海南地区垂直潜流人工湿地增加缓释碳源强化去除TN的性能研究

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潜流人工湿地中植物对氮磷净化的影响

潜流人工湿地中植物对氮磷净化的影响刘树元;阎百兴;王莉霞【摘要】采用潜流人工湿地系统,配制以NH4+-N、NO3--N和PO43--P为主要成分的模拟污水,通过间歇运行方式,考察了芦苇和小叶章的生长情况、生理生态学特性及其对污水中N、P净化效能的影响,并研究了植物对湿地系统PH变化、NO3--N和NH4+-N净化效率的影响.结果表明,当水力停留时间为7d时,小叶章和芦苇湿地对TN的去除率分别为65.1％和99.6％,去除负荷分别为1.66g·m-3·d-1和2.53g·m-3·d-1.小叶章和芦苇对去除TN的贡献率分别为14.7％、61.7％,对去除TP的贡献率分别为11.7％和12.9％;芦苇植株内N、P浓度分别为29.2mg/g和3.41mg/g.芦苇湿地的净化效能高于小叶章湿地.湿地系统中Ph值先升高后降低的拐点可作为氨氧化反应结束的指示参数.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2011(031)006【总页数】9页(P1538-1546)【关键词】湿地植物;人工湿地;去除负荷;去除率;pH【作者】刘树元;阎百兴;王莉霞【作者单位】中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室,吉林长春,130012;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室,吉林长春,130012;中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室,吉林长春,130012【正文语种】中文Abstract:In order to explore the approaches of ecological engineering for a non-point source pollution caused by paddy field runoff in the Sanjiang Plain，and to seek suitable wetland plants which are appropriate to be used under the local natural conditions in constructed wetlands two subsurface flow constructed wetlands(SSFCWs)，2.0 m in length，0.5 m in width and 0.65 m in depth，were set up by selecting the local soil andslag(3－5 mm in diameter)as the substrates and transplanting two typical natural marsh wetland plants，Calamagrostis angustifoliaandPhragmites australis.The wetlands were dosed in batch operations using synthetic wastewater without the addition of any organic carbon but with the addition of ammonium-N(30.32 mg/L)，nitrate-N(28.74 mg/L)and phosphate-P(10.15 mg/L)as major pollutants.The results suggested that both of the two plant species maintained normal growth in the wastewater，which demonstrates their good pollutant resistance.During the experimental period，the relative growth rate ofPhragmites australiswas 0.042 d－1，which was 2.82 times higher than that ofCalamagrostis angustifolia.During a 7-day wastewater retention，an average TN removal rate forCalamagrostis angustifoliaandPhragmites australisof 65.1%and99.6%，respectively，and a TN removal load of 1.66 g·m－2·d－1and 2.53 g·m－2·d－1，respectively，were obtained.The wetland withPhragmites australisdemonstrated a higher nitrogen removal efficiency.In the courseof direct nutrient uptake，the contribution ratios to TN removal achieved byCalamagrostis angustifoliaandPhragmites australiswere 14.7%and 61.7%，respectively;whereas for TP，the ratios were 11.7%and 12.9%，respectively.Apart from its uptake rate，the accumulation and concentration of nitrogen in the plants were higher than those of phosphorus，whereas a significant difference of nutrient assimilation between different plants was observed.The nitrogen uptake rate ofPhragmites australiswas 0.519 g·m－2·d－1，i.e.3.94 times higher than that ofCalamagrostis angustifolia.The phosphorus uptake rate ofPhragmites australiswas nearly the same as that ofCalamagrostis angustifolia(0.012 g·m－2·d－1and 0.011 g·m－2·d－1，respectively).The concentrations of TN and TP in the biomass ofPhragmites australiswere measured as 29.2 mg/g and 3.41 mg/g，respectively，which were 1.83 and 1.49 times as those ofCalamagrostis angustifolia.The N and P content in the leaves was found to be higher than that of the stems，for bothCalamagrostis angustifoliaandPhragmites australis.ForCalamagrostis angustifolia，the N and P concentrations in the leaves were 3.66 and 1.03 times higher than those of the stems，and forPhragmites australis，the N and P concentrations in the leaves were 3.17 and 0.68 times higher than those of stems，respectively.The N and P assimilation capacity ofCalamagrostis angustifoliawas lower than that ofPhragmites australis.The removal effectiveness of-N exceeded that of NO3－-N in each of the SSFCWs.A visible segregation effect of purification for nitrogen and phosphate pollution was found in SSFCWs，and the purification capacity of the top layer was higher than that of the bottom layer in each wetland.The pH values of the top layer of the SSFCWs were lower thanthose of the bottom layer during the operation process of the SSFCWs.The variation curves of the pH values decreased firstly and then increased.The-N concentration affected the pH values markedly.The break-point of thepH curve was suggested to be an indicator of the end of the-N reaction.The results clearly demonstrated that constructed wetlands could be a potential technology for nutrient removal from paddy field runoff.The purification capacity of the wetland planted withPhragmites australisexceeded that of the wetland withCalamagrostis angustifolia.Key Words:wetland plants;constructed wetland，removal load;removal efficiency;pH三江平原是我国重要的水稻产区，全区可耕农田的35%为水田[1]，且有逐年增加的趋势，因而水田开发成为三江平原自然湿地保护及河流生态环境保护的严重威胁，开展以农田退水为主的面源污染治理研究迫在眉睫[2]。

