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生态缓冲带 生态截流沟 人工湿地”的净化工艺在农田面源污染治理中的应用

 江南一鱼6jvvqc 2025-01-14 发布于江西
针对农业面源低污染水对河流、湖泊造成的污染问题,本文根据“源头控制-过程阻断-末端净化”的治理理念,提出“生态缓冲带+生态截流沟+人工湿地”的净化工艺,形成污染物入河湖前的三级净化体系,并对生态缓冲带、生态截流沟和多塘湿地进行论述,分析其净化效果

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一、农田面源低污染水治理思路

对于面源污染低污染水的治理,应实行分级处理和控制,采用“源头控制-过程阻断-末端净化”组合技术。在具体工程措施上,可根据农田面源低污染水特征,采用“生态缓冲带+生态截流沟+人工湿地”三级净化体系。
(一)源头控制

源头控制措施主要采用管理手段,如实施环湖耕地退耕工程、农业种植结构调整和推广有机肥及配方施肥等,从源头减少农田面源污染产生量,作为农田面源治理的配套工程。
(二)过程阻断

过程阻断是通过工程措施在农业面源产生过程中降低污染负荷,发挥过程污染物削减的功能。

1.生态缓冲带

采用沿河、湖建设湖岸生态缓冲带,作为农田径流过程阻断的前期措施,降低地表径流速度并对其中的颗粒态污染物进行过滤拦截,通过缓冲带内植物、土壤吸附和微生物降解等共同作用去除农田径流携带的污染物。

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2.生态截流沟

生态缓冲带在农田径流形成过程中,发挥了一定的净化效果,但受时间限值,净化能力有限。农田低污染水还需要进一步处理,在生态缓冲带下游侧建设生态截流沟,收集从生态缓冲带漫流的径流,作为农田径流的收集逋道沿程净化的作用,在解决面源低污染水收集困难的同时,完成农田径流污染过程阻断。

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3.末端净化

在农田径流截流沟的末端修建人工湿地等强化净化措施,实现农田径流低污染水的末端净化,强化处理农田径流中的污染物,经处理后排入湖泊,形成流域农田径流入湖的净化器。

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“生态缓冲带+生态截流沟+人工湿地”三级净化体系可有效的解决单一措施治理农田面源的不足,可以对农田径流的不稳定冲击污染负荷起到缓冲作用,保障整个处理系统的处理效果。三级净化体系中的生态缓冲带,可起到拦截净化地表径流的一级缓冲作用,生态沟渠能够调节区域水文情势,能够很好的收集降雨径流,前两级生态措施均能够降低径流中悬浮物含量,以减少人工湿地系统后续处理的负担;终端的人工湿地净化系统可对生态沟渠来水强化净化后入湖,保障农田低污染水经三级处理后清水入湖。

二、治理措施

(一)生态缓冲带技术

生态缓冲带是径流的一级净化体系,是利用地表植被拦截、过滤地表径流携带的污染物,同时能够避免土壤受到冲刷的地面植被带。缓冲带植被通过根系吸收地表径流,从而减少坡面径流量,有效减缓了坡面径流地表的冲刷侵蚀。同时,通过植被的渗透、过滤、吸附、吸收等一系列生理生化过程,调节由陆域输入河流生态系统的各种营养物质的含量,进而影响从陆域进入水域的污染物质。
(二)生态截流沟技术

生态截流沟是农田面源径流的二级净化体系,能够很好的收集降雨径流,同时能够利用生态沟渠内构建的湿生植物、土壤和生物的净化功能。同时,具有自身独特结构并能发挥径流收集功能的沟渠,在沟渠内形成对污染物的生态拦截系统,能减缓流速,促进流水携带的颗粒物沉淀,吸收和拦截沟壁、水体和沟底中溢出的营养物质,同时水生植物的存在可以加速氮、磷界面交换和传递,从而使径流中氮、磷的浓度快速减小,具有良好地净化效果,使得生态沟渠成为对氮的净化效果最好的沟渠。
(三)人工湿地技术

人工湿地是三级净化体系终端,是对生态沟渠收集径流的强化净化,是水体净化的最后一道防线,由于生态缓冲带和生态沟渠很好的解决了面源低污染水对地表冲刷和难以收集的问题,但停留时间有限,总体去除率不高,需要进行强化净化。

人工湿地是由基质、植物和微生物组成一个共生的系统,它能够利用基质-微生物-植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化,具有氮、磷去除能力强、处理效果好、操作简单、维护和运行费用低等优点。中国多数地区都有良好的温度和光照条件,有利于微生物活动和植物生长。根据气候和污染物负荷,可以选择稳定塘、潜流湿地、表流湿地等组合工艺。

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三、实施案例介绍

以黑龙江省五大连池二池面源污染治理工程为例。五大连池二池环湖均为大面积旱地,降雨期形成的地表径流冲刷所携带的大量教染物,且悬浮物浓度较高,同时,该区域内又地处高寒地区,降雨分布不均匀。该面源工程的治理采用了“源头控制-过程阻断-末端净化”的治理理念,实施了沿湖退耕工程、生态缓冲带工程、生态截流沟工程和多塘湿地工程,工程对COD、TN、TP的去除率为75%、70%、85%。

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