人工湿地去除污染物模型的研究进展
人工湿地对污水中氮磷的去除机制研究进展
人工湿地对污水中氮磷的去除机制研究进展人工湿地对污水中氮磷的去除机制研究进展摘要：随着城市化进程的加快和人口数量的增加，废水排放量不断增加，其中包含大量的氮和磷。
而氮和磷作为废水中的主要污染物，对水体环境造成严重影响，因此人工湿地作为一种有效的废水处理技术备受研究关注。
本文综述了人工湿地对污水中氮和磷的去除机制的研究进展。
1. 引言人工湿地是利用湿地的吸附、沉淀、微生物代谢等自然过程来净化水体的一种现代化废水处理技术。
在人工湿地中，氮和磷的去除机制主要包括物理吸附、沉降、植物吸收和微生物代谢等。
本文将从这些方面对人工湿地去除氮和磷的机制进行探讨。
2. 氮的去除机制2.1 物理吸附物理吸附是指氮通过与湿地介质中的颗粒接触，以静电作用、作用力等方式将废水中的氮物质吸附到固体表面。
颗粒的大小、比表面积以及载体孔隙结构等因素会影响物理吸附的效果。
通过物理吸附，人工湿地可以有效去除废水中的氨氮、硝态氮等有机氮物质。
2.2 沉降沉降是指氮以颗粒物质的形式沉降到湿地底部，在此过程中将废水中的氮物质随颗粒物质一同去除。
沉降过程主要受颗粒物质的沉降速度、废水流速以及水体中悬浮颗粒的浓度等因素的影响。
适当的湿地设计和流速控制可以提高沉降效果，进而实现氮的有效去除。
2.3 植物吸收植物吸收是指湿地植物通过根系吸收废水中的氮物质。
植物的吸收主要包括根系吸收和叶片吸收两个过程。
根系吸收主要通过与底泥中的微生物共生作用来转化氮物质为植物可吸收的形式。
叶片吸收则通过植物的叶片表面特殊结构吸附废水中的氮物质。
湿地植物种类和密度、湿地水质以及水分状况等因素会影响植物吸收氮的效果。
2.4 微生物代谢微生物代谢是指湿地中的微生物通过代谢作用将废水中的氮物质转化为无害物质的过程。
在湿地中，一些特定的微生物通过硝化反应将废水中的氨氮转化为氮酸根，并通过反硝化反应将氮酸根还原为氮气释放到大气中。
微生物的种类和数量、湿地温度、氧气状况等因素会影响微生物代谢的效果。
人工湿地去除污水中抗生素及其抗性基因研究进展
人工湿地去除污水中抗生素及其抗性基因研究进展人工湿地去除污水中抗生素及其抗性基因研究进展随着人类活动的增多，污水排放成为当今社会面临的重要环境问题之一。
污水中含有大量的有机物、营养物和微生物，其中抗生素及其抗性基因的污染日益成为全球关注的焦点。
抗生素污染不仅影响水体生态系统的平衡，还可能导致抗生素耐药基因在环境中的扩散，给人类健康带来潜在威胁。
为解决这一问题，人工湿地作为一种环境友好型的废水处理技术，受到了广泛关注。
本文将综述目前人工湿地在去除污水中抗生素及其抗性基因方面的研究进展。
人工湿地是利用湿地生态系统的自净作用去除有机物和重金属等污染物的技术，其去除效率已得到许多研究的验证。
然而，对于抗生素及其抗性基因的去除，由于其特殊的性质，人工湿地的效果却存在一定的局限性。
首先，抗生素通过污水排放进入人工湿地，一部分会被吸附于湿地的沉积物上，这是由于抗生素的化学特性使其与胶体、悬浮物有较强的吸附能力。
其次，抗生素也可能通过植物的根系和微生物的附着作用进一步去除。
植物根系吸收抗生素的机制复杂，可能涉及根毛的分泌物、根系周围微生物的共生关系等。
微生物在人工湿地中起到重要作用，它们能够分解、降解抗生素，甚至能够利用抗生素作为碳源和能源生长。
此外，人工湿地中的氧化还原条件也对抗生素去除有一定影响。
氧化条件下，抗生素容易发生降解，而还原条件下则容易出现抗生素的积累。
近年来，研究人员通过实验室模拟和现场监测等手段，对人工湿地去除抗生素及其抗性基因进行了深入研究。
研究发现，人工湿地对抗生素去除的效果受多种因素的影响，如湿地设计、植物种类、湿地颗粒物的组成等。
调整湿地的结构和设置流程可以提高抗生素的去除效率。
一些研究显示，设立附着有生物膜的人工湿地能够显著提高抗生素的去除效果。
此外，选择适宜的湿地植物也对去除抗生素很有帮助。