潜流人工湿地冬季运行的强化措施及效果分析

中图分类号：Ｘ１４
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４ — １０２１（２０１４）０３一ＯＯ４４ — ０３
１引言
人工湿地污水处理系统的应用始于２０世纪７０年代初，作为一种新兴的污水处理工艺，已在污水处
苇湿地工程；１９９０年７月，国家环境保护总局华南环境保护研究所在深圳白泥坑建造了占地约１２６０００ｍ，日处理量３１００ｍ的人工湿地示范工程［３］。由于我
运行经冬季保温强化后对各指标的去除效果，以期
平均去除效果都有较大提高，ＣＯＤ去除率由２５％提升至４９％、ＴＮ去除率由２７％提升至４５％、ＴＰ去除率由２９％提升至５１％。关键词：潜流人工湿地；冬季运行；强化措施
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒａｒｔｉｉｃｆｉａｌｗｅｔｌａｎｄｕｎｄｅｒｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｐｏｏｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔ．ｔｒｙｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｕｎｄｅｒｃｕｒｒｅｎｔｏｆａｔｉｒｉｆｃｉａｌｗｅｔｌａｎｄｗｉｎｔｅｒｒｕｎｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔ．Ｕｓｉｎｇａｃｔｉｖａｔｅｄｓｌｕｄｇｅｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｉｌｆｍ，ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｗｉｎｔｅｒｒｕｎｎｉｎｇｔｅｓｔｓ，ａｎａｌｙｓｉｓｔｅｓｔｏｆａｒｔｉｉｃｆｉａｌｗｅｔｌａｎｄｉｎｗｉｎｔｅｒｒｕｎｎｉｎｇａｆｔｅｒｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｂｙｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓ．ｅａｃｈｉｎｄｅｘａｖｅｒａｇｅｒｅｍｏｖａｌｅｆｉｃｆｉｅｎｅｙａｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄｇｒｅａｔｌｙ：Ｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ２５％ｔｏ４９％ｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｏｆＣＯＤａｎｄＴＮｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｒｏｆｍ２７％ｔｏ４５％．ａｎｄＴＰｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｒｏｆｍ２９％ｔ０５ｌ％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｎｄｅｒｃｕｒｒｅｎｔｏｆａｒｔｉｉｃｆｉａｌｗｅｔｌａｎｄ；ｗｉｎｔｅｒｒｕｎｎｉｎｇ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓ

