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目前,我国绝大多数河流和湖泊都存在着中度或重度富营养化状态,常用的水环境物理化学修复技术价格昂贵、后续问题多,传统的活性污泥法也不适合地表水体富营养化控制的特点。水体富营养化涉及范围广,发生机制复杂,至今还没有经济有效的治理技术。近年来,基于可持续发展的理念,人们对环境污染防治的观念也发生了改变,开始认识到了生态治理的重要性。人工湿地由于具有很低的投资运行费用、良好的处理效果和显著的生态效益等优点,成为了水体修复的重要技术。 人工湿地能够很好地去除BOD、TSS和粪大肠杆菌,然而,大部分湿地不能很好地去除氮磷,特别是在冬季和寒冷地区湿地对氨氮的去除都有限,并伴随温度降低引起湿地释放铵的现象。目前,低温时人工湿地去除氮磷能力差是湿地污水处理技术的一大难题。鉴于目前人工湿地尚不能满足人们所期望的承受更高污染负荷、具有高效稳定去除效果的要求,本文在遵循湿地生态系统自然规律的基础上提出了两种强化人工湿地工艺:人工湿地—沸石离子交换生物再生一体化工艺(CW-IEBR)和复合式人工湿地(ICW)。CW-IEBR工艺通过冬季湿地出水的沸石脱铵、夏季进行原位沸石生物再生的手段实现工艺的强化脱氮除磷目的。复合式人工湿地是通过采用几种不同流态的湿地的优化整合以及选择特效植物梭鱼草来提高氮磷去除能力,以解决湿地在冬、春季节处理效果差的问题。 本文对强化人工湿地在两个生长年内对富营养化污水中氮磷的去除,沸石生物再生可行性,植物生长特性、根系释氧能力、植物吸收氮磷特点以及对氮磷去除的贡献、湿地中酶及微生物学特征以及氮磷在湿地中转化迁移做了深入研究。 研究表明,单纯的潜流水平湿地在冬春之交处理效果变差,尤其是出水的氨氮浓度在一定时期内会高于进水,采用CW-IEBR工艺可以使出水氨氮去除率达到90%以上,在湿地去除效果恢复到较好水平的夏季,对CW-IEBR工艺后段的沸石离子吸附单元进行原位生物再生。在批式试验中,采用自来水作为再生液,分别投加不同量的硝化液,经过20d左右就可以使吸附了氨氮的沸石再生