不同pH条件下河道底泥净化再生水试验研究

北方城市景观河流的主要用水来自再生水,但其氮含量较高,有造成河流富营养化与地下水污染的风险。河道底泥作为河水与地下水间的介质,能够通过物理、化学和生物反应对水体起到净化作用,河道水环境酸碱条件对底泥NO_(3)^(-)-N净化效果有一定影响。通过河槽模拟装置,探究进水pH为4、7和10条件下河槽系统中底泥对NO_(3)^(-)-N的净化效果。结果表明:3种pH条件下河槽系统对NO_(3)^(-)-N均有显著净化作用,整体去除率分别为51.3%、57.5%和69.9%;尤其在河槽底泥10、20和30 cm处NO_(3)^(-)-N净化效果较好,去除率均在89.0%以上;在50和70 cm处3种pH处理之间NO_(3)^(-)-N去除率差异明显,在pH=4条件下去除效果较好;在NO_(3)^(-)-N浓度的垂向变化上,3种pH条件下底泥中NO_(3)^(-)-N浓度在10、20和30 cm处均较低,50和70 cm处较高。pH=4和10条件下底层水NH_(4)^(+)-N浓度高于pH=7条件下NH_(4)^(+)-N浓度,即酸碱条件下底泥对氨氮去除能力较差;NO_(3)^(-)-N在pH=7和10条件下试验前期与pH=4条件下试验中期产生累积,但最终实现对其的去除。在pH=7和10条件下底层水pH与NO_(3)^(-)-N浓度呈现显著负相关(P<0.05)。当进水pH分别为4、7和10时,底泥中pH仍然在7~9之间,说明水环境对外来酸碱变化有一定缓冲性,即具有抗酸、抗碱能力。该研究表明在不同酸碱条件下河道底泥对再生水具有净化作用,碱性条件下底泥对NO_(3)^(-)-N净化效果较好,中性条件下底泥对NH_(4)^(+)-N净化效果较好,可为北方再生水安全回补河湖提供参考。