水平流人工湿地水力学特征与数学模拟

'拟的．：１０３巧单位代码分类号：２０１２１１０９６６公开：学号密级；冬化Ａ令义义ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ硕±学位论文Ｍ乂ＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥＴＨＥＳＩＳ论文題目；水平流人工湿地水力学特征与数学模拟学位类别：学历硕±学科专业；环境工程（工程领域）许旭作者姓名：导师姓名：該书传教授完成时间：２０１５年３月 单位代码：１胎巧密级：公开Ｘ７０３学号１２１１０９６６：：２０分类号冬＾化Ａ令义净ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＳＤＫＩＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论文题目：水平流人王湿地水力学特征与数学模拟学位类别：学历硕±专业名称：环境工程作者姓名：进遁导师姓名：彭书传教授完成时间：２０１５年３月 合肥工业大学学历硕±学位论文水平流人工湿地水为学特征与数学模拟作者姓名：选旌指导教师：彭书传教授学科专业：环境工程研究方向：水污染控制技术２０１５年３月 ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒＨｙｄｒａｕｌｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＦｌｏｗＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＷｅｔｌａｎｄｓＢｙＸｕＸｕＨｅ色ｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙＨｅｆｅｉＡｎｈｕｉＲＲ．Ｃｈｉｎａ，，３２０１５， 合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合赃工业大学学历硕：ｔ学位论文质量要求。答辩委员会签名：（工作单位、职称、姓名）主席：教授中国科学技术大学委员：教授合祀工业大学教授合肥工业大学、‘教授合赃工业大学＾、教授合服工业大学＼导师：教授合肥工业大学爲巧句 学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行独立研究工作所取得的成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得合肥工业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文成果做出贡献的个人和集体，本。人已在论文中作了明确的说明，并表示谢意学位论文中表达的观点纯属作者本人观点，与合肥工业大学无关。学位论文作者签名：签名日期：冰／是年令月２日３学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解合肥工业大学有关保留、使用学位论文的规定，良Ｐ：除保密期内的涉密学位论文外，学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子光盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权合肥工业大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库，允许采用影印、缩印或扫描等复制手段俱存、汇编学位论文。（保密的学位论支在解密后适用本授权书）学位论文作者签名；＾指导教师签名：■签名日期：。口年＾月＜９巧签名日期；日处｜１与月＾论文作者毕业去向工作单位：－联系电话：Ｅｍａｉｌ：通讯地址；邮政编码： 致谢光阴堪巧，岁月如梭，转眼间我在合肥工业大学的Ｈ年研究生之旅即将画上一一个完美的句点。回想最初踏入校园的那刻，我满怀对未来生活的美好憧憬，满腔豪情壮志。而如今，我已不再是那个刚踏入象牙塔的僧懂，欲与天公试比高少年，岁月磨平了巧聲的棱角，阅历让我变得成熟稳重，不再好高鸯远，而是脚一。踏实地，仰望星空路走来，有喜悦、感动，也有辛酸、苦涩，但无论何时我都怀揣希望，勇往直前。这其中有我自身的努力，但更多的是来自老师的关怀与指导！，朋友、家人的陪伴与鼓励。在此，我要向他们表达我最诚挈的谢意首先，我要感谢我敬爱的导师彭书传教授。是您的语停教导，为我点亮了人生的灯塔；是您的博学笃志，带我走上了科研之路；是您的谦逊和善，教会了我要踏实做事、谦虚做人。