汾河是山西的“母亲河”,近年来随着经济的快速发展,工业生产力的大幅提升,工业企业产生了大量的废水,虽然经过了各级污水厂的处理,但仍有很多是不达标排放,更有一些工厂企业不经处理将废水私自排入汾河,使汾河水体遭受到不同程度的污染,尤其是水体中的化学需氧量和氨氮,严重影响了周围居民的健康,更制约了汾河流域社会经济的可持续发展。在比较国内外多种污水处理技术的基础上,结合汾河当地特点以及处理需求,优选出可渗透反应墙与潜流湿地耦合的新技术来处理汾河污水。国内外对该技术的关键环节—活性反应材料的选取研究较多,选取具有较好吸附性能、适合用作水处理材料的固体废物钢渣、粉煤灰代替传统的反应材料作为混合填充材料来处理污水,可以达到“以废治废”的目的。钢渣多用于处理重金属离子废水以及无机非金属废水,处理效果较好,若将之用于有机和氨氮污染严重的汾河污水的处理,必须针对性的对其进行改性,以提升其对有机物以及氨氮的吸附能力；粉煤灰由于粒度的限制,不能产生耐受性,易被水流冲走,不适宜直接用作水处理材料,所以要研究一种粉煤灰成型方法,使之既能满足实际应用要求,又能具有一定的处理性能。解决了上述问题之后,本文选用改性后的太钢碳钢渣以及太原市第一热电厂粉煤灰成型后的多孔砌块作为混合填充材料,选择红蓼作为系统湿地植物,进行了可渗透反应墙-潜流湿地耦合技术的实验室模拟应用研究,评价了系统的处理效能,为实际应用提供了参考。具体研究内容为：(1)钢渣改性研究。分别针对COD以及氨氮污染,采用CTMBA表面改性、酸改性、碱改性以及高温活化改性四种方法对其进行改性处理,设计5因素4水平正交实验,分析其影响因素的重要性,优选出最佳改性方法,并进行吸附COD以及氨氮的单一影响因素实验研究,得出最佳实验条件,计算饱和吸附容量。结果表明：改性钢渣吸附COD影响因素作用由大到小依次是COD初始质量浓度、水pH值、吸附时间、钢渣粒度、改性方法。CTMBA表面改性效果最佳,去除效率由原来的27%提高到46%,其对COD的去除率随着初始质量浓度的升高而降低,吸附最佳pH为7,吸附速率较缓慢,最佳粒径范围为10-15mm,符合Langmuir方程,相关系数为0.9779,理论饱和吸附量为2.5664mg/g；改性钢渣吸附氨氮影响因素作用由大到小依次是氨氮初始质量浓度、钢渣粒度、改性方法、水pH值、吸附时间。高温活化改性效果最好,吸附效率由12%提高到30%,其对氨氮的去除率随着氨氮初始质量浓度的升高而降低,随着钢渣粒径的减小而升高,随着废水pH值的升高而升高,吸附速率较快,符合Langmuir方程,相关系数为0.9993,理论饱和吸附量为2.8491mg/g。(2)粉煤灰制多孔水处理材料研究。使用粉煤灰作为硅质材料,生石灰、水泥、石膏作为主要钙质材料,加入铝粉作加气剂,经过干粉加水混料搅拌、模具浇注成型、静停发气膨胀、预养养护切割、高压蒸汽二次养护制备成轻质多孔的水处理材料。在验证方法可行性的基础上,对其成型过程中的影响因素进行研究,通过考察成型试件一系列的性能指标,得出最佳成型条件。结果表明：粉煤灰、石灰、石膏、水泥、铝粉、水、十二烷基苯磺酸钠质量比为34.5：10.5：2：4：0.056：35：0.15,粒度为0.075mm,搅拌速度为400r/min时,制得的多孔试件各项指标均达到较优水平,干体积密度约为540-590kg/m3,抗压强度为0.7-0.9Mpa,吸水率为70-80%,COD去除率为22%左右,氨氮去除率为38%左右,冻融后质量损失为2.5%左右,冻后抗压强度为0.5Mpa。(3)可渗透反应墙-潜流湿地耦合技术模拟应用研究。采用CTMBA表面改性钢渣、高温活化改性钢渣以及成型轻质多孔粉煤灰砌块作为该技术的混合反应填料,配以当地吸附性草本植物红蓼,以实验室自配COD、氨氮模拟废水为处理对象,进行可渗透反应墙-潜流湿地耦合技术的实验室模拟应用研究,监测系统进出水污染物浓度,观察记录红蓼生长状况,综合评价系统的处理效能。结果表明：系统对COD去除速率较缓慢,运行第8天时效率达到最大,为61%,随后的8-10天基本稳定在50%-60%,而后略有所下降；对氨氮的吸附速率较快,运行第4天时去除效率达到了最大,为55%,而后缓慢降低,降至第20天时的31%。运行期间系统植物红蓼生长良好,无病害特征,适合用作湿地植物。综合评价系统短期运行效果,处理效能显著,实现了工业固废代替传统介质作为新型水处理材料的经济利用价值,也达到了“以废治废”的目的,意义重大。