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阐述了人工湿地的除污机理、主要的动力学模型、设计方法、国内外的研究现状和人工湿地系统目前存在的问题。基于人工湿地的地域差异性特点,研究在江西地区应用复合垂直流人工湿地处理生活污水中氮、磷的效益和规律。首先通过试验确定复合垂直流人工湿地的最佳运行工况,再利用正交试验分析复合垂直流人工湿地处理氮、磷效果的主要影响因素。进而进行各主要影响因素的多水平试验研究其对氮、磷净化效果的影响规律。并建立各氮、磷等污染物与水力停留时间之间的一级反应动力学方程。研究分析结论如下:(1)复合垂直流人工湿地的运行方式对污水的净化效果有着很大的影响。对于美人蕉和风车草复合垂直流湿地系统而言,在水力负荷为181.25mm/d下研究五种工况的净化效果。结果表明运行周期为6小时,停水3小时进水3小时的工况净化效果最好,湿地床CODcr、NH3-N、TN、TP的出水水质均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》一级A标准;美人蕉湿地床对CODcr、NH3-N、TN、TP的去除率分别为93.2%、73.5%、70.54%、92.5%,风车草湿地床对CODcr、NH3-N、TN、TP的去除率分别为88.6%、58.1%、65.84%、91.6%。(2)正交试验结果表明:四个因素中影响氨氮和总磷的作用大小依次为:流程>水力负荷>pH值>CODcr,影响总氮的作用大小依次为:流程>水力负荷> CODcr > pH值。(3)复合垂直流人工湿地系统净化污水的效果与水力负荷有着紧密的关系,两组湿地床的净化效果均随水力负荷的增加而降低。在水力负荷为241.5mm/d时,两组湿地床出水的各项污染指标均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》一级A标准;美人蕉湿地床对CODcr、NH3-N、TN、TP的去除率分别为90.0%、69.6%、61.67%、90.9%,风车草湿地床在该水力负荷下CODcr、NH3-N、TN、TP的85.3%、54.8%、55.92%、87.78%。试验结论分析表明,在江西地区利用复合垂直流人工湿地处理生活污水能够达到较好的效果。(4)污染负荷试验研究表明,污染负荷对复合垂直流人工湿地的去除负荷有较大的影响。CODcr、NH3-N、TN、TP的去除负荷均随污染负荷的增加而增加,而且均呈现出一定的线性关系。表明复合垂直流人工湿地在试验范围内对以上四项污染物仍存在一定的提升潜力,该湿地系统可用于处理更高浓度的污水。(5)污水在湿地系统中的流程对净化效果有重要的影响。CODcr、NH3-N、TN、TP的去除率均随流程的增加而增加,但呈现的关系却有所不同。CODcr去除率随流程变化在整体上表现出较好的线性关系。而NH3-N、TN、TP去除率随高度的变化在湿地前半段表现出较好的线性关系,但在流程为850mm处出现拐点。在1100mm处,两组湿地床的出水各项污染指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》一级A标准。(6)复合垂直流人工湿地对生活污水氮、磷的去除规律符合的一级动力学关系,美人蕉湿地床中的CODcr、NH3-N、TN、TP的一级动力学模型分别为ln(Ce/C0)= -0.0561t-1.0579、ln(Ce/C0)=-0.0415t-0.1785、ln(Ce/C0)=-0.0214t-0.5403、ln (Ce/C0) = -0.0423t-1.2517;风车草湿地床中的CODcr、NH3-N、TN、TP的一级动力学模型分别为ln(Ce/C0)=-0.0424t-1.0724、ln(Ce/C0)=-0.0273t-0.1589、ln(Ce/C0)=-0.0212t-0.4422、ln(Ce/C0)=-0.0295t-1.1265,相关系数R2均高于0.9。