针对南水北调中线工程水源区上游百二河河段位于当地旅游景区,且山区经济发展相对落后、农家乐数量逐年递增、污水处理基建设施缺乏和居民环境保护意识不强,导致大量农家乐生活污水未经治理直接排入河道,使得下游水源区水质安全问题日趋严峻等问题,采取有效措施集中治理分散的水源区生活污水是当前的一项迫切任务。本文选取水源区上游百二河河段作为研究对象,利用当地原生生态系统,研究土壤渗滤系统-水平潜流人工湿地-表面流人工湿地组成的入河生态缓冲屏障污染削减技术,以及组合生态浮床河流水体生态缓冲屏障与原位强化污染削减技术对当地生活污水的处理效果。通过开展实验室小试和示范工程研究,为水源区上游的分散点源污水的集中处理和河流的生态修复提供有力的理论和技术支撑。为研究改良型土壤渗滤系统对某农家乐生活污水的净化效果,通过对传统土壤渗滤系统的改进设计,在实验室小试中取得了较好的处理效果,COD、NH4+-N、 TN和TP的平均去除率分别达到82.41%、91.06%、80.12%和88.59%,砂滤池出水SS的平均去除率达到了85.15%,克服了传统土壤渗滤系统易堵塞、处理负荷低、脱氮效果差等缺陷；利用挺水植物美人蕉和球形塑料填料组合在一起构建成的组合生态浮床处理某农家乐生活污水,结果表明：该组合型生态浮床对COD、NH4+-N、TN和TP都有很好的去除效果,去除率分别达到79.71%、73.88%、88.67%和85.61%,均明显高于基质对照组和植物对照组。可见在组合型生态浮床中,由植物根系吸收、填料吸附及微生物的协同作用对污染物的去除效果要优于单一系统,合理的植物-微生物组合对提高该农家乐污水的处理效果具有较好的促进作用。中试示范工程处理农家乐生活污水研究表明：(1)土壤渗滤系统对COD. NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为78.9%、82.02%、66.39%和84.68%。(2)水平潜流人工湿地在HRT为16h时,对COD、NH4+-、TN和TP的平均去除率分别为68.21%%、64.56%、49.17%和55.36%。在HRT为8h时,对COD、 NH4+-N、TN和TP的去除率分别为65.29、61.64%、42.51%和45.85%。(3)表面流人工湿地在HRT为21.6h时,对COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为51.62%、51.05%、34.83%和30.16%。在HRT为10.8h时,对COD、NH4+-N、TN和TP的去除率分别为45.87%、42.70%、31.96%和27.98%。(4)组合生态浮床在HRT为52h时,对COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为66.46%、50.61%、49.47%和48.55%；在HRT为26h时,对COD、NH4+-N、TN和TP的去除率分别为60.15%、45.13%、44.61%和43.84%。土壤渗滤系统在进水浓度波动较大的情况下,仍对COD、NH4+-N、TN和TP具有很好的去除效果。说明池内添加的球形填料、木屑、铁屑和沸石等强化反应填料,以及该种分层布置结构能够对污水中的COD、NH4+-N、TN和TP的去除起到很好的作用。通过平行对比试验,水平潜流人工湿地在去除TN和TP时,水力停留时间长的去除效果好。在去除COD和NH4+-N时,水力停留时间长去除率提高的不明显,本着效率最佳原则,水平潜流人工湿地的水力停留时间为8h的综合效率要优于16h。表面流人工湿地对污染物整体去除效果较水人潜流湿地差,表面流人工湿地在水力停留时间长时,对COD和NH4+-N去除效果有较大提高,对TN和TP去除率的提高则不多。组合型生态浮岛对COD、NH4+-N、TN和TP都具有较好的去除效果,组合型生态浮床的水力停留时间在52h的综合效率要优于26h。开展土壤渗滤-人工湿地-生态浮床组合工艺入河污染削减技术的研究,利用当地原有生态系统为南水北调中线水源区水质安全提供高效率、低投入的污水处理组合工艺,以保证入河污水达到南水北调中线水源区水质质量标准要求,对保障水源区水质安全具有重要意义。
