比后发现,表面流人工湿地对污染负荷的抗冲击能力较差,其水质净化效果会随所承载的污染负荷的增大而减小,在高污染负荷状态下运行时,脱氮除磷效果将出现受限现象。（2）针对表面流人工湿地对污染负荷的抗冲击能力较差等问题,本研究提出采用串联式多级跌水复合垂直流人工湿地处理农村面源污染废水,结果表明此装置运行稳定,出水水质较好,抗污染负荷冲击能力强,可满足农村面源污染废水处理需要。（3）在湿地装置负荷承载试验中,结合示范区内湿地进水浓度与PRA调查得出的农村面源污染负荷范围设定了不同梯度的污染负荷与水力负荷,分析了两种负荷对该湿地装置净化效果的影响,得出该湿地系统的净化效果除NH4+-N外均随着污染负荷的增加而增加,确定实验范围内的最佳承载污染负荷为COD 100g/m2, NH4+-N10g/m2、NO3-N10g/m2、TP5g/m2,试验还表明系统处理效果受水力负荷影响波动较大,并最终确定了系统在该污染负荷情况下的最佳承载水力负荷范围为0.3-0.4m3/m2·d。（4）强化装置处理效果措施采用碳源调控,试验中由于碳源的加入,为促进反硝化作用提供了电子供体,提高了脱氮效果,且在COD与N03--N的质量比调至5时使装置的脱氮效果最为显著。本试验装置碳源加入是通过该湿地装置特有的通气管,将补充碳源直接加入到湿地装置底部,可减少了系统处理负荷节约了碳源外加成本。（5）在植物生长对人工湿地处理效率影响试验中发现,对该湿地装置内植物进行收割后,会出现补偿生长现象,各污染物的去除率均有所提高,尤其在收割后的第18到26天之间,即第三周左右去除率达到最高。同时植物在生长中各污染物的去除会随着植物生长状况变化而发生升降,通过植物生长高度差值法确定其变化范围,并初步得出植物生长对COD、NH4+-N、NO3--N与TP去除的贡献率分别约为：17.9％、11.2%、12.3%、6.4%。最终得出湿地植物生长状况与人工湿地系统的去污效果密切相关,可直接影响到系统处理效果的提升,后续可通过植物生长调控对人工湿地污水处理功能进行强化。