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人工湿地以其处理效果好、运行稳定、维护管理方便、基建和运转费用低、能耗少、无化学药剂、负荷适应能力强、操作简单等优点，引起了人们的普遍关注。目前国际上对垂直流人工湿地开展了较多的研究和应用。垂直流人工湿地中废水从湿地表面纵向流向填料床底，氧气通过大气扩散和植物传输进入湿地，具有较高的氧传输能力，既能较好去除氮磷营养物，也能很好地去除生化需氧量(BOD5)和化学需氧量(COD)。
本实验通过等温吸附试验、填料柱实验、过滤实验、三因素三水平正交实验，研究了不同基质对磷的吸附能力及不同填料柱系统对氮、磷及有机质的去除效果；分析了填料对污染物去除的影响；探讨了填料柱在去除污染物过程中所起的过滤作用；分析了填料、植物和水位对污染物去除的影响作用，找到了三者去除氮磷及有机物的最佳的组合。
主要研究结果如下：
(1)实验采用的8种基质中，高炉渣对磷的去除效果最好，其平均去除率为83.80％，另外与高炉渣混合的几种混合基质的平均去除率也都在80％以上。一种基质与包含该基质的混合基质对磷的去除率差异均不显著。
(2)填料柱中几种基质对水中总磷(TP)去除效果显著，高炉渣对TP的平均去除率达到了92.98％，但是在无植物种植的填料柱系统中，总氮(TN)的去除效果较差，且很不稳定，个别出水浓度甚至超过进水浓度。有机物的去除在实验前期都会有下降的趋势，但到中后期就基本稳定，且去除效果均在60％以上。
(3)基质的过滤作用显著，填料柱对悬浮固体(SS)的平均去除率均在90％以上，因此悬浮状态的污染物质基本可通过截留而被去除。沸石、高炉渣、蛭石三种填料柱的过滤作用分别相当于孔径为0.011mm、0.011mm、0.022mm筛网的作用。
(4)正交系统对TP、BOD去除效果显著，对TN、COD的去除不稳定，但是总体上均能达到较好的去除效果。
(5)影响不同污染物去除的关键因子各不相同。填料是影响TP去除率的关键性因子；植物是影响TN去除率的关键性因子；植物和填料是影响BOD5去除率的关键性因子；植物和水位是影响COD去除率的关键性因子。
(6)三种基质三种植物和三个水位组合中，无植物沸石+高炉渣高水位组合有利于去除TP。美人蕉沸石低水位组合对TN的去除效果最好。无植物沸石+蛭石中水位组合是去除有机物的最优组合。考虑到湿地系统对氮磷及有机物的综合去除效果，采取美人蕉沸石+高炉渣中水位为最优组合。