您严谨的治学态度、渊博的知识、宽广的胸怀及豁达的人格魅力都将是我一生学习的楷模。同时，我也要把这份最真诚的谢意献给岳正波、王进两位恩师，感谢您们对我研究生学习的悉也指点和帮助，感谢您们对我生活的照顾和无微不至的关怀，让我能够顺利完成学业。我还要感谢资环学院纳米矿物与环境材料课题组的陈天虎老师、朱承驻老师、陈冬老师、王继忠老师、李吉霞老师等所有指导过我关也过我的老师一，我定不会辜负您们的教导与期望。。其次，我要感谢我的大师兄侯成虎作为我实验学习的领路人，侯成虎师兄一一点滴的教会我如何实验设计、实验操作和仪器使用，让我能够熟练的掌握实一丝不苟是我永远学习的榜样验室内的各种测试方法和技能，师兄的勤奋认真和。同时，也要感谢鲍腾、万正强、薛竣、余少杰、时昌波、李明明，尹艺冉、徐真、虞艳云等各位师兄师姐在我遇到问题时伸出温暖的双手，对我不厌其烦的鼓励和热诚的帮助。我也要感谢我的师弟禹浩、陶巍、李尚，感谢你们在那段熬夜进行、。实验期间的陪伴，感谢你们在试验取水测样中不辞辛苦的帮助还要感谢刘洋、赵翔、彭勃、季祥、李青、马Ｔ等２１０所有兄弟姐妹对我的关也和帮助。谢谢大家的陪伴，让我在课题组这个大家庭中倍感温暖。再次，我要感谢我的家人，我的父母，感谢你们多年来对我的关也，理解、、。支持与鼓励，现在是我自力更生回报你们的时候了最后一，我还要感谢本次参与论文评审和答辩的各位老师，是你们给了我个。机会来审视自己两年多来的学习成果，让我能够明确今后的发展方向本论文的一工作和生活中加倍努力完成仅仅是个起点，Ｗ期能够取得更多，我会在未来的一成果。再次感谢他们！，祝福他们生幸福、安康作者：许旭２０１５年３月Ｉ 摘要人工湿地系统作为一种生物污水处理技术，具有易建设、低能耗、运行维护。简便、生态效益好等优点，在世界各地得到了广泛应用本课题主要针对水平流人工湿地，通过自建实验室水平潜流式人工湿地小试系统进行原位实时监测，从水力学角度研究不同水力条件对湿地系统水力学规律和处理效果的影响一，并进步建立数学模型，模拟分析水平流人工湿地的水为学行为和污染物迁移转化规律。主要研究结果如下；１．水平流人工湿地填斜性质；通过进行水力学参数测试，得出了六种填料在水平流人工湿地内的最佳填充顺序由表层到底层依次是：黄沙，细彩砂，细黄岩妙，。粗黄岩砂，粗彩砂和雨花石填料的孔隙率均在４０％左右，且渗透系数较大，渗透性能良好。２．不同水力条件对人工湿地系统水力学和处理效果的影响；（１）湿地系统的水？量损失比随进水流速的増大而减小，当湿地系统的进水流速在１３．５ｍＬ／ｍｉｎ３３２？ｍＬ／ｍｉｎ之间时，水量损失量为０．６％６．９％；（２）出水口位置的变化对水平流人工，当出水口位于湿地系统上层时回收率提高２．８％Ａ湿地的水力学行为有影响，提高０．１９４，Ｓ下降化２６１，减少了短流、死区等现象，有效的提高了湿地系统的水力效率；（３）延长水平流人工湿地的水力停留时间有利于提高湿地系统的水力效率，当水力停留时间为７３ｈ时，系统的回收率为９８．８，Ａ为１．０４８，Ｓ为０．４４７；（４）当水平流人工湿地系统上层进水、上层出水，水力停留时间７３ｈ，水力负荷化０６５３２ｍ，／（ｍｄ），系统的ＣＯＤ平均去除率为７６．４％，硝酸盐氮平均去除率为９２．１％，总氮平均去除率为８１．１％，总磯平均去除率为５０．９％。污染物的去除量主要集中于水平流人工湿地系统的前半部分，并且去除效率随污水在系统中推流距离的延长呈减缓趋势。３．水平流人工湿地的水力学行为和污染物迁移转化规律模拟：应用ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ软件采用试验得到的模型参数对实验室水平流人工湿地系统的水力学行为进行模拟，模型可信度较高；模型反映出人工湿地内部的水流规律，展现出污染物的迁移转化趋势，；对不同水力负荷下人工湿地系统进行模拟模拟结果表明降低人工湿地的水力负荷、延长水力停留时间可有效提高污染物的去除效果。关键词：水平流人工湿地，水力学，水为效率，数学模型，污染物，填料ＩＩ ＡＢＳＴＲＡＣＴＡｓａｋｉｎｄｏｆｂｉｏｌｏｇｙｓｅｗａｇｅｄｉｓｐｏｓａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｓｙｓｔｅｍｔａｋｅｓ－ｍａａｄｖａｎｔａｅｏｆｅａｓｂｕｉｌｄｉｎｌｏｗｅｎｅｒｓｉｍｌｅｗｏｒｋｉｎｉｎｔａｉｎａｎｄｏｏｄｅｃｏｌｏｉｃａｌｇｙｇ，ｇｙ，ｐｇｇｇｂｅｎｅｆｉｔｓａｎｄｈａｓｅｘｔｒｅｍｅｌｙｗｉｄｅａｌｉｃａｔｉｏｎｒｏｓｅｃｔ．Ｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ妃ｃｕｓｅｄｏｎｐｐｐｐｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓ（ＨＦＣＷｓ）ａｎｄｔｈｅｅｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｄｔｒ－ｉｔｉｏｎｏｎｗｅｔｌａｎｄｓｙｓｔｅｍｈｄｒａｕｌｉｃｓａｎｄｅａｔｍｅｎｔｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｓｉｔｕｒｅａｌｔｉｍｅｙｙｍｏｎ－ｉｔｏｒｉｎｓｅｌｆｂｕｉｌｄｌａｂｏｒａｔｏｒｓｍａｌｌＨＦＣＷｓ．ＴｈｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｈｄｒａｕｌｉｃｓａｎｄｇｙｙｔｒａｎｓｐｏｒｔｏｆｏｌｌｕｔａｎｔｏｆＨＦＣＷｓｗａｓａｎａｌｚｅｄｕｓｉｎｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｍａｉｎｐｙｇｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｓｈｏｗｎａｓｆｏｌｌｏｗ：１．ＴｈｅｐａｃｋｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆＨＦＣＷｓ：化ｗａｓＣＯ打ｅｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｆｉｌｌｉｎｇｏｒｄｅｒｏｆｓｉｘｋｉｎｄｓｏｆａｃｋｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｔｏｔｈｅｂｏｔｏｍｉｎＨＦＣＷｓｗａｓ：ｙｅｌｌｏｗｐｓａｎｄ，ｆｉｎｅｓａｎｄｔｅｘｔｕｒｅ，ｆｉｎｅｓａｎｄｈｕａｎｇｙａｎ，ｃｏａｒｓｅｓａｎｄｈｕａｎｇｙａｎ，ｃｏａｒｓｅｓａｎｄｔｅｘｔｕｒｅａｎｄｒｉｖｅｒｓｔｏｎｅｓｂｙｈｄｒａｕｌｉｃｓａｒａｍｅｔｅｒｓｔｅｘｔＴｈｅｏｒｏｓｉｔｏｆａｃｋｉｎｗａｓｙｐｐｙｐｇａｂｏｕｔ４０％ｔｈｅｈｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｗａｓｌａｒｅａｎｄｔｈｅｅｒｍｅａｂｉｌｉｗａｓｏｏｄ．３ｙｙｇｐ巧ｇ２．Ｔｈｅｅｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｓｙ巧ｅｍ；（１）Ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｗａｔｅｒｙｉｅｌｄｌｏｓｓｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｈｉｌｅｔｈｅｉｎ打ｏｗｒａｔｅｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｗｈｅｎｔｈｅｉｎｆｌｏｗｒａｔｅｏｆｗｅｔｌａｎｄｓｙｓ化ｍｂｅｔｗｅｅｎ？１３．５ｍＬ／ｍｉｎ３３２ｍＬ／ｉｎｉｎｗａｔｅｒｉｅｌｄｌｏｓｓｅｓｏｆｓ巧ｅｍｃｈａｎｅｄｆｒｏ皿０．６％，ｙｙｇｔｏ６．９％；２Ｗｈｅ打ｏｕｔｆａｌｌｓｉｔｅｄａｔｓｕｐｅｒｓｔｒａｔｕｍｏｆｗｅｔｌａｎｄｓｙｓｔｅｍｔｈｅｈｄｒａｕｌｉｃ（），ｙｅｆｆｉｃｉｅ打ｃｙｒｅｃｏｖｅｒｙｃｏｕｌｄｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄ，化ｅｓｈｏｒｔｆｌｏｗａｎｄｄｅ泣ｄｚｏｎｅ＂ｒｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｃｏｖｅｊｙｇｏｔｕｐｂｙ２．８％，义ｅｎｈａｎｃｅｄｂｙ０．１９４ａｎｄｉＳｄｒｏｐｐｅｄｄｏｗｎｂｙ０．２６１；３Ｌｅｎｔｈｅｎｔｈｅｈｄｒａｕｌｉｃｒｅｔｅｎｔｉｏ打ｔｉｍｅｔｏｉｍｒｏｖｅｗｅｔｌａｎｄｓｙｓ化ｍ（）ｇｙｐｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｗｈｅｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｒ別ｅｎｔｉｏ打ｔｉｍｅｗａｓ７３ｈ化ｅ，ｒｅｃｏｖｅｒｗａｓ９８．８，义ｗａｓ１．０４８，Ｓｗａｓ０．４４７；４ＨＦＣＷｓｉｎｆｌｏｗａｎｄｏｕｔ打ｏｗｆｒｏｍｓｕｅｒｓｔｒａｔｕｍａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃ（）ｐ＾＾ｒｅｔｅｎｔｉｏｎｔｉｍｅｗａｓ７３ｈｈｄｒａｕｌｉｃｌｏａｄｉｎｗａｓ０．