研究表明，芦苇、菖蒲等常见湿地植物具有较好的抗生素去除效果。
此外，适当增加湿地中的微生物量也可提升抗生素去除效率。
潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果研究
潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果研究一、概览在随着社会和城市化快速发展，氮污染物排放问题日益受到关注。
人工湿地作为一种生态友好、经济有效的污水处理技术，在全球范围内得到广泛应用。
传统的人工湿地对氮污染物去除效果有限，无法满足日益严格的环保要求。
深人研究潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果显得至关重要。
本文从潜流型人工湿地的基本原理出发，概述了其处理氮污染物的优势与挑战，并通过系统综述相关研究文献，旨在深入了解潜流型人工湿地在氮污染物去除方面的效果及影响因素，为实际工程应用提供理论指导。
1. 人工湿地的概念及作用人工湿地是指模拟自然湿地生态系统而建立的人工生态环境系统。
它主要由人工介质、植物和微生物等组成，并通过物理、化学和生物等多种途径实现对污染物流的净化作用。
通过植物吸收、富集和降解水体中的含氮污染物，减少水体中的氮含量；通过微生物的硝化反硝化作用，实现氮的生物转化，将氧化态氮转化为还原态氮通过介质的吸附和过滤作用，阻止泥沙和其他悬浮物对水质的恶化作用；通过植物的根系分泌物质对水体中氮的吸收，促进营养物质的循环利用。
人工湿地作为一种高效的净水技术，不仅投资成本低，而且运行费用低，尤其适用于一些干旱、缺水地区和城市河道的水环境治理。
2. 氮污染物的来源与危害农业化肥：农业活动中的化肥使用是水中氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐等氮污染物的重要来源。
过量施用以及不合理的施肥方式会导致氮肥的流失，对水体造成污染。
生活污水：生活污水中含有一定量的氮、磷等营养物质，这些物质在微生物的作用下，会转化为氮污染物并流入水体，导致水质恶化。
工业污水：某些工业生产过程会产生含有较高氮污染物的废水，如合成氨生产、石油化工等。
如果未经处理或处理不充分，这些废水排放到河流、湖泊中会对水质造成严重影响。
水体富营养化：当水体中氮、磷等营养物质含量过高时，会导致藻类和水生植物过度生长，形成富营养化现象。
这不仅影响水生生态系统的稳定，还可能引起水体溶解氧下降，威胁鱼类和其他水生生物的生存。
人工湿地系统污水处理研究进展
人工湿地污水处理系统的研究摘要人工湿地作为一种新型的污水处理系统，具有众多的优点。
分析了人工湿地的特点及运行机理，总结了人工湿地系统在污水处理中应用的发展历史，结合有关工程实例对该工艺的经济实用性作了分析，对人工湿地污水处理系统在我国的应用及前景做了展望。
关键词：人工湿地污水处理系统1、人工湿地污水处理系统概述1.1定义人工湿地是为了人类的利用和利益，通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由基质、植物、微生物和水体组成的复合体，利用生态系统中基质-水生植物-微生物的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。
1.2人工湿地系统的组成人工湿地主要由三部分组成植物、微生物、填料。
1.2.1植物如芦苇，风车草等。
水生植物可以直接吸收污水中的有机物作为其生长的营养物质，也可以吸附、富集一些有毒的重金属。
植物可以将空气中的氧气输送到根区，造成厌氧环境中根区微环境局部有氧的状态，为床体中好氧和厌氧微生物提供良好的环境。
根系在基质中的生长可以起到维持水力传输的作用。
植物的叶茎根系扩大了微生物的附着场所，促进了生物膜的发展。
1.2.2微生物种群微生物在湿地对污水中污染物的生物降解过程中起到了重要的作用。