铁矿石和生物炭添加对潜流人工湿地污水处理效果和温室气体排放及微生物群落的影响

铁矿石和生物炭添加对潜流人工湿地污水处理效果和温室气体排放及微生物群落的影响铁矿石和生物炭添加对潜流人工湿地污水处理效果和温室气体排放及微生物群落的影响潜流人工湿地是一种常见的污水处理技术，可有效去除污水中的有机物、氮和磷等污染物。

为了进一步提高潜流人工湿地的处理效果，并减少温室气体排放，研究人员进行了一系列的实验，考察了铁矿石和生物炭添加对潜流人工湿地的影响。

实验设置了三个处理组：一个是仅添加了铁矿石的组，一个是仅添加了生物炭的组，另一个是只有基础填料的对照组。

所有组别的湿地处理同样的污水。

实验持续了数月，并进行了一系列的监测和分析。

首先，研究人员对潜流人工湿地的处理效果进行了评估。

结果显示，添加了铁矿石和生物炭的处理组的去除率明显高于对照组。

尤其是对于氮和磷的去除效果更为显著。

这是因为铁矿石具有良好的吸附性能，可以去除污水中的磷。

生物炭则可以提供更大的比表面积，增强菌群附着和微生物活性，提高湿地的降解能力。

其次，研究人员还考察了添加铁矿石和生物炭对温室气体排放的影响。

他们测定了湿地中甲烷和二氧化碳的排放量。

研究结果显示，添加了铁矿石和生物炭的处理组的温室气体排放量明显降低。

这是因为铁矿石和生物炭能够吸附和包裹有机物，减少有机物的降解产物，从而减少温室气体的生成和排放。

最后，研究人员还对不同处理组的微生物群落进行了分析。

结果显示，添加了铁矿石和生物炭的处理组的微生物多样性较高，且种群丰富度也较高。

这是因为铁矿石和生物炭提供了额外的底物和营养物质，为微生物的生长和繁殖提供了良好的条件。

同时，这些添加物也对微生物的代谢产物有一定的影响，从而影响微生物群落的结构和功能。

综上所述，铁矿石和生物炭的添加可以显著提高潜流人工湿地的污水处理效果，并减少温室气体的排放。

这主要是通过提供附着面积、吸附性能和促进微生物活性来实现的。

此外，添加铁矿石和生物炭还对微生物群落的结构和功能有一定的影响。

这些研究结果对于改善潜流人工湿地的设计和运行有着重要的意义，并为进一步探讨其他添加物的应用提供了一定的参考价值综上所述，研究表明添加铁矿石和生物炭可以显著提高潜流人工湿地的污水处理效果。

潜流人工湿地处理城市污水氮和有机物的研究

潜流人工湿地处理城市污水氮和有机物的研究廖颉;刘迎云;陈小明【摘要】在自行建造的模拟人工湿地装置上,通过改变水位来控制小型潜流人工湿地DO浓度,从而提高处理效率.试验中两种水位变化的运行都降低了人工湿地的氮和有机物,特别是对氮有较好的去除效果.第1阶段水位小幅度变化,出水DO浓度主要在2～4mg/L之间,COD、BOD5、TN、TKN去除率分别在85%～93%,91%～95%,65%～75%和75%～85%之间;第2阶段水位大幅度变化,出水DO浓度主要在1～4mg/L之间,COD、BOD5、TN、TKN去除率分别在80%～88%,85%～90%,70%～80%和80%～90%之间.【期刊名称】《水科学与工程技术》【年(卷),期】2010(000)001【总页数】4页(P33-36)【关键词】潜流人工湿地;水位;溶解氧;氮;有机物【作者】廖颉;刘迎云;陈小明【作者单位】南华大学城市建设学院,湖南,衡阳,421000;南华大学城市建设学院,湖南,衡阳,421000;南华大学城市建设学院,湖南,衡阳,421000【正文语种】中文【中图分类】X703.3潜流人工湿地氮的形式主要以有机氮、－N、－N和-N 4种形式存在，各种形式的氮在人工湿地中的迁移转化，氮的去除受植物、溶解氧、pH值、碳源、温度等影响。