０６５ｍ／ｍｄａｎｄ，ｙｇ（）＊ｗｈ－ａｖｅｒａｅｍａｘｉｍｕｍｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｗａｓ１５ｉｌｅＣＯＤＮ〇ＮＴＮａｎｄＴＰｇｐ，，３，ｗａｓ７６．４９２．１％８１，１％ａｎｄ５０．９％．Ｔｈｅｒｅｍｏｖｅｄｏｌｌｕｔａｎｔｍａｉｎｌｆｏｃｕｓ，，ｐｙｏｎ巧＾ｒｓｔｈａｌｆｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ打ｏｗａｒｔｉ打ｃｉａｌｗｅｔｌａｎｄｓｓｙｓｔｅｍｔｈｅｉｅｍｏｖａｌ，ＩＩＩ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗ江ｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｈｉｌｅｌｅｎｔｈｅｎ化ｅｓｅｗａｅｌｕｆｌｏｗｄｉｓｔａｎｃｅ．ｇｇｐｇ３．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｏｌｌｕｔａｎｔｍｉｒａｔｉｏｎａｎｄｐｇｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｕｌｅｏｆＨＦＣＷｓ：ｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ扫ｏｗａｒｔｉｉｃｉａｌｗｅｔｌａｎｄｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＷｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷａｃｃｏｒｄｉｉ巧ｔｏｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｗａｓｒｅｆｅｒａｂｌｅｆｉｔｔｉｎｗｉｔｈａｃｔｕａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｈｅｐｐｇ，ｍｏｄｅｌｈａｄａｈｉｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔＴｈｅｍｏｄｅｌｃｏｕｌｄｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｉｎｎｅｒｆｌｏｗｒｕｌｅｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｇｙ；ｗｅｔｌａａｄａａｄｏｌｌｕｔａｎｔｍｉｒａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｘｃｅｌｌｅｎｔｌＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｇ，ｙ；化ｓｕｉｔｏｆｄｉ筋ｒｅｎｔｈｙｄｒａｕｌｉｃｌｏａｄｉｎｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｈｄｒａｕｌｉｃｌｏａｄｉｎｇｙｇａｎｄｌｅｎｇｔｈｅｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｒｅｔｅｎｔｉｏｎｔｉｍｅｃｏｕｌｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｌｌｕｔａｎｔｒｅｍｏｖａｌｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓ（ＨＦＣＷｓ），Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌ，Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ＰａｃｋｉｎｇＩＶ 目录第一章绪论１１．１人工湿地的概述１１．２人工湿地的分类２１．２．１自由表面流人工湿地３１．２．２水平流人工湿地３１．２．３垂直流人工湿地３１．３人工湿地及其数学模拟的研究现状４１．３．１人工湿地的研究现状４１．３丄１国内外人工湿地处理污水的应用及发展４１．３丄２人工湿地的水力学研究进展５１．３．２人工湿地的数学模拟方法及模型应用研究现状６１．３．２．１人工湿地数学模型理论基础６１．３．２．２人工湿地模型的发展应用现状７１．４课题来源８１．５研究目的与内容８第二章水平流人工湿地实验方法及填料性质測定１０２．