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地下水污染治理已迫在眉睫,传统的物理、化学治理方式存在不同程度的局限性。人工湿地技术净化污染废水具有诸多优点。此外,菖蒲植物作为常见的水生植物对铁、锰等多种金属元素具有一定的净化能力。本文根据相关标准于实验室配置模拟地下水复合污染废水(铁、锰及硝酸盐氮),通过构建的菖蒲人工湿地,并以无植物湿地作为对照,处理模拟废水。研究的主要内容有:(1)菖蒲人工湿地分别对单一Fe3+、Mn2+污水的净化情况;(2)菖蒲人工湿地净化含有Fe3+、Mn2+及NO3-复合污水的研究;(3)菖蒲人工湿地分别在单一与复合污染状态运行时“三氮”的变化情况;(4)菖蒲人工湿地水动力学特征的分析试验。所得研究结果如下:(1)单一污染情况下,无论种植菖蒲与否本次试验反应器铁的最终出水浓度均小于1.2mg/L,去除率均达到95%。对于锰的去除,种植菖蒲的湿地系统出水浓度在0.5mg/L-3.1mg/L之间,去除率为87%;而没有植物的湿地系统出水浓度在4.2mg/L-9.7mg/L之间,去除率为62%。随着试验进水污染程度的增加,反应器对铁、锰的净化情况并没有受到影响。运行9d后的净化效果与运行4d时相比反而下降。此外,该过程中菖蒲植物生长状况良好,含铁污水的菖蒲植物株略高于含锰污水。(2)在复合污染情况下,以及本次试验设置的三个浓度中,人工湿地处理后Fe3+的平均出水浓度为1.2mg/L,去除率为97%。当进水污染浓度较低时(Fe3+:15mg/L;Mn2+:30mg/L;NO3-:20mg/L):连续进水9d后种植菖蒲植株的CWs对Mn2+的净化达到了峰值,出水浓度为0.57mg/L,去除率为98.3%。随着浓度的提高,人工湿地对Mn2+的净化效果出现了一定程度的下降。此外,菖蒲植物对铁、锰的富集量依次为:中浓度>低浓度>高浓度,地下部分>地上部分。(3)对于硝酸盐氮的去除,种植植物的湿地系统出水浓度为0.03mg/L,去除率为93.2%,而无植物湿地为出水浓度为7.85mg/L,去除率19.1%;对于亚硝酸盐氮的净化,种植菖蒲植株的人工湿地出水浓度为0.01mg/L,去除率为80.3%;而无植物湿地出水浓度为0.03mg/L,去除率为41%;对于氨氮的去除,种植菖蒲植株的人工湿地出水浓度为0.4mg/L,去除率为85%;而无植物湿地的出水浓度为0.74mg/L,去除率为48.5%。本次试验时中、高污染情况下NO2-的净化情况呈现出了饱和现象。(4)通过示踪试验,验证了本次试验人工湿地装置设计及基质填充方式较为合理。菖蒲人工湿地的有效体积比(e)、短路值(s)、水力效率λ(%)、回收率(%)指标分别为:0.49、0.33、87.7%、85.1%;无植物湿地分别为:0.38、0.42、49.3%、88.6%。