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环境工程报告.doc垂直流人工湿地模拟实验
摘要通过对垂直流人工湿地系统实验室模拟实验,自行配置污水,并设计装置结构,研究垂直流湿地系统的污水净化过程、机理以及处理效果,主要针对于N和P的去除,从而了解人工湿地系统对于污水净化的重要作用,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。
关键词人工湿地;垂直流;基质;实验模拟设计;N、P去除率
人工湿地主要是利用湿地中基质、水生植物和微生物之间的相互作用,通过一系列物理、化学以及生物的途径实现污染物质去除的一种污水生态处理方式。相对于其他污水处理工艺而言,人工湿地作为一种新型生态污水处理技术,具有处理效果好、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低,具有环境美学价值等优点,故被广泛用于处理城市生活污水、工农业生产废水[1]。
目前,人工湿地废水处理工艺主要有表面流型和地下潜流型两种形式。而垂直流人工湿地是一种新型的具有独特下行流—上行流复合水流方式的构建湿地系统. 同其他类型人工湿地一样,垂直流人工湿地系统的水流状态是维持系统正常运行、使系统充分发挥净化效果的重要因素。
当前, 垂直流人工湿地技术被越来越多的运用于受污染水体修复和污水处理系统中, 而填料是垂直流人工湿地的重要组成部分, 对于净化污水中的污染物, 特别是有机污染物及氮磷等物质起着重要的作用。填料在为植物和微生物提供生长介质的同时, 也能够通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物。填料的种类、级配等因素会直接影响沉淀、过滤和吸附等作用的效果。因此, 选择高效的基质作为湿地的填料, 能最好地发挥垂直流人工湿地的净化效果, 提高湿地的使用寿命, 同时能在较高的水力负荷条件下, 使单位湿地面积能够处理更多的污水, 达到减小人工湿地占地面积的目的[2]。
本试验研究选择了土壤、蛭石、腐殖质、细沙、粗砂、公分石6种基质,利用6组模拟土柱系统模拟人工湿地对生活污水的处理,主要研究填料种类和方式及停留时间对生活污水处理效果的影响,并根据各基质对生活污水中总氮(TN)、总磷(TP)的去除率进行方差分析及基质对污水处理能力的显著差异性分析。
一、实验目的
1、掌握垂直流湿地处理污水的方法和原理。
2、熟练掌握水中总氮、总磷的测定原理与方法。
3、根据设计垂直流人工模拟湿地系统,讨论填料及停留时间等对处理效果影响。
4、根据实验结果讨论,对现实中湿地污水处理系统联系思考,为选择合适的人工湿地基质达到良好的处理效果及预防堵塞提供理论依据和实践参考。
二、实验设计
1. 材料与方法
材料来源及实验场地
实验材料由环境科学实验室提供的药品、柱子、橡胶管等;云南大学呈贡校区生命科学学院环境科学实验室和温室。
实验设计

本次实验我们所设计的实验装置主要为垂直流湿地模拟装置。
垂直流湿地模拟装置的构造为透明塑料圆柱柱子。首先,柱子统一用内径15cm,高为30cm(上水口距下水口26cm)的透明塑料圆柱,在圆柱的上下各有一个突出的小管,分布在两侧,成为进水和出水口,出水口连接一根胶管。
图1 垂直流装置图

上述柱子共有24个,分六种不同的填料处理方式,四个柱子构成一个平行对照。其中四种为原有填充,本次实验新增两种不同填充方式。原有柱子标记编号为一到十六,新增柱子标记编号为1到8。其中1至4号为一种填料方式,5至8号为另外一种填料方式。如表1
处理方式
1号处理
2号处理
3号处理
4号处理
5号处理
6号处理
柱子编号
一到四
五到八
九到十二
十三到十六
1~4
5~8
料配比(由上而下)
土壤()+有机质()(混合占15%)
砂()+有机质()(混合占18%)
蛭石()+有机质()(混合占15%)
砂()+蛭石()+有机质()(混合占18%)。
公分石
(5cm,)
粗砂
(4cm,)
土壤
(10cm,)
细沙
(12cm,)
腐殖质
(5cm,)
腐殖质
(5cm,) 、
公分石
(5cm,)
公分石
(4cm,)
表1 填料配比表

光度法。污水配比:污水配比执行国家《生活污水排放标准》(GB 18918—2002)一级A标,N浓度15mg/L,,COD浓度50mg/L。具体配比如下:
15L水
如表2
表2