１材料与方法１０２丄１实验装置１０２丄２实验用水１０２丄３实验填料１０２丄４实验方法１１２丄５实验仪器１１２１２．２湿地填料性质测定２．２．１概述１２２．２．２填料水力学参数的测定１３２．２．３结果与讨论１３２．２．４小结１４第云章水平流人工湿地水力学实验研究１６３．１概述１６３．２湿地水动力学研究方法１６３．２．１基础理论１７Ｖ ３．２丄１返泡１７，短流，沟流和死区３．２丄２水力停留时间和停留时间分布１７３．２丄３水为效率１８３．２．２不踪实验１８３．２．３水力效率评价方法１９３．２．３．１回收率巧３．２．３．２水力效率巧３２．３．３短路值１９３．３实验设计与方法１９３．３．１实验室水平流人工湿地小试系统巧３．３．２进出水量变化规律及水量平衡的测定２０３．３．３示踪实验２０－３ｒ．３．３．１Ｂ浓度的测定（离子选择性电极法）２１＿３ｒ．３．３．２Ｂ静态吸附实验２１．３ｒ．３．３３Ｂ示踪实验２１３．３．４人工湿地净化效果测试２１３．４结果与讨论２１３．４．１人工湿地系统的有效容积２１３．４．２不同水力条件对人工湿地系统出水流量和水量损失的影响２２３．４．３不同水力条件对人工湿地系统水力效率的影响２３３．４．３．１不同出水口位置对人工湿地系统水力效率的影响２３３Ａ３．２不同水力停留时间对人工湿地系统水力效率的影响２５３Ａ３．３小结２７３．４．４优化水力条件下的人工湿地系统污染物净化效果的探究２８３．４．４．１ＣＯＤ的去除２８３Ａ４．２硝酸盐氮的去除．２９３．４Ａ３总氮的去除２９３．４Ａ４总磯的去除３０３．４．４．５ｐＨ的变化３１３．４Ａ６小结３１３．４．５污染物在人工湿地系统中的迂移转化规律研究３２３．５本章小结３４第四章水平流人工湿地水力学及污染物迁移转化模拟３６４．１概述３６ＶＩ ４．２ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ简介３６４３６．２．１软件简介４．２．２数学模型巧４．２．２．１水流数学模型巧４．２．２．２汚染物运移数学模型３８４２２．３模型求解３８．．４．３水平流人工湿地模型的建立３８４３８．３．１模拟对象４．３．２模型区域的确定和网格的剖分巧４．３．３模型参数的设置４０４．３．３．１渗透系数４０４．３．３．２存贬参数４０４．３．３．３体积密度４１４．３．３．４污染物反应参数４１４４１．３．３．Ｓ弥散参数４．３．４模型边界条件的设定４１４４．３．４．１定水头边界１４—１．３Ａ２水量补给４４．３．５模型的运行设置４２４．３．５．１水动力运行设置４２４．３．５．１水质模拟运行设置４２４．４水平流人工湿地仿真模拟结果及可视化输出４２４．１４２．４人工湿地水力学模拟４４４．４．２污染物迁移转化模拟４４５．４．３水平流人工湿地模型的Ｈ维可视化输出４４５．５不同水力负荷下的人工湿地水力学模拟４４６．５．１模拟工况４．５．２结果与讨论４６４．６本章小结４８第五章鱗与展望４９５４９．１结论５．２展望９４参考文献別攻读硕±学位期间的学术活动及成果情况巧ｖｎ 插图目录图１．１人工湿地分类２图２．１水平流人工湿地模拟装置１０图２．２湿地填料类型１１图３．１水平流人工湿地小试系统设计图２０围３．２不同出水口位置下的人工湿地系统出水示踪剂停留时间分布（ＲＴＤ）曲线．２３围３．３不同出水口位置下的人工湿地系统出水示踪剂回收率曲线２４图３．４不同水力停留时间下人工湿地系统出水示踪剂停留时间分布取ｒｏ）曲线％图３．５不同水力停留时间下的人工湿地系统出水示踪剂回收率曲线２６图３．６实验室水平流人工湿地小试系统中ＣＯＤ的浓度变化２９图３．７实验室水平流人工湿地小试系统中贿酸盐氮的浓度变化巧图３．８实验室水平流人工湿地小试系统中总氮的浓度变化３０图３．９实验室水平流人工湿地小试系统中总磯的浓度变化３０图３．１０实验室水平流人工湿地小试系统中ＰＨ的变化３１图３．１１实验室水平流人工湿地小试系统中的氮类污染物浓度分布巧图３．１２实验室水平流人工湿地小试系统中的总磯浓度分布３３图４．１实验室水平流人工湿地小试系统二维模型３９图４．２湿地模型网格的水平面剖分３９围４．３湿地模型网格的垂直面剖分４０團４．４湿地模型水位变化图４３图４．５湿地模型内部流速分布图４３图４．６湿地模型内部氨氮浓度分布图４４图４．７水平流人工湿地的Ｈ维立体图４５３２’图４．８水力负荷为０．０６５ｍ／ｍｄ时的人工湿地Ｈ维图４６（）３２－图４．９水力负荷为０．０９７ｍ／ｍｄ时的人工湿地Ｈ维图４７（）３２ｍ－图４．１０水力负荷为０．１９４ｍ／（ｄ时的人工湿地兰维图４７）３２’图４．１１水力负荷为０．３８８ｍ／（ｍｄ时的人工湿地Ｈ维图４８）ＶＩＩＩ 表格目录１０表２．