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当前水污染问题已是全球性问题,中国的河流污染也日益严重,呈现污染范围广和程度高的特点,已经对人们的健康造成了严重威胁,河流污染治理特别是高污染河水的治理已受到各方的广泛关注,开展了各种河道整治工程。相较于物理、化学和生物法,生态技术特别是人工湿地技术表现出稳定、高效、方便和费用低等优点在高污染河水治理方面越来越受到推崇。潮汐流人工湿地因其具有良好充氧效果而开始在一些工程中得到应用,由于这种形式的湿地缺少厌氧反硝化的环境,对氮的去除效果并没有优势。通过构建潮汐-连续垂直流湿地组合工艺开展对高污染河水处理的试验研究。研究的主要内容包括:潮汐-连续垂直流复合人工湿地组合工艺对高污染河水有机污染物的去除特性研究;人工湿地组合工艺对高污染河水氮磷污染物的去除特性研究;污染物在潮汐-连续流中降级过程模拟分析;试验中通过对两级垂直流人工湿地中的不同湿地单元采取不同的运行方式,改变不同人工湿地单元内的环境特征来提高人工湿地的净化性能,并进一步分析了运行方式对人工湿地的净化规律和植物作用机制的影响规律,探索复合人工湿地对西北地区污染河流治理的适应性,以期为人工湿地的优化组合提供参考。研究结果表明:(1)以有机物严重超标地表水最低标准5倍左右、营养物质超标10倍左右的皂河水为研究对象,潮汐-连续垂直流复合人工湿地COD、BOD5、SS、溶解性TP、悬浮态TP、TP、氨氮、有机氮和总氮去除率高达85.60%、94.70%、98.70%、81.30%、89.20%、85.60%、87.70%、88.00%和74.13%,去除效果很好。(2)潮汐流湿地溶解氧高达2.5mg/L,后续连续垂直流湿地溶解氧量低于0.5mg/L,形成了利于硝化-反硝化的氧化环境,并且潮汐流和垂直流组合人工湿地生物量高,特别是潮汐流段是传统垂直流湿地的3倍,有机物、氮的去除效率高而且稳定。(3)植物与基质对于氮磷去除具有重要作用。吸附力强的炉渣和砾石,搭配芦苇复杂的根系结构,能够实现对磷和悬浮物的绝大部分去除。根系发达且泌氧量极高的植物自身吸收去除氮磷的贡献率分别达到19.80%和17.90%。(4)在低温条件下,微生物活性和基质对磷的吸附能力降低,影响了脱氮效果,但对于有机物和悬浮物的去除率影响不大。(5)DO是湿地处理效果的主要影响因素,偏碱性对适合中性环境的反硝化细菌有抑制作用,湿地细菌对ORP变化不敏感,对于高污染河水而言,人工湿地对高污染河水的脱氮效果已不受有机物浓度的影响。(6)潮汐流能增强抗负荷冲击能力,降低了后续湿地的进水负荷,提高了后续湿地的处理效率,也降低了堵塞风险,这种人工湿地组合形式具有长久稳定高效处理高污染河水的特点。(7)monod模型能很好的描述潮汐-连续垂直流组合湿地的脱氮效果,优于一级动力学模型模拟。