废水流入湿地后，固体悬浮物和颗粒有机物被湿地基质及植物根系阻拦截留，有机物被生物膜吸附后通过微生物的呼吸作用去除。
1.2.3基质填料如土壤、砂子、砾石。
湿地床中的基质是微生物生长的空间和场所，是湿地水生植物的载体，根据湿地设计结构类型的不同，污水在床体的基质缝隙潜流型或在床体表面表面流型流动，污水中不溶性有机物通过沉淀、基质过滤等物理作用，可以很快地被截留进而被微生物降解可溶性有机物则可通过植物根系和基质上生物膜的吸附、吸收及微生物呼吸代谢被除去。
1.3人工湿地系统的分类1.3.1表层流人工湿地(SurfaceFlowConstructedWetland）表层流人工湿地在外貌和功能上都与自然湿地最为相似，一般有一个或几个填料床组成，床底填有基质并有防漏层阻止废水渗入地下而污染地下水；废水在土壤的上层水平流动，废水经常同表层水混合在湿地内流动，持续时间一般为10天；固态悬浮物被填料及根系阻挡截留通过湿地而沉淀，同时微生物也附着在填料或植物的根茎叶上发挥生物降解作用。
我国人工湿地的研究与应用进展及未来发展建议
我国人工湿地的研究与应用进展及未来发展建议我国人工湿地的研究与应用进展及未来发展建议人工湿地是指采用人工手段构筑的模拟自然湿地环境，通过模拟湿地生态系统，有效地生物修复，水资源调蓄和净化，研究和保护湿地生态环境等一系列水利工程技术。
近年来，我国人工湿地研究与应用取得了显著进展，同时也面临一些挑战。
本文将从研究进展、应用场景和未来发展建议等方面进行探讨。
一、研究进展在人工湿地的研究方面，以往主要集中在湿地植被、水质净化和生态系统功能等方面。
不仅在湿地植被研究中不断发现新的湿地植物种类，还对湿地植物的养护、繁殖和栽培等技术进行了深入研究，以提高湿地植物的生存率和繁殖效果。
同时，人工湿地在水质净化方面有着广泛的应用。
通过湿地植物的吸附作用，可以有效地去除水中的悬浮物、有机物和重金属等，从而达到水资源调蓄和净化的目的。
此外，人工湿地还能够提供生态系统服务功能，如保持水质稳定、调节水量等，对生态环境的维护有着重要作用。
二、应用场景人工湿地的应用场景多种多样，主要包括城市内的污水处理、污染水体修复和自然湿地的保护等方面。
在城市内，由于人口增加和工业发展的需求，城市污水处理越来越成为一个亟待解决的问题。
人工湿地凭借其技术成熟、经济可行和环境友好的特点，成为城市污水处理的重要手段。
通过构筑人工湿地，将城市污水引入湿地，经过湿地植物的吸附、降解作用，使水中的有机物和污染物得到有效去除，清洁的水资源再次返回水体中，实现了城市污水的处理和回收利用。
此外，对于一些污染的水体，如重金属污染、有机污染等，人工湿地也能够发挥重要的修复作用。
通过湿地植物的吸附和微生物的降解作用，将污染物转化为无害物质，从而实现水体的修复和健康。
三、未来发展建议尽管我国人工湿地在研究与应用方面取得了显著进展，但仍存在一些问题和挑战。
首先，人工湿地建设成本较高，需要大量的土地和资金支持。
因此，需要加大财政投入和政策支持，推动人工湿地建设。
其次，目前人工湿地的设计和运行还存在一定问题。
《2024年人工湿地植物的选择及植物净化污水作用研究进展》范文
《人工湿地植物的选择及植物净化污水作用研究进展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，污水处理问题逐渐凸显。
人工湿地作为一种新型的污水处理技术，以其低能耗、低投资和良好的生态效益受到了广泛关注。
植物作为人工湿地系统中的核心组成部分，其选择对湿地系统的稳定运行和污水净化效果具有重要影响。
本文将就人工湿地植物的选择及其在净化污水过程中的作用进行深入研究与探讨。
二、人工湿地植物的选择1. 常见人工湿地植物种类人工湿地植物种类繁多，主要包括芦苇、菖蒲、香蒲、水芹菜等。
这些植物具有较高的生长速度、耐污能力强、对水质改善效果好等特点。
在选择植物时，需根据湿地类型、气候条件、水质状况等因素进行综合考虑。
