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人工湿地作为一种技术经济优势明显的生态水处理技术,近20年来国内将其应用于污染河水及生活污水治理,积累了比较丰富的研究应用经验。本研究从国内人工湿地研究应用现状出发,通过收集处理污染河水及生活污水的各类型人工湿地运行参数及去除效果,形成了各类型人工湿地基础资料库,并采用数学分析软件分析得出处理特定污水的优选湿地类型以及各影响因子与污水去除效果的相关性及变化规律,可以为人工湿地研究应用及其设计、运行管理的标准化提供一定参考。
本研究得到的主要结论如下:
(1)国内处理污染河水及生活污水的人工湿地类型以水平潜流、垂直流及组合工艺为主；各类型人工湿地对污染河水中有机污染物COD的去除率要高于TN、NH4+-N和TP等氮磷污染物。污染河水中各污染物去除率平均值南方高于北方,生活污水中COD、BOD、TN的去除率南方高与北方,地理分布对污水中氮磷污染物的去除效果影响不大。
(2)垂直流及组合工艺对污染河水中COD的去除效果优于表面流和水平潜流,各类型人工湿地对TN、NH4+-N和TP等氮磷污染物的去除效果并没有显著差异；垂直流及复合垂直流对TP的去除效果要优于其他三种类型。污染物去除率一般随长宽比增大而减小,长宽比不宜过大或过小,在设计中应当合理取值。
(3)常用植物和其他植物、单一植物和复配植物对污染河水及生活污水中各污染物的去除效果存在不一致规律；植物对污水各污染物去除效果影响较小。常用填料对除COD外各污染物的处理效果不及非常用填料,非常用填料对氮磷的去除优势明显:多种填料组合对污染河水及生活污水中各污染物的去除均优于单一填料。
(4)COD、BOD进水浓度与去除率有显著的正相关关系,湿地处理污水抗有机污染物负荷能力比抗氮磷污染物能力要强。处理以含有机污染物为主的污染河水时,水力负荷与COD的去除率表现为显著正相关；高水力负荷下水平潜流COD去除效果良好,垂直流及复合垂直流对氮磷污染物去除效果良好。生活污水中水力负荷取值总体上比污染河水小,与COD、TN、TP、氨氮去除率的相关性不大；垂直流及复合垂直流处理含TP污染物高的生活污水时,抗水力负荷冲击能力强。
(5)停留时间与各污染物去除率的相关关系与水力负荷大致相反；对于生活污水,其相关关系除TP外COD、TN、氨氮与污染河水保持一致。有机污染物COD、CODMn的面积负荷对其去除率的影响比TN、TP和氨氮等氮磷污染物面积负荷对其去除率的影响要显著；TN面积负荷与去除率的关系存在湿地类型差异,组合工艺抗TN面积负荷比水平潜流、垂直流及复合垂直流要强。
(6)COD面积负荷、进水浓度与其去除率的相关性要大于水力负荷、停留时间和长宽比；TN进水浓度、水力负荷、停留时间对TN去除率的影响要大于长宽比；长宽比是影响氨氮去除率的重要因素,停留时间对氨氮去除率的影响最小。