垂直流模拟湿地对氮磷的去除.docx

模拟垂直流人工湿地系统净化水体氮磷探究实验
摘要通过对垂直流人工湿地系统实验室模拟实验（主要有物理吸附、生物膜利用等），以人工添加污水方式（无恒定流量）设计不同装置，从填料差异，水体运行停留时间等方面来分析影响垂直流人工湿地脱氮除磷的因素，进而为得出实验最佳装置设计方式以及探究垂直流人工湿地去除工业污水中氮磷设计。
关键词实验模拟垂直流人工湿地无恒定流量总氮总磷去除效率

人工湿地是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面，它是利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化．湿地系统主要由各种具有透水性的基质、水生植物、水体、湿地中低等动物和好氧或厌氧微生物种群五部分组成．
垂直流湿地属于潜流型人工湿地的一种，其综合了地表流人工湿地系统和潜流人工湿地系统地特性。在垂直潜流人工湿地中，污水从湿地表面纵向流向填料床的底部，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统，该系统的硝化能力一般高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水
垂直流人工湿地系统运行情况是否良好取决于进水水质（污染物形态，种类）、湿地的设计以及出水水质要求等因素，在实验室中模拟垂直流人工湿地，通过不同的装置填料设计，比较去除氮磷的效果，从而探讨影响垂直流湿地去除氮磷的因素。
实验室模拟垂直流人工湿地系统对氮磷的去除作用（主要有物理吸附、生物膜利用等）设计不同装置，从填料成分差异、填料配比差异、水体停留时间等方面综合分析影响垂直流人工湿地脱氮除磷的因素，研究该处理系统的除磷效果。探究重点在于，填料种类、填料分装位置、污水停留时间、生物膜形成情况对总氮总磷去除效果的影响。结果分析重点在于，流速、去除率、去除量
1.材料和方法
1.1实验装置
本实验设计主体装置为垂直流湿地模拟柱；
所有柱子统一为柱高30cm，内径15cm的透明塑料圆柱，在圆柱的上下各有一个突出的小管，分布在直径两侧，成为进水和出水口。出水口高出内底2cm；
共24柱

1.2填料配比
柱子分六种处理，每个处理4个平行。

=1\*GB4㈠、填料混匀之后装柱，有机质占总重的15%
处理一：土壤3.8市斤、有机质——（编号1、2、3、4)
处理二：蛭石4市斤、有机质——（编号5、6、7、8）
处理三：砂5市斤、有机质——（编号9、10、11、12）
处理四：砂2.5市斤、蛭石2.5市斤、有机质——（编号13、14、15、16）

=2\*GB4㈡、填料由下往上配比装柱
处理五：公分石（5cm合1223g））、腐殖质（5cm合275g）、土壤（10cm合1585g）、公分石（5cm合1223g）——（编号=1\*GB3①、=2\*GB3②、=3\*GB3③、=4\*GB3④）
处理六：公分石（4cm合811.5g）、腐殖质（5cm合275g）、细沙（12cm合2000g）、粗砂（4cm合1000g）——（编号=5\*GB3⑤、=6\*GB3⑥、=7\*GB3⑦、=8\*GB3⑧）

处理1、2、3、4与处理5、6之间装柱时间间隔为4个月
填装示意图：
公分石5cm
土壤10cm
腐殖质5cm
公分石5cm
公分石4cm
腐殖质5cm
细沙12cm
细沙4cm
总高25cm
处理五
处理六

1.3污水指标
污水配比执行国家《生活污水排放标准》（GB18918－2002）一级A标
N浓度15mg/L,P浓度0.5mg/L，COD浓度50mg/L。具体配比如下：
根据尿素、十二水磷酸氢二钠、蔗糖中N、P、C含量，按每15L自来水添加尿素0.48214g、十二水磷酸氢二钠0.086613g、蔗糖1.55223g的标准，分别将三种物质溶解后搅拌均匀配制成实验污水。

1.4实验方法
=1\*GB3①装柱前测定每根柱子的流速，装柱后每周二固定时间测定流速，用水满足本实验污水标准；
由流速大小比照判断生物膜形成情况
=2\*GB3②每个柱子自成系统、互不干扰，添加污水后用保鲜膜封口透气处理
测定不同停留时间内，柱中污水氮磷含量，分析对污水中氮磷的阻流和去除效果，具体停留时间为1d、7d、＞7d；
碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（HJ636--2012）测定总氮，
钼酸铵分光光度法(GB11893--89)测定总磷。
所有数据统计分析在Excel和SPSS软件中处理。

2、结果分析
2.1垂直流人工湿地系统生物膜的形成情况
表1.1-16号柱子流速减小的百分比

以上图表显示：1-16号柱子出（除10、14）流速都逐渐减小，且呈正向趋势；
因此可以推断生物膜生成情况：处理一>处理二、三>处理四

表2.=1\*GB3①-=6\*GB3⑥号柱子流速减少的百分比

二者生物膜生成情况相差