2. 植物选择的原则在选择人工湿地植物时，应遵循适应性、耐污性、生长速度、根系发达程度等原则。
适应性强的植物能够在不同环境条件下生长，耐污性好的植物能够承受较高的污染物负荷，生长速度快的植物能够快速覆盖湿地表面，根系发达的植物则有利于提高湿地的稳定性。
3. 植物选择的实验研究近年来，许多学者通过实验研究探讨了不同植物在人工湿地系统中的表现。
实验结果表明，某些植物在特定条件下对污染物的去除效果显著，如芦苇对氮、磷等营养物质的去除具有较好效果，而水芹菜则对重金属等污染物有较好的吸附作用。
三、植物净化污水作用研究进展1. 植物对污染物的吸收与转化人工湿地中的植物通过吸收、转化和降解等方式，将水中的污染物转化为无害物质。
例如，植物通过根系吸收水中的营养物质，并将其转化为自身生长所需的物质；同时，植物还能分泌出一些酶，将部分有机物降解为简单的小分子物质。
2. 根系微生物的协同作用人工湿地中的植物根系为微生物提供了生长和繁殖的场所。
这些微生物能够进一步分解有机物，将氮、磷等营养物质转化为气体或沉淀物，从而实现污水的净化。
研究表明，植物与根系微生物的协同作用对提高人工湿地的净化效果具有重要作用。
3. 不同植物的净化效果比较不同植物在人工湿地系统中的净化效果存在差异。
人工湿地中微生物去除污染物的研究进展
人工湿地中微生物去除污染物的研究进展目录引言 (1)1 人工湿地微生物去除污染物研究现状 (1)1.1 人工湿地时空变化对微生物去除污染物的影响 (1)1.2人工湿地系统中微生物的种群结构对污染物去除的影响 (3)1.3 人工湿地中的酶与污染物去除效果研究 (4)1.4人工湿地系统中微生物对特殊有机污染物的降解的影响 (6)1.5 人工湿地基质微生物的代谢特征和功能 (7)2 结语 (9)引言人工湿地技术是20世纪70年代末发展起来的一种新型的污水生态处理新技术, 其特点是投资少、效率高、抗冲击、处理效果稳定、运行费用低、维护方便和景观生态相容性好。
目前已被用于处理各种类型的废水, 如居民生活污水、养殖废水、酸性矿排水、暴雨径流、面源污染控制以及河流、湖泊湿地恢复和重建, 同时在城市市政工程建设中发挥作用。
一般认为, 人工湿地是通过植物-土壤-微生物的综合作用实现对污染物去除的, 其中微生物是对污染物进行吸收和降解的主要生物群体和承担者, 微生物在湿地基质中与其他动物和植物共生体的相互关系往往起着核心作用。
在人工湿地系统净化污水过程中, 基质中的微生物起到十分重要的作用, 一方面它们既是生态系统中的重要组成部分, 另一方面又是有机污染物去除的积极分解者, 它们的组成以及功能的发挥将直接影响人工湿地的净化效果。
近年来对湿地微生物的研究逐渐深入, 包括微生物种群时空分布, 微生物酶活性, 遗传多样性等。
本文总结归纳了国内外有关人工湿地系统中微生物去除污染物的研究进展。
1 人工湿地微生物去除污染物研究现状围绕人工湿地基质微生物去除污染物已经展开了多方面的研究, 主要包括微生物数量、种群分布、酶活性以及有机物的生物降解等几方面。
1.1 人工湿地时空变化对微生物去除污染物的影响黄德锋等分析了复合垂直流人工湿地污染物的沿程降解情况。
结果表明, 湿地系统中污染物质量浓度沿程逐渐降低。
当污水由下行池流入上行池时, 大部分污染物已被去除, TN、TP、COD和NH+4-N在下行池的去除率分别为63.7%、66.7%、72.2%和67.9%, 污染物主要在下行池通过基质微生物和植物的协同作用被去除。
《2024年人工湿地去污机理及其国内外应用现状》范文
《人工湿地去污机理及其国内外应用现状》篇一一、引言随着工业化、城市化的快速发展，水环境污染问题日益严重，水体富营养化、黑臭现象频发，给生态环境和人类健康带来了巨大威胁。
人工湿地作为一种自然与工程相结合的水处理技术，具有投资成本低、操作简单、维护方便、处理效果好等优点，在国内外得到了广泛的应用。
本文旨在探讨人工湿地的去污机理及其在国内外的应用现状。
