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基质堵塞是潜流人工湿地在工程应用中面临的最严重的运行管理问题之一。复合垂直流人工湿地(简称IVCW)是一种由下行池和上行池组成的新型垂直潜流人工湿地。本研究在系统探讨导致IVCW基质堵塞的结构和工艺上存在的缺陷的基础上,提出了相应的结构和工艺优化措施,从理论分析和模型模拟两方面评价了结构和工艺优化对于减缓基质堵塞的效果。为了深入研究添加蚯蚓的生物措施长期缓解IVCW基质堵塞的可能性,在开展野外IVCW中蚯蚓分布调查的基础上,研究了赤子爱胜蚓在堵塞基质中的适应性。 主要结论如下: (1)现有结构和工艺条件下运行的IVCW存在系统内部水流形态相对单一的问题,会出现下行池表层基质中堵塞物质的较快积累和氧含量不足导致堵塞物质分解缓慢的问题。 (2)通过双向布排水改进措施,增加基质层深度以及增设配水管集水管和控制器,优化了IVCW堵塞物在基质中的分布模式,从而减缓了下行池表层基质中堵塞物质的积累速度;同时提高了床体的复氧能力,加快了堵塞物质的分解。堵塞模型预测结果表明,改进后的系统有效使用寿命延长至原有系统的2.77倍。 (3)在一处运行5年处理高浓度有机废水的IVCW现场调查中发现,在下行池湿地植物的根部发现了两种不同类型不同生物量的蚯蚓栖息。初步观察发现,存在蚯蚓栖息的植物根部附近的湿地基质能维持相对干净的状态。由此推测,蚯蚓能够调控IVCW下行池表层基质的堵塞,减缓基质堵塞的进程。 (4)在静态培养实验中,以堵塞基质为培养介质的处理组,蚯蚓的生物量,平均单条蚯蚓的重量都高于仅添加营养基的处理组。赤子爱胜蚓对于堵塞污泥具有较好的适口性。以堵塞基质为培养介质的处理组,蚯蚓体内的纤维素酶的活性同其在自然条件培养下蚯蚓体内的的纤维素酶活性无显著性差异(P>0.05),表明蚯蚓在堵塞基质环境下蚯蚓能够发挥正常的生理功能,有效降低系统中的有机质,为生物缓解基质有机物堵塞提供科学依据。