１试验进水水质表２１１．２试验分析项目与分析方法表２１２．３小试实验所用主要仪器表２．４７ｊＣ平流人工湿地填料粒较分布及其水力学参数１４表３２２．１水平流人工湿地系统水量平衡计算表表３２５．２不同出水口位置下人工湿地系统的水力特性参数对比时间下人工湿地系统的水力特性参数对比２７表３．３不同水力停留表３．４试验进水水质３２表３．５水平流人工湿地系统中的污染物去除率分布表３４表４．１模型渗透系数４０４表４．２模型存贬参数１４１表４．３模型反应参数文献值表４．４模拟工况４６ＩＸ 第一章绪论第一章绪论１．１人工湿地的巧述人口、资源与环境是当今世界所面临的Ｓ大问题，其中，水资源不仅是人类还是社会及经济发展的重要制约因素一。我国是赖Ｗ生存的生命之源，个水资源３Ｗ．８紧缺的国家，据２０１２年中国水资源公报，全国水资源总量为２９５２８亿ｍ，而３ｍ／。人均水资源占有量不足２２００，仅为世界平均水平的１４随着社会经济发展和城市化进程的快速推进，大量未经妥善处理的污水直接被排放入各种水体，造成Ｐ１Ｗ了严重的水环境污染问题。据统计，２０１２年，我国废污水排放总量迭７８５亿ｔ。ｋｍ的河流￣据调查评价叫２０１２年，全国２０．１万中全年ＩＶＶ类和劣Ｖ类水河长０％￣１１２Ｖ所占比例为巧．，全国个主要湖泊中全年总体水质为ＩＶ类和劣Ｖ类的湖￣．４％５４０ＩＶＶＶ泊所占比例为７１，全国座主要水库中全年水质为类和劣类的水库所占比例为１１．３％。全国每年因水污染造成的直接国民经济损失高达２千多亿元，Ｐ１－占我国ＧＤＰ的．５％３％。因化如何保护水资源并有效的治理废水污染已成为１一经济可持续发展的必要前提。我国亟待解决的问题之，也是我国随着人们对水环境污染问题的认识和重视，各种水污染治理方法层出不穷。目前，我国绝大部分城市的污水处理厂都是采用传统的活性污泥法处理工艺，但该工艺工程基建投资大、能巧高，运行维护费用高，管理技术要求离，难１１＾在中Ｗ小城市推广。因此，，开发具有高效、低耗、简易的生物污水处理技术在我国具有重大意义。人工湿地是设计模仿自然湿地生态系统功能用来实现水质净化的人工系统具有规模和选址的灵活性、水力途径和停留时间的可控性、建设和维护成本低Ｗ及能源需求低等优点，特别适合我国国情，尤其适合广大农村、中小Ｐ１城市的污水处理。，因此具有极其广阔的应用前景一、湿地是种多功能的生态系统，其分布广泛类型繁多，具有巨大的环境调＂一地球节功能和生态功能，其中个很重要的作用是能够净化污水，因此被誉为＂之肾。天然湿地的功能組分因具有很大的可变性从而导致其未知和不稳定的处理能力。人工湿地（ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＥＤＷＥＴＬＡＮＤ）也叫构建湿地，是在天然湿地的基础上发展起来的水处理生态工程技术。与天然湿地相比，人工湿地的建立具有很高程度的控制性。、人工湿地主要包含云个部分，分别是由沙子碌石和其他材料Ｗ适当比例构成的填料基质层。通常污水被有控制，各种各样的微生物及挑选出的耐污染植物地投丽到专口设计的由±壤、砂石等基质和选择性栽种的芦韦、香蒲等水生植物一组成的湿地中，污水沿定方向流动过程中，受到填料、微生物及动植物群落１ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文的物理、化学和生物Ｈ重协同作用得到净化Ｗ。人工湿地通常是被用来处理城市和生活污水，目前，也可处理其他多种类型的废水，如农业废水、工业废水、垃。圾渗滤液和雨水径流等我国采用人工湿地处理污水的研究起步较晚，但近些年。来发展较为迅速，并得到了广泛的应用Ｕ人工湿地的分类人工湿地处理系统根据占主导地位的水生植物的类型进行分类，可Ｗ分为浮生植物系统、沉水植物系统和挺水植物系统Ｈ种类型也可根据湿地水文学ｅｅｗａｔｅｒｓｕｒｆａｃｅｓｕｓｕｒ分为两类；自由表面流ｆｒＦＷＳ人工湿地和潜流ｂｆａｃｅｆｌｏｗ人（，）（）工湿地，其中，潜流人工湿地根据污水流动方向又可Ｗ分为垂直流ｖｅｒｔｉｃａｌｆｌｏｗＶＦ（，）工湿地ＵＵ人工湿地和水平流（ｖｅｇｅｔａｔｅｄｓｕｂｍｅｒｇｅｄｂｅｄ，ＶＳ巧人。不同类型的人工湿地划分如图１．１所不。（１Ｉ￣￣￣Ｉ＿＿＿＿文学表面谋潜觀是Ｉ［ＺＺＩ；ｉ１１植物扛沉ｉ植物＾ＩＩ？？｜｜Ｉ１Ｌ－ＪＬＡＩ１ＩＩＩＩＩｔ－夺’Ｖ水滿流态水平涼若垂直滿１Ｉ了Ｉｌ１耳１１＂＜＾湿地类型＾批知ＦＷＳＶＳＢ＾ＶＦ＾知ｉ１图１．１人工湿地分类Ｆｉ１．１Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｇ不同类型的人工湿地具有不同的结构，这就导致了污染物在去除机制和效率上的差异，具有各自的优缺点。