论文部分内容阅读
复合垂直流人工湿地（IVCW）是一种常见的潜流湿地类型。受其结构的影响,水动力特性及水质的生化反应在空间上呈现差异性和复杂性,其脱氮的能力通常优于单一结构的潜流湿地。对IVCW的研究有大量实验成果,但由于其结构复杂,关于它的数值模拟研究还是空白。本文采用开源的多过程耦合模型（OGS#IPhreeqc）,实现对IVCW的过程模拟。围绕着有机负荷这一关键性指标进行了一系列的反演分析。本研究主要成果总结如下:（1）以CWM1生物动力学模块作为生化反应过程基础,在OGS#Iphreeqc模型体系中添加了颗粒态污染物在介质上的附着及分离过程、微生物生长的限制和湿地植物对湿地中碳源释放三个模拟功能;修正了IVCW的复氧过程模拟,成功模拟出IVCW中利于硝化-反硝化作用的好氧-缺氧-好氧的情景。模型计算达到稳定运行后的水质指标与实测的结果能较好吻合。（2）参数敏感性分析表明,模拟的非细菌组分的水质指标和各细菌种类对IVCW的有机负荷（OLR）都较为敏感。设计的不同OLR的输入条件反演工况结果表明,过高或过低的OLR均会减弱IVCW对总氮（TN）的去除能力,且随着OLR增加,去除率会迅速下降。当输入OLR在10.8 g m-3d-113.0 g m-3d-1范围内、C/N比在7.38.8之间时,可在湿地中营造出较优的氧化还原条件,使得NH4-N、TN和化学需氧量（COD）均有较高的去除率。（3）考虑到潜流湿地户外运行的特点,模拟结果表明提高温度（10℃25℃）可以抵消掉OLR增加带来的不利影响。但是,当OLR过高时,即使通过温度的调节,也不能改变NH4-N和TN去除能力的衰弱的趋势。（4）在有机冲击负荷期间内,COD、TN和NH4-N的去除能力均有较为明显减弱,污染物出水浓度在冲击负荷结束前达到峰值。有机冲击负荷对COD的影响相对于TN和NH4-N的影响要小很多。并且通过降低冲击负荷加载量,延长冲击时间的方案,不会对COD处理的缓冲能力造成影响。