二、人工湿地的去污机理人工湿地主要通过模拟自然湿地的生态系统，利用湿地植物的吸收、微生物的降解、基质的过滤以及湿地的自净作用，对水中的污染物进行去除。
其去污机理主要包括以下几个方面：1. 物理净化机制：人工湿地中的基质、湿地植物及水体间的相互作用，能对水中的悬浮物进行截留、过滤、沉淀等物理过程，从而达到去除污染物的效果。
2. 生物净化机制：人工湿地中的微生物通过分解、氧化等生物化学反应，将水中的有机物、氮、磷等污染物转化为无害或低害的物质。
此外，湿地植物通过吸收和同化作用，将部分污染物转化为自身的组织成分。
3. 化学净化机制：人工湿地中的某些化学物质如铁、锰等能与水中的重金属离子发生化学反应，形成沉淀物并附着在基质上，从而降低水中重金属的浓度。
三、国内外应用现状（一）国内应用现状近年来，我国在人工湿地领域的研究与应用取得了显著成果。
目前，人工湿地已广泛应用于城市污水处理、农村生活污水处理、工业废水处理等领域。
在北方地区，由于气候条件适宜，人工湿地在处理寒冷地区生活污水方面具有独特的优势。
同时，我国在人工湿地的设计、施工及运行管理等方面也积累了丰富的经验。
（二）国外应用现状国外对人工湿地的研究与应用起步较早，技术相对成熟。
许多国家在人工湿地的设计、建设及运行管理方面形成了自己的特色和优势。
例如，美国、欧洲等国家在人工湿地的建设过程中注重生态环境的保护和改善，将人工湿地与景观建设相结合，实现了生态效益和经济效益的双赢。
此外，国外在人工湿地的应用领域也更加广泛，包括雨水处理、地下水净化等方面。
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图1
湿地水力学概念模型
F ig . 1 Conceptualmodel of wetland hydraulics
念模型 (图 2、 3)
[ 10]
。
。但人工湿地构
成复杂, 包括不同的介质材料、 水、 微生物和植物, 而且反应 机理多样, 包括物理、 化学和生物反应。因此, 建立人工湿地 模型相对困难, 造成不同条件下模型差异很大 , 缺乏通用性。 人工湿地模型化方法有定量化方法和定性化方法, 定量化方 法有经验模型和统计模型 , 定性化方法有概念模型。笔者对 此进行了介绍 , 以期为人工湿地在实际中的应用提供指导。 1 概念模型 人工湿地的概念模型定性刻画了湿地系统的行为, 在模 型建立初期形成。 Dueve 建立了人工湿地水力学概念模型 ( 图 1) 。该模型包含了主要的系统构成及其相互关系。 其中, 降雨量可从气象资料中获取 , 蒸发和蒸发蒸腾量可通 过气象资料用经验或半经验公式获得, 地下水流的影响忽略 不计。 Jorgensen总结并建立了人工湿地中 N 和 P 转化概
在环境工程领域, 湿地改善水质的潜在价值一直受到世 界范围内业内人士的广泛关注。尽管部分天然湿地用于污 水处理已经进行了 100多年
[ 1]
, 但出于对天然湿地保护以及
防止渗漏污染地下水考虑 , 一直存在是否利用天然湿地处理 污水的强烈争论 , 并因此诞生了人工湿地污水处理技术 [ 2] 。 应用人工湿地进行污水处理起源于欧洲。早在 20 世纪 50 年代, 德国植物学家 Seidel将植物从天然环境中移植到人工 环境中, 其研究激发了人工湿地的研究和开发。 20多年后 , [ 3] 第一个应用型人工湿地诞生于德国的 O thfresen 。自此, 人 工湿地在世界范围内得到研究和应用。如在美国, 研究始于 20世纪六七十年代大量研究, 在我国的研究起步较晚, 较早 的研究开始于 90年代初。 为了描述人工湿地去除污染物的行为, 预测处理效果 , 优化设计和运行, 从 20世纪 70年代中期开始, 一些研究者 进行了建立人工湿地模型的研究工作
[ 15- 17]
。理想的推流式运行即进水进入湿地后 , 在整个湿
