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温度对雨水生物滤池系统中营养物质去除效率影响
摘要:在天然水体中,营养物质过多会导致富营养化。都市雨水是都市化限度较高地区重要营养来源,因而为减少营养负荷,必要进行解决。生物滤池采用土壤,生物膜和植物作为过滤介质,是解决营养物质良好选取。本文展示了一份生物滤池在低温下(+2°C,+8°C,对照+20°C)实验成果。低温也许使生物滤池解决效果浮现某些特殊问题。悬浮污染物如TSS和大某些磷被较好去除了,低温对其没有负面影响。然而氮没有减少,特别是在滤池中产生了NOX。这种现象可以用不充分脱氮原理和实验柱中高度浸滤来解释。
核心词:生物滤池;低温;营养物质;雨水解决
绪论
在天然水体中,营养过多会导致富营养化。(Browmanetal.,1979;Pittetal.,1999;Kimetal.,)雨水径流是都市化限度较高地区重要营养物质来源,因而为减少营养负荷,必要进行解决。
雨水生物解决,又名生物滞留池,能除去雨水中营养物质,防止接受水体富营养化,是一种较好解决方式。一组生物滤池涉及置于建于高位沟或槽以及其中中过滤介质。过滤介质放置在凹槽中,顶部保持一定水深,底部有收集解决水管道。通过过滤介质中机械作用和生物化学作用对雨水进行净化,植物及过滤介质和植物根系中生物膜也对雨水有净化作用。(PrinceGeorge’sCounty,;HsiehandDavis,).
目迈进行几种实验表白,磷,磷酸盐和铵盐有明显去除,但硝酸盐去除率很低(有时为负)。(Davisetal.,;Lloydetal.,;Hendersonetal.,).但是,考虑到生物滤池依然是一项相对年轻技术,只能得到有限运营数据。当在持续或暂时低温地区运营生物滤池时,由于生物活性减少,生长期缩短,以及适合植物种类减少,会浮现某些特殊问题。然而,考虑到在寒冷亚高山带,控制良好湿地系统也可以获得较高营养去除率,生物滤池系统仍也许在这些状况下运营良好。(Heyvaertetal.,).生物滤池在非冻结地区寒冷季节时降雨条件下(温带气候下秋冬季节及春季;寒温带气候下秋季,晚春和夏季)解决效率是其成功运营决定因素。
本文展示了一份生物滤池在不同温度下运营效果初步成果。其目是测定雨水生物滤池在低温条件下对营养物质解决效果,分析了温度和解决效率之间与否有关。
材料和办法
实验准备
实验在15个pvc雨水管道(内径377mm,截面积0.11m2,高900mm)制成生物滤池中型实验生态系(生物滤池柱)中进行。上部(高400mm)透明,可以贮存水同步让光线透入,使植物能正常生长。内壁做喷砂解决,防止水沿池壁产生短流。底部设排水管(直径58mm),用于取解决水样(图1、图2)。
柱中过滤介质分为四层(如图2,由上至下):
沙壤土层,400mm,粗砂到中档砂,上部100mm加有20%表层土,
砂层,400mm,中档砂到细砂,
过渡层,30mm,粗砂以及
排水层,70mm,内部埋设排水管细碎石。
生物滤池柱上种植广泛分布于北半球灰株苔草(AnderbergandAnderberg,)。柱内植物密度为每柱8株植物,大概相称于每平方米73株植物密度。在种植于柱中之前,植物已在户外生长5周,使根系充分发育。之后将其移植到生物滤池柱中,用自来水灌溉,生长两个月。
图1温室中生物滤池柱
排水层过渡
排水层
过渡层
下层
上层
植被:灰株苔草
图2生物滤池柱构造
为调查温度对生物滤池解决效果影响,实验在三个恒温器控制温室内进行,设计温度分别为+2°C,+8°C,+20°C(相应+35.6°F,+46.4°F,+68°F)每个温室内放置五个生物滤池柱(图1)。温室中空气温度每隔15分钟由一台EBI20-T型(8°C)和两台EBI2T-112型(2°C和20°C)袖珍湿温度记录器(德国斯塔特埃布罗电子出品)记录一次。所有生物滤池柱每天都用高压温室钠灯(激动力技术出品,400W,55000Lm)照明12小时。
实验环节
雨水靠自然降雨无法获得需要雨量。实验期间需要稳定水质,而天然雨水不能在水质不发生明显变化条件下贮存。因而,本实验中使用是模仿雨水。实验用水是混合自来水和沟锅沉积物,调节使之达到设计TSS浓度,再加入特定污染物使其达到设计污染物浓度,如表1所示(只显示了营养物质;重金属亦有添加,本文中不作阐明)为保证水质和气温与实际状况相符,对每种雨水应用,均有其相应配制水。实验用水在相相应温度(+2°C,+8°C,+20°C)下贮存至少24小时后才干注入生物滤池柱。
瑞士吕勒奥九月和十月(低温下雨水最多月份)平均每周降
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