近年来，国内对湿地脱氮的研究仅停留在通过监测湿地进出水浓度变化进而推断出湿地硝化和反硝化所起的作用，对整个过程的控制因素及反应条件等进行过深入研究的很少，因而无法创造条件加强湿地的硝化反应和反硝化反应［1］。

另外，潜流人工湿地的缺氧/厌氧环境限制了有机物的去除速率［2］。

因此DO作为过程控制因素之一，它的可提供性是氮和有机碳去除的重要因素，潜流人工湿地获得DO的能力被认为是其去除COD和NH＋4－N的关键限制性因素［3～5］。

针对上述问题，采用的对策是通过水位调整来有效提高大气复氧。

本试验以模拟垂直潜流人工湿地为研究对象，考察了水位大幅度和小幅度变化对DO浓度的影响，以提高氮和有机物去除效率。

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。

垂直潜流人工湿地对农村污水的净化及微生物群落

垂直潜流人工湿地对农村污水的净化及微生物群落垂直潜流人工湿地对农村污水的净化及微生物群落摘要：垂直潜流人工湿地是一种利用湿地植物和微生物对农村污水进行净化的自然处理系统。

本文综述了垂直潜流人工湿地在农村污水净化方面的应用及其对微生物群落的影响。

研究发现，垂直潜流人工湿地可以有效去除污水中的悬浮物、有机物和氮、磷等营养物质。

同时，垂直潜流人工湿地还可以促进特定微生物的活性和增加微生物多样性，进一步提高污水净化效率。

本文旨在为农村污水处理提供一种环保、经济和可持续的解决方案。

关键词：垂直潜流人工湿地、农村污水、微生物群落、污水净化一、引言近年来，随着农村工业化和城镇化的快速发展，农村地区的水环境污染问题日益突出。

农村污水的无害化处理和资源化利用已成为一个亟待解决的问题。

传统的污水处理方法如化学处理和生物处理对能源和投资要求较高。

而垂直潜流人工湿地作为一种自然处理系统，具有处理效率高、投资低、运行成本低的优势，因此在农村污水处理领域得到了广泛应用。

二、垂直潜流人工湿地的工作原理垂直潜流人工湿地是一种通过湿地植物的生理作用和微生物的代谢作用，将污水中的有机物和营养物质降解为无害物质的处理系统。

垂直潜流人工湿地由预处理单元、主处理单元和后处理单元组成。

预处理单元用于去除污水中的大颗粒杂质，包括泥沙、木屑和麦秆等。

主处理单元是污水处理的核心部分，主要通过湿地植物的吸收、降解和转化作用来去除污水中的污染物。

后处理单元主要用于去除处理后水体中的余氯和微生物等。

三、垂直潜流人工湿地对农村污水的净化效果垂直潜流人工湿地可以同时去除污水中的悬浮物、有机物和氮、磷等营养物质。

研究发现，湿地植物的吸收根系和微生物的降解作用是垂直潜流人工湿地去除污染物的重要机制。

湿地植物的根系能够吸收水中的营养物质，如氮和磷，减少水体中的浓度。

同时，湿地植物的根系还能产生氧气，促进微生物的生长和降解有机物的过程。

微生物会利用有机物作为能源进行代谢，将有机物降解为二氧化碳和水等无害物质。

《2024年垂直潜流人工湿地中污染物去除机理研究》范文

《垂直潜流人工湿地中污染物去除机理研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，水环境污染问题日益严重，湿地生态系统因其自然净化能力被广泛关注。

