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针对传统的垂直流人工湿地系统脱氮效果不佳、运行后期会出现基质堵塞等问题,本文选用模块化垂直流人工湿地作为城市尾水深度处理的核心工艺,分别从基质组成和构造、出水水位高度、曝气强度三个方面对垂直流人工湿地系统进行了深度优化,确定适合尾水深度处理的垂直流人工湿地工艺参数;研究三套模块化垂直流人工湿地在夏秋两个季节的处理效果,探讨气温、湿度以及pH三者的变化对垂直流人工湿地湿地系统净化能力的影响。主要研究结论如下:(1)随着出水水位的升高,三套湿地系统对COD、TN和NO3--N的去除效果表现出不同程度的提高;而对TP和NH4+-N的去除则呈现相反的趋势,在最低出水水位下,TP和NH4+-N的去除效果最佳。其中,COD、TP、NH4+-N出水浓度符合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类水质标准,TN出水水质不佳,尚未达到Ⅴ类水水质标准,有待进一步改善。(2)随着曝气强度的增大,三套湿地系统对COD、TN、TP、NH4+-N和NO3--N的去除均呈现出先增强后减弱的趋势。其中,在气水比为3:1时,三套湿地系统对各污染物的去除效果最佳;对TP的去除率则在气水比为4:1时达到最大,高达99.78%。在最佳曝气强度下,TN出水浓度达到了《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准要求,其他指标达到Ⅱ类水质标准的要求。(3)在最高出水水位75cm和气水比为3:1的最佳运行工况下,三套垂直流人工湿地系统在夏秋两季对城市尾水均有较强的净化效果。其中,COD、NH4+-N和NO3--N出水浓度达到了《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类水质标准的要求;三套湿地系统中TP的平均出水浓度分别达到Ⅲ类水质标准、Ⅱ类水质标准(TP≤0.1mg/L)和Ⅳ类水质标准;三套湿地系统中TN的平均出水浓度在个别时期可以达到Ⅲ类水质标准,但由于出水水质不稳定,整体处理效果欠佳。(4)运行期间,湿地系统对污染物的去除能力与气温呈正相关,气温越高,湿地系统的净化效果越好。(5)在垂直流人工湿地系统中,植物对氮和磷的去除起到了很重要的作用。氮和磷在植株中的分布均表现为茎部>叶片;三套湿地系统对氮和磷的吸收能力表现为湿地系统2>湿地系统1>湿地系统3。