地中的运行呈均匀的层流, 分配均匀, 流速均匀。设计建议 使用较大的长宽比, 沿长度从一端进水, 另一端出水, 以保证 水流的推流式运行。但实际上 , 一些因素可以导致这种均匀 性的失败。这些因素包括 : 局部隔水层和地形变化, 水流长 距离传输形成的沟流通道以及散落层和横向扩散对水流的 影响等。因此, 自由水面人工湿地水流呈推流 + 扩散模式, 类似于连续搅拌反应器 ( CSTR )
摘要 在人工湿地广泛应用于污水以及面源污染治理中 , 人工湿地去除污染物模型是指导设计和保障处理效果的基础和关键。简要地 介绍了人工湿地定性模型和定量模型 , 前者包括水力学概念模型、 人工湿地中 N 和 P 转化概念模型, 后者包括污染物去除经验模型 ( 包 括有机物 、 总悬浮物和氨氮去除模型 ), 以期指导人工湿地在实际中的应用。 关键词 人工湿地 ; 模型; 污水处理 中图分类号 X 703 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2010) 15- 08138- 03 R esearch Progress of ConstructedW etland R e m oval PollutantsM odel ZHU Y an et al ( China N ortheastM unic ipa lEng ineering D esign and R esearch Institute , D alian, L iaoning 116600) A bstract In the w ide spread application of constructed wetlands for po int and non -po int pollutionm anage m en, t constructing wetland pollutant re m ovalm odels are the basic and key factors for directing design and ensuring treat m ent effic iency . The study briefly introduced qua lita tive and quantita tive constructed we tlandsm ode ls . The for m er includes hydraulic concept m ode l and N and P transfor m ation conceptm ode; l and the latter co m prises po llutant re m ova l e m p iricalm odels includ ing organicm atter , tota l suspended so lid and n itrogenm odels , so as to guide the ap p lication of constructed land in practice . K ey w ords Constructed w etland ; M ode; l W astewater treat m ent
- 1 2 + + + + + + +
式中, K d 为速率常数, 取决于温度; K dm 为半饱和常数。但按 传统方法, 反硝化速率常用一级反应动力学公式表达。降雨 中的 N 通过雨水中的含 N 量和降雨量求得。固 N 部分因较 少而忽略。根系吸收 N 可用下式表达: KC nit ra te RN m ax - RN uptake(N ) = B io m ass( root) Km + Cnit ra te RN max - RN m in 式中, K 为取决于温度的速率常数; Km 为半饱和常数; Cni trate 为硝酸盐浓度 ; RN m ax为根系 N 浓度的高限 ; RN m in 为根系 N 浓度的低限; RN 为根系的硝酸盐浓度。 Jorgensen认为, 从根 系传输到植物中的 N 可忽略不计 。 