垂直潜流人工湿地作为一种高效、低成本的污水处理技术，具有广泛的应用前景。

本文旨在研究垂直潜流人工湿地中污染物的去除机理，为人工湿地的设计和运行提供理论支持。

二、垂直潜流人工湿地概述垂直潜流人工湿地是一种特殊的湿地生态系统，其特点在于水流在填料床中垂直下渗，而非在表面流动。

该系统主要通过物理、化学和生物过程去除水中的污染物，具有结构简单、维护方便、处理效果好等优点。

三、污染物去除机理1. 物理过程垂直潜流人工湿地中的物理过程主要包括沉积、吸附和过滤。

污水中的大颗粒物质在填料床中沉积，有效去除悬浮物。

同时，填料表面的吸附作用可以去除部分有机物和重金属。

此外，湿地植物根系和填料的共同作用形成了一个天然的过滤系统，有效去除水中的杂质。

2. 化学过程化学过程在垂直潜流人工湿地的污染物去除中起着重要作用。

湿地中的化学过程包括氧化还原反应、化学反应和络合反应等。

通过微生物的作用，污水中的有机物被氧化分解，转化为无害物质。

同时，湿地中的氧化还原条件有助于重金属的转化和固定，降低其生物毒性。

3. 生物过程生物过程是垂直潜流人工湿地去除污染物的关键。

湿地中的微生物通过吸附、吸收、代谢等作用，将有机物分解为简单的无机物，如二氧化碳和水等。

此外，湿地植物通过吸收养分、光合作用等生理过程，进一步去除水中的污染物。

四、研究方法本研究采用实验室模拟和现场试验相结合的方法，对垂直潜流人工湿地的污染物去除机理进行研究。

实验室模拟主要用于探究各过程的单独作用；现场试验则更接近实际运行条件，用于验证理论模型的可靠性。

同时，结合化学分析、生物检测等手段，对湿地中污染物的变化进行定量分析。

五、结论垂直潜流人工湿地通过物理、化学和生物过程的协同作用，有效去除水中的污染物。

其中，物理过程主要起到初步净化作用；化学过程通过氧化还原反应等降低污染物的生物毒性；生物过程则是污染物去除的关键，通过微生物和植物的作用实现污染物的降解和转化。

不同水力负荷下人工湿地对海南省生活污水的净化效果研究

试验基地位于海南省东方市板桥镇桥北村东北，采用垂直潜流人工湿地进行2.3 m、宽0.5%，基质组成为火山岩（80%）1.0 m，并配备有潜水泵、图1 试验工艺流程本试验通过控制进水量来改变人工湿地的水力负荷，本次试验取样时间为2019年5月2日至6月10日，两天取一次水样，每个水力负荷条件下取样5次，5月1日至10日水力负荷为0.4 m3/（m2·d），5月11日至20日水力负荷为0.6 m3/（m2·d），5月21日至30日水力负荷为0.8 m3/（m2·d），5月31日至6月9日水力负荷为1.0 m3/（m2·d），分别在率。

在软件用P成制图。

（a）COD去除率-N去除率（b）NH3（c）TN去除率（d）TP去除率不同小写字母表示植物组合间差异性显著（P＜0.05），误差线为标准误差（n=5）图2 不同植物组合净污效率比较（a）COD去除率（b）NH3-N去除率（c）TN去除率（d）TP去除率不同小写字母表示不同水力负荷间差异性显著（P＜0.05），误差线为标准误差（n=5）图3 不同水力负荷条件净污效率比较2.3 湿地植物和水力负荷条件交互作用对净污效果的影响由表3可知，植物组合对TN的去除率影响极显著，对COD、NH3-N、TP的去除率影响不显著，水力负荷对COD、NH3-N、TN、TP的去除率影响极显著（P＜0.001）。

植物组合和水力负荷二者对COD、NH3-N、TN、TP的去除率均无显著交互作用。

3 讨论在本试验中，水力负荷对农村污水主要污染物去除率具有显著影响，总体表现趋势为随着水力负荷的增加，COD、NH3-N、TN、TP去除率逐渐下降。

－　４３　－注：***江苏农业科学，2013，41（9）：310-314.人工潜流湿地深度处理污水厂二级出水邯郸：河北工程大学，2018.不同植物与水力中国环境科。

