农田暴雨径流是导致湖泊富营养化的主要原因之一。由于暴雨径流具有突发 性、强冲击性等特点，处理过程中水力停留时间较短，使得一般的人工湿地处理 效果较差。本实验采用沸石作为人工湿地的填料，利用沸石的吸附作用，先将污 染物截留，在间歇期进行降解。研究中考察了沸石床湿地对暴雨径流的处理效果 及其影响因素，在此基础上研究了沸石去除氨氮的机理及生物膜、悬浮物的影响 和氮、磷在人工湿地中的分布及平衡。 菖蒲-沸石床湿地处理暴雨径流的运行研究表明：(1)夏季停留时间8h，其 他季节1d；进水间歇期不少于2d时，COD、NH3-N、NO3-N、TN、PO4-P、TP 的平均去除率分别80.2％、98.5％、98.4％、97.0％、96.6％、83.8％。(2)在进 水5min之后，99.5％NH4-N通过沸石的吸附作用被去除。之后，水中产生少量 的NO2-N和NO3-N，说明NH4-N首先被吸附，再被微生物降解。(3)COD的 去除受间歇期影响，间歇期越长(大于1d)，去除率越低；进水中含有NO3-N 时出水的COD浓度比含有NH4-N时低。NH4-N的去除受温度、间歇期、水力负 荷影响。TN的去除率与温度、间歇期和停留时间有关。PO4-P、TP出水浓度受 温度、停留时间、间歇期影响。进水中的COD、NH4-N、NO3-N对PO4-P的去 除均有促进作用。 (4)污染物的去除率或出水浓度可用多元线性回归模型来描 述。多元线性回归模型表明，在沸石湿地中水质对COD、NO3-N去除的影响要 大于运行参数，PO4-P的去除与之相反，NH4-N的去除则只受运行参数的影响。 对沸石去除氨氮的研究结果表明：在溶液NH4-N浓度为61-7636mg／L的条 件下，交换容量与吸附容量之比为30-65：1，沸石去除氨氮主要是通过离子交换， 吸附只起很小的作用，可以忽略不计；有生物膜沸石的NH3-N交换容量高于无生 物膜的，他们的等温交换曲线均符合Freundlich吸附等温式；沸石的吸附容量随 着悬浮物浓度增高而降低，遵从负指数关系，悬浮物对沸石离子交换的干扰主要 在孔扩散阶段。 对氮、磷在沸石人工湿地中的分布及全年的变化情况研究表明：(1)沸石表 面的NH4-N吸附量呈现出明显的季节变化趋势，冬季较高，其他季节较低，与 系统所去除的NH4-N量无关。由于植物的吸收作用，无植物系统沸石表面吸附 的NH4-N要多于有植物系统。(2)在芦苇-沸石床湿地中，填料表面氮、磷的吸 附量沿深度没有明显差异，而菖蒲-沸石人工湿地中在深度15～35cm之间， NH4-N、PO4-P积累增加。当深度超过35cm以上时，NH4-N、PO4-P的吸附量没 有变化。(3)环境的改变会影响氮、磷在植物各器官的分布；植物体内氮的含量 随其所在环境氮浓度升高而升高，磷的含量则变化很小。 湿地中氮、磷的平衡实验结果表明，在短期(5个月)内，沸石床湿地中微 生物同化作用去除的氮最多，其次是反硝化、植物的吸收作用，填料吸附最少； 而在砾石人工湿地中，反硝化作用去除的氮最多；人工湿地中磷主要通过微生物 同化作用去除，其次是填料吸附沉淀，植物吸收最少。 关键词：人工湿地；沸石；暴雨径流；菖蒲；芦苇；脱氮除磷