【摘要】：為了同步實(shí)現(xiàn)城市污水的凈化和荒漠化土壤的修復(fù),本研究以荒漠化土壤(沙土)作為人工濕地基質(zhì),分析了在不同運(yùn)行條件下濕地對凈化污水和修復(fù)荒漠化土壤的效果。探討了以城市污水為水源和肥源,利用人工濕地同步凈化污水和修復(fù)荒漠化土壤的可行性。試驗(yàn)系統(tǒng)位于西安市某污水廠內(nèi),共由8塊潛流/表面流人工濕地組成,基質(zhì)深度為0.1m和0.6m,所種植的植物為高羊茅、黑麥草、狗牙根、蘆葦和香蒲。濕地進(jìn)水為該污水廠初沉池出水,各濕地單元均獨(dú)立進(jìn)水,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為兩年。主要研究內(nèi)容包括:(1)人工濕地出水中有機(jī)質(zhì)、總氮和總磷去除效果及去除率分析;(2)人工濕地在不同條件(植物種類、水力負(fù)荷、運(yùn)行方式、基質(zhì)深度、季節(jié)變化)下,荒漠化土壤理化性質(zhì)的變化情況分析;(3)荒漠化土壤養(yǎng)分富集速率分析。研究結(jié)果表明:1)在系統(tǒng)運(yùn)行兩年間,各濕地出水COD Cr多可達(dá)一級標(biāo)準(zhǔn),且在水力停留時(shí)間更長的條件下,表面流濕地對COD Cr的去除效果好于潛流濕地。兩年間0.1m潛流濕地出水TN多可達(dá)一級A標(biāo)準(zhǔn),而第一年0.1 m潛流濕地出水TP則多可達(dá)一級A標(biāo)準(zhǔn),0.1m潛流濕地對TN、TP的去除效果好于0.6m表面流濕地。各0.1m濕地對COD Cr、TN和TP的去除效果均無顯著差異(P0.05),表明植物種類對出水水質(zhì)無顯著影響。2)經(jīng)過近兩年的修復(fù),荒漠化土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷和有效磷相比于原沙均有極顯著增加(P0.01)。表明利用該方法可將污水中營養(yǎng)物質(zhì)快速富集到人工濕地基質(zhì)中即荒漠化土壤中。3)荒漠化土壤結(jié)構(gòu)得到明顯的改善。土壤容重極顯著降低(P0.01),而孔隙率也極顯著升高(P0.01)。最終土壤容重和孔隙率趨于穩(wěn)定。更有利于植物的生長,且隨著孔隙率的升高,可以減少濕地基質(zhì)的堵塞,使其穩(wěn)定運(yùn)行。4)修復(fù)兩年后,土壤p H變化范圍為7.5~8.5,為弱堿性土壤,土壤pH相比于原沙無顯著變化(P0.05)。電導(dǎo)率相比于原沙有極顯著增加(P0.01),所修復(fù)的土壤暫未發(fā)生鹽漬化。5)修復(fù)第一年,0.6m潛流濕地各養(yǎng)分指標(biāo)含量與0.1m潛流濕地相比均無顯著性差異(P0.05),由此可知基質(zhì)深度對荒漠化土壤養(yǎng)分富集無影響。而修復(fù)第二年,0.6m表面流濕地基質(zhì)養(yǎng)分含量除有效磷外均顯著高于0.1m潛流濕地(P0.05),故表面流濕地相比于潛流濕地更有利于荒漠化土壤的修復(fù)。6)修復(fù)第一年,各0.1m潛流濕地基質(zhì)各養(yǎng)分指標(biāo)均無顯著差異(P0.05),表明植物種類對荒漠化土壤的養(yǎng)分富集無影響。修復(fù)第二年,0.1m潛流濕地在不同水力負(fù)荷下運(yùn)行,而各0.1m潛流濕地基質(zhì)各養(yǎng)分指標(biāo)也均無顯著差異(P0.05),表明水力負(fù)荷對0.1m濕地基質(zhì)養(yǎng)分富集無顯著影響。7)研究期內(nèi),各濕地基質(zhì)pH、容重和孔隙率之間均無顯著差異(P0.05),表明基質(zhì)深度、植物種類、水力負(fù)荷和運(yùn)行方式對這三個(gè)指標(biāo)均無影響。8)荒漠化土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮及全磷有著相似的變化規(guī)律,均在春季(2~4月)有所下降。有效磷在夏秋季(7~9月)出現(xiàn)明顯下降,春季則會(huì)升高。土壤pH在春、夏、秋三個(gè)季節(jié)呈下降趨勢,而冬季則有所上升。9)修復(fù)兩年后,濕地基質(zhì)各養(yǎng)分指標(biāo)均能較好的滿足線性方程且為增函數(shù)。由線性方程可知除有效磷外表面流濕地的養(yǎng)分富集速率均高于潛流濕地。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S156;X703

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