多级人工湿地结构设计及其水力特性研究
人工湿地技术，作为当前水环境修复技术研究的热点，鉴于其独特的污染物净化机制，在控制流域内点源和面源污染等方面的巨大优势，具备在污水资源化、生态环境优化方面的重要价值功能。对人工湿地进行科学研究和工程应用可以有效地促进并推动其在成都乃至全国范围内缓解城市水资源短缺、水源地非点源污染、农业面源污染治理方面等现实问题，意义重大。 论文通过构建多级垂直流湿地系统，对其各种水力学参数和处理效果进行测定和分析，并在此基础上，运用反应动力学机理等相关理论，对湿地系统进行模拟和相关水力学参数的优化设计，以找出最佳参数或范围。论文得到的主要研究成果如下: (1)单因素方差分析结果显示，垂直潜流湿地的结构深度应不低于0.6m，同时不宜超过0.8m;布水方式对多级串联湿地的处理效果无显著影响;试验湿地系统适宜的水力负荷应控制在0.35～0.40m/d的范围内;适宜的水力停留时间应控制在0.75～0.85d的范围内;进水浓度与湿地去除效果存在一定正相关关系，同时系统去除率随进水浓度上升而趋于稳定。 (2)双因素方差分析结果显示，湿地的进水浓度以及水力负荷条件均对系统的去除率有显著影响（α=0.01），进水浓度条件的作用大于水力负荷的作用，同时两者的交互影响对系统的去除效果无显著影响。在试验系统条件下，进水浓度的最优条件范围为:15～18mg/L;水力负荷的最优条件范围为:0.32～0.36m/d。 (3)通过对试验湿地系统COD指标进出水浓度数据进行曲线拟合发现，衰减模型、一级动力学模型、Monod模型都能较好的模型湿地内部的去污情况，相关系数R2依次为0.970、0.944、0.989。Monod模型的拟合效果最佳，说明在试验条件下（低污染物负荷），Monod模型具有更好的适用性。 (4)研究根据试验湿地系统的渗流特点，在一级动力学模型方程的基础上引入达西定律，拟对湿地系统的构造深度和水力停留时间参数进行优化。优化结果显示，垂直潜流湿地结构的深度宜控制在0.8m以下，且不应低于0.5m;水力停留时间宜控制在0.8～1.2d范围内。 (5)研究构建的多级垂直流人工湿地可为成都市天府新区兴隆湖水生态环境湿地工程的规划设计提供有效可靠的技术支撑和参考。
人工湿地;垂直潜流;水力特性;结构深度;去污效果
成都理工大学
硕士
环境科学
吴勇
2014
中文
X143;TU985.13
73
2014-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）