人工湿地除氮机理模型的研究进展

，
ｍｅｈｎｓｂｏｓｕｔｄｗｔｎｓｉｓｉｔｈｔｇｆｕｌａｉｅｒｓａｃ．Ｔｕｎｉｈｅｌｎｉｏｅｅｖｌｃａｉｍｃａｉｍｙｃｎｔｃｅｅｌｄｓｔｌａｔｅｓａｅｏａｉｔｅｅｒｈ，ｏｑａｔｙｔｅｗｔｄｎｔｇｎｒｍｏａｒａｌｑｔｖｆａｒｍｅｈｎｓ
关键词：人工湿地；除氮；理模型机
中图分类号：５Ｘ２
文献标识码：文章编号：０７—０７２１）０Ａ１０３０（０１６—０２００３— ４
ＴｈｅＲｅｅｒｈＰｒｇｅｓｏｉｒｅＲｅｏｅｌＭｅｈａｓｏｄｌｉｎｔｕｃｅｅｌｎｓａｃｏｒｓｆＮｔｏｇｎｍｖａｃｎｉｍＭｅｎＣｏｓｒｔｄＷｔａｄ
度也在不断提升。美国国家环境保护署（Ｐ根据污染物的ＥＡ）
组成及主要来源将非点源污染主要分为４种成分，养物质就营
是其中之一。流域综合治理由于其更加体现可持续发展的理念，也越来越多的被人们所关注和重视。人工湿地在以上各
用前景。但人工湿地除氮过程复杂，除氮机制尚处于定性研究阶段。为定量描述人工湿地除氮机制，学模其数
型是一种有效的方法。本文主要总结介绍了人工湿地的除氮机制及其模型研究进展，旨在为今后的湿地应用提
供有益的参考。

垂直潜流人工湿地中污染物去除机理研究

垂直潜流人工湿地中污染物去除机理探究引言：水是人类生活和工业生产的基本需求之一，但随着人口增长和工业化进程的加速，水资源的污染问题日益突出。

而垂直潜流人工湿地（Vertical Subsurface Flow Constructed Wetland, VSSF CW）作为一种生态工程技术，已经被广泛应用于城市污水处理和水环境修复领域，其奇特的污染物去除机理备受关注。

本文将盘绕垂直潜流人工湿地中污染物去除机理进行探究。

第一部分：垂直潜流人工湿地的基本原理1.1 垂直潜流人工湿地的结构及运行方式垂直潜流人工湿地是一种通过人工构筑物模拟自然湿地过程的生态工程系统，其基本结构包括水平流状预处理区、垂直潜流排水区和水平流状的后处理区。

底部为排水层，上部依次是渗水层、植物根系层和表层覆土层。

1.2 垂直潜流人工湿地的处理机理垂直潜流人工湿地主要通过以下几种机制去除污染物：1) 生物降解机制：湿地中的植物根系和微生物共同作用，将有机物分解为二氧化碳和水等无害物质；2) 吸附机制：湿地中的植物根系和介质颗粒表面具有吸附性能，能够吸附重金属离子和有机物等污染物；3) 沉积机制：污染物在水流通过湿地过程中，由于流速减小而沉积到介质颗粒和根系周边；4) 离子交换机制：湿地中介质颗粒表面带有电荷，能够与水中带电离子进行离子交换来去除污染物；5) 微生物作用机制：湿地中的微生物对污染物有生物转化作用，将污染物降解为无害物质。