在人工湿地的实际工程设计中，自由表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地这三类湿地是最基本的设计类型，其他设计类型大都Ｗ它们为基础进行必要的改进或复合而产生的。不同类型的人工湿地通常可＾１进行、。为了１串联并联和混联，组合成混合式人工湿地处理系统达到更高的处理效果，可根据不同的污染物去除需求及地理条件选择建造合适的混合式人工湿地处理系统。２ 第一章绪论１２１．．自由表面流人工湿地自由表面流人工湿地在外观特征和功能上与天然湿地十分相似，污水从基质一０－表面漫流而过．１０６皿之间。该，水深较浅，般在．类型湿地通过胶体微粒的沉淀和微生物的降解作用可Ｗ有效去除废水中的有机物。悬浮固体的去除主要通过沉淀和密集植物的过滤。氮的去除主要通过硝化作用和反贿化作用，Ｗ及海藻光合作用而引起的高ｐＨ值下的氮挥发。污水中磯的去除主要通过基质的吸附和沉淀作用、植物的吸收作用和微生物的同化作用。废水和±壤颗粒的接触有限，而植物的吸收只是暂时的储存，并且当植物腐裝后里面的营养元素会再次被擇放到水中。，因此自由表面流人工湿地对磯的去除效率较低自由表面流人工湿地的优点是操作简单、维护管理方便、投资少、运行费用低廉。其缺点是负荷冲击小、、、抗冲击能力弱占地面积巧大、氧传输能力有限去污能力受限；同时，由于水面暴露于空气中，冬季时易受冻结冰，夏季时易拳生蚊蝴，易散发臭味，卫生条件较差。自由表面流人工湿地最早在北美和澳洲被ｔＷ广泛应用，而在欧洲，这项技术近些年才得到了更多的关注。１．２．２水平流人工湿地水平流人工湿地（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓ）没有暴露的自由水面，汚一端进入湿地一水从，在基质表面下Ｗ水平流动的方式流经多孔介质直至达到另端出口区域后被收集和排出。污水在湿地中流动的过程中，污染物在填料基质、一微生物和植物的共同作用下，通过系列复杂的物理、化学和生物作用得Ｗ去除。５－湿地中水面低于基质表层约１０ｃｍ，因而在污染物去除过程中能充分的利用基质和植物根系表面附着生长的生物膜及其本身，湿地有机负荷能力高。水流在高透水介质和多孔介质的作用下，孔隙流速逐渐减小，从而湿地的抗冲击负荷能力较好。同时，由于污水在湿地表层下流动，因此其保湿性能强、卫生条件好。水平流人工湿地有下列优点：水力负荷大，对氮、磯、有机物、悬浮物和重金属等污染物的去除效果较好，很少有恶臭散发和蚊魄孽生。因为水平流人工湿地的运行、维护管理都比较容易，是目前使用较多的人工湿地类型。１．２．３垂直流人工湿地垂直流人工湿地是在水平流人工湿地之后发展起来的，污水Ｗ垂直运动的方式通过湿地床，包括上行流、下行流Ｗ及近年来开发的复合式垂直流。由于床体处于不饱和状态，氧可Ｗ通过大气扩散和植物传输的方式进入湿地系统，氧传递能力较强，有足够的微氧环境，有利于好氧细菌的生长和硝化反应的进行，因此ｔＷ氮的去除率有了较大的提高。为了更好地布水和提商系统的含氧量，垂直流人一６－８工湿地通常采用间歇进水的运行方式，进水间隙时间般为小时，水力负荷在３ 合肥工业大学学术硕古研究生学位论文ｎｑ单位面积３０ｍｍ和４０ｍｍ之间。垂直流人工湿地的优点是其硝化能力高于水平流人工湿地，可用于处理氨氮。含量较高的污水，并且占地面积较小其缺点是对有机物的去除效率相对较低，ｔＷ次于水平流人工湿地，落干／淹水时间较长，填稱级配和控制相对复杂。１．３人工湿地及其致学模拟的研究现状１３．１人工湿地的研究现状１．３丄１国内外人工湿地处理污水的应用及发展人工湿地在过去的６０年里大幅发展一，并被认为是用于污水处理的种有效的＂＂一绿色技术手段。２０世纪５０年代初，ＫＭｉｅＳｅｉｄｅｌ在德国第次进行了大型植物ｎｔｉ处理生活污水的试验，并与其合作者提出了人工湿地的概念。此后，为了满足ｅ欧洲严格的污水排放标准，ＫａｔｈｅＳｉｄｅｌ又进行了利用不同种类的人工湿地处理各一系列试验种污染物废水的。直到２１世纪巧在欧洲，人工湿地技术可Ｗ用来处理ｔＷ２０多种不同类型的废水。目前，欧洲已有如００多座人工湿地系统在运行中，其一一处理规模有大有小，最小的仅能为家户排放的污水处理，最大的可Ｗ处理规模为数千人口的村镇排放的污水。美国是世界上拥有人工湿地污水处理系统最多的国家。近２０多年来，人工湿地系统在美国的应用非常广泛，在美国东部就有４００多个废水排放口是先通过人工湿地系统处理后再流入地下水、地表水的。目前在美国有６００多座人工湿地用于处理市政一些非洲，工业和农业废水。此外，在日本，新西兰，澳大利亚臥及ｔＷ国家，人工湿地处理技术也得到了广泛的应用。