在 P 转化过程中, 有机 P 的矿化与有机 N 的矿化类似 , 但反应速率不同。在湿地系统中, 除 P 过程可以用除 N 过程 方程表达, 只是参数值不同而已。 2 经验模型 目前, 一般认为, 人工湿地属于附着生长生物膜反应器 , 水流呈推流式水动力学特征, 污染物降解符合一级反应动力 [ 11- 14] 学 。一级反应动力学常数通过实际资料回归分析求 得。经验模型如下: C = C0 e 式中, C 为水中污染物浓度 ( m g /L); C0 为进水污染物浓度 (m g /L); k 为一级反应动力学参数 ( 1 / d); t 为水在湿地中的 停留时间 ( d) 。 K ad lec和 Kn ight 用一级反应速率参数和背景值, 对上述 模型进行修正 : * Co ut - C - k. / H LR * = e C in - C 式中, Co ut为 出水污染物浓度 (m g /L) ; C 为污染物背景值浓 度 ( mg /L) ; C in为进水污染物浓度 ( m g/L) ; k . 为一级反应速 率参数 ( m / d) ; H LR 为水力负荷率 ( m / d) 。 BOD 去除率是在推流式一级反应动力学基础上推导出 来的。 Q ( lnC0 - lnCe ) A= KT @ d @ U 式中, A 为湿地面积 ( m ) ; Q 为流量 ( m /d); C0 为进水 BOD (m g /L); Ce 为 出水 BOD ( m g/L ); K T 为级 反 应速 率常 数 ( d ); d 为床体深度 ( m ); U 为床体孔隙度 ; T 为温度 ( e ) 。
N 转化过程中, 矿化过程一般用一级反应动力学表达, 反应速率常数取决于温度和湿度。硝化过程用一级反应动 力学表达。吸附过程用兰茂尔 ( Lang m u ir) 公式表述, 吸附常 数视介质类型而定。挥发也用一级反应动力学表达, 挥发速 率取决于水分含量、 pH 值和温度。反硝化发生在缺氧区, 反 硝化速率常用 M ichaelisM en ten建立的方程表达: r= kd [NO 3 - N ] kdm + [NO 3 - N ]
38卷 15 期
朱 岩等
人工湿地去除污染物模型的研究进展
8139
最大 粒径 8 mm, 占 10 % ) 。 BOD 负荷 率应 该在 80 ~ 110 kg/ ( hm # d) 以下。 水力停留时间:
2
HRT =
A @d @ U L 或 HRT = Q K S @S
3 2
式中, L 为床体长度; KS 为水力传导率 [ m / ( m # d) ]; S 为 床体坡度 ( m /m ) 。 经回归分析, 潜流人工湿地中 TSS 的去除率与水力负荷 率呈正比:
图3 Fig .3 湿地中的 P 循环 P cycle in wetland
C e = C0 ( 0. 105 8+ 0 . 001 1 HLR ) 式中, Ce 为出水 TSS( m g/L); C0 为进水 TSS ( mg /L); HLR 为 水力负荷率 ( c m / d) 。 利用潜流人工湿地去除 BOD、 TSS和 N, 设计时一般分 2 级单元。第 1级主要用于去除 BOD, 第 2级主要用于去除 N。资料表明, 用于去除 BOD 的湿地单元, 水力停留时间仅 为 12~ 24 h。 NH4 -N 的去除发生在第 2单元 , 但总 N 在第 1 单元去除了 1 /3。因此, 合理的设计方法是考虑 NH 4 -N 的去 除量来确定第 2单元的大小。 推流式反应器中, 微生物对 NH4 -N 的去除遵循一级反 应动力学: + + ( -K H ) NH 4e = NH 4i e 式中, NH 4 i 为进水 NH4 -N 浓度 ( mg /L); NH 4e为出水 NH4 -N 浓度 ( mg /L ); K 为动力学速率常数 ( 0. 497d , r = 0 . 86 ); H 为 HRT ( d) 。