第二部分：污染物的去除机理探究2.1 有机物的去除机理有机物是垂直潜流人工湿地中常见的污染物之一，其主要去除机理包括生物降解和吸附作用。

湿地中的植物根系和微生物能够分解有机物，将其转化为二氧化碳和水。

另外，湿地介质颗粒表面的有机质和植物根系能够吸附相应的有机物。

2.2 重金属的去除机理重金属是垂直潜流人工湿地中常见的污染物之一，其主要去除机理为吸附和沉积。

湿地介质颗粒表面以及植物根系能够吸附重金属离子，将其从水中去除。

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去除率为 48.01%，加缓释碳源 TN 平均去除率为 50.54%；垂直潜流人工湿地处理污水处理厂一级 B 出水时，基质中增加缓释碳源对 TN 的去
除效果有一定的提高，与不增加缓释碳源相比，TN 平均去除率由 19.53% 提升到了 24.44%，TN 的去除效果提升了 25.14%。
关键词：垂直潜流人工湿地；TN；NH3-N；缓释碳源
Liu Sheng , Li Cheng ,Wen Yamin (Beijing Shenzhou Ruilin Environmental Technology Research Institute Co. LTD.,Beijing 102218,China)
Abstract:Vertical constructed wetland adding a percentage of coconut fiber and peanut shells as a slow release carbon source. Through the treatment of rural domestic sewage and grade B effluent of sewage treatment plant, the treatment effect of constructed wetland on TN was compared, and the enhanced removal performance of TN by adding sustained release carbon source was evaluated.The experimental results showed that: when the vertical subsurface flow constructed wetland was used to treat rural domestic sewage, the removal effect of TN in the wetland with slow-release carbon source was not significantly improved. When the hydraulic load was 0.6m3/ (m2·d), the average TN removal rate of wetlands without slow-release carbon source was 48.01%, and that of wetlands with slow-release carbon source was 50.54%. Vertical constructed wetland treatment wastewater of level B effuent, the wetland with increased slow-release carbon source has a certain improvement in TN removal effect, compared with the wetland without increased slow-release carbon source, the average removal rate of TN increased from 19.53% to 24.44%, TN removal effect increased by 25.14%.
环境与发展
SHIYANYANJIU
海南地区垂直潜流人工湿地增加缓释碳源强化去除 TN 的性能研究
刘圣，李程，温亚敏
（北京神州瑞霖环境技术研究院有限公司，北京 102218）
摘要：在下向潜流人工湿地中增加一定比例的椰壳纤维素和花生壳作为缓释碳源，通过分别处理农村生活污水和污水处理厂一级 B 出水，
对比含缓释碳源人工湿地和不含缓释碳源人工湿地对 TN 的处理效果，评估增加缓释碳源强化去除 TN 的性能。试验结果表明：垂直潜流人工湿地处理农村生活污水时基质中增加缓释碳源对 TN 的去除效果没有显著的提高，水力负荷为 0.6m3/X703
文献标识码：A
文章编号：2095-672X(2019)07-0126-03
DOI:10.16647/15-1369/X.2019.07.075
Study on the enhanced removal of TN in vertical constructed wetlands in Hainan province
Key words:Vertical constructed wetlands;TN;NH3-N;Slow-release carbon source
海南岛是中国唯一的热带海岛，地处 108° 37′～ 111° 03′ E， 18° 10′～ 20° 10′ N，总面积约为 3.54×104 km2 [1]。目前，海南岛农村污水大多数都是未经处理直接排放，污染程度严重影响乡村人居环境，农村污水主要有生活污水、畜禽养殖污水等，污水排放量相对较小，若建污水处理厂，则投资较大且运行成本较高，不切合实际 [2]。海南岛属热带季风气候，年平均气温 22 ～ 27℃，适宜水生植物生长，建设人工湿地污水处理系统，并且海南省各村镇一般都有足够的空余地面建设人工湿地 [3]。其优点不仅表现为建造和运行成本低、易于维护、技术含量要求不高，而且可进行有效可靠的废水处理、缓冲对水力和污染负荷的冲击，更重要的是可以产生一定的经济、景观、生态效益。在农村污水无害化处理和应用中，人工湿地处理系统对 N、P 等营养物质的去除，可以使出水一次性营养物指标达标，且不存在二次污染，强化的人工湿地还可以彻底降解矿化有机污染物 [4]。人工湿地脱总氮的主要限制性因素之一是碳源，由于目前生活污水中 C/N 普遍不高，所以，利用人工湿地进行脱氮处理时，极易因后期碳源不足导致系统脱氮效率不佳。因此，不少研究者试图通过人工投加外源性碳源来提高湿地的脱氮效果 [5]。