自２０世纪９０年代Ｗ来，中国的经济蓬勃发展，城市化进程加快，为了能有一效的解决随么而来的排放量大、分布面广的废水污染问题，人工湿地作为种环ＰＷ引入中国－１９９０年间保高效且低成本的污水处理技术被。１９８８年在北京昌平建成的自由表面流人工湿地成为我国采用人工湿地系统处理污水的首例。其处理量为５００ｔ／ｄ，占地２ｈａ，水力负荷４．７ｃｍ／ｄ，水力停留时间为４．３ｄ。１９９０年７月，国家环保总局华南环保所在深圳建成白泥坑人工湿地，其处理量为３１００ｔ／ｄ，占地２８４００ｍ，水力停留时间为２３ｈ，运行效果良好，出水ＣＯＤ去除率为８０％，ＢＯＤｐｕｙ去除率为９０％，ＳＳ去除率为９３％。９０年代表吴先生等人在欧盟合作项目ＥＲＢ５９一ＩＣ１８ＣＴ９６００的支持下开发了种新型的复合流人工湿地，并在湖北省武汉（）市进行了处理富营养化湖水的巧步研究。从那时起，人工湿地技术在中国已被广２６［］一泛用于多种类型的污水处理。为了建立个有关人工湿地技术的交流平台，由＂＂美国国家科学和技术部举办的首届水资源保护和水污染控制技术国际研讨会＂于２００４年在中国武汉召开。并且，于２００８年在武汉组织了首届两岸湿地研讨４ 第一章绪论＂Ｐ７Ｗ会ｌ随后，第二届和第Ｈ届研讨会分别在２００９年商雄和２０１０年海南召开。人工湿地技术的专业交流极大地提高了人工湿地技术在中国的发展和应用。Ｉ．３．１．２人工湿地的水力学研究进展尽管人工湿地在世界各地已有６０年的应用，但是人工湿地中相关的生物学、水力学、化学过程等机制还未被全面、细致的７解和掌握，直到最近大多数人工湿地的设计与运行仍然建立在经验的基础上，送使得不同人工湿地的处理效果差别很大。为了提高人工湿地的处理效果，人们已加强了对湿地水力学影响的探究。水力学条件和水力学性能会影响湿地的有效容积、水流扩散程度和对污染物的去除效果，，现已被大量实验数据所证实。目前关于水力学方面的研究主要体现在两个层面：第一个层面的研究主要是湿地结构形式或运行条件对湿地水力学性能的影响。网化ｒｓｓｏｎ等研究了湿地形状对人工湿地水力学效率的影响，结果显示当长宽比，湿地的水力学效率会比较高较大时；而且进出水曰的位置也对水力学性能有相当明显的影响，布水渠处在进水口之前会对进水的水流分布有所改善，而集水区ＰＵ’Ｗ的设置也会带來更好的水力学性能。Ｇａｒｃｉａ等研究了不同湿地尺寸和不同粒：径填料对水平流人工湿地水力学的影响，结论表明较大的长宽比（２１和较小粒径）Ｐｓｉｅ的填料有助于改善湿地的水力学性能。巧ｌｌｉｎ等较为全面的研究了多个设汁参数对湿地水力学的影响，研究表明湿地底部地形条件对湿地水力停留时间影响较小约占－８０１０％物的不均匀性分布对湿地水力停留时间影响较大约占如％％（）；植（）；此外，湿地的长宽比、填料粒径大小、填料的填充形式及湿地进出水口位置都会Ｐ３］影响污水在湿地中的运行，从而影响了污水在湿地中的停留时间。Ｈｏｌｌａｎｄ等研究了湿地深度和流速对水平流人工湿地停留时间分布的影响，结果显示有效水深会影响水平流人工湿地停留时间分布，而流速对停留时间分布影响不显著。第二个层面主要是研究湿地各水力学条件与污染物去除效率之间的关系。Ｍｏｌｌｅ等研究了植物和进水工况等水力学变化对过高水力负荷条件下运行的垂直流人工湿地水为学行为和处理效果的影响。Ｐｅｒｓｓｏｎ等研究了有效容积率和水流离散程度等水力学效能因子对人工湿地去除氮污染物的影响，结果表明湿地的长宽比、进出水曰位置、流速、水深、植被或地形会影响湿地的有效容积率和水流离散程度，其中有效容积率对污水的处理效果有明显影响，而水流离散程度对污水中氮的去除效率的影响较小。ＰＷ我国最早进斤人工湿地设计中的水力学问题研究的是胡康萍。之后，１９９７年王久贤对深圳白泥坑人工湿地水为学计算进行了研究，提出了停留时间分布２００１是造成湿地处理效率差异的主要原因。年前后，付贵萍、吴振斌、詹德吴等５ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文研究了复合垂直流人工湿地的水为学将点及其对污水的净化效果。郑天柱等利用反应器理论对水平流人工湿地和波形流人工湿地的水流特性进行了研究。＂．２人工湿地的数学模巧方法及模型应用研究现状Ｗ。、人工湿地的处理运行状况通常被认为是黑箱在人工湿地中，大量的物理化学和生物过程同时发生，污水、填料、植物和各种微生物之间的交互作用非常复杂，因此详细地了解人工湿地的运行机制是千分必要的。通过建立数学模型来一了解污水处理系统性能是种有效的方法。建模的主要目的是为了更好的了解湿地的运行过程和优化设计标准，模型可Ｗ帮助研究出何种设计方案和环境条件可レ更有利于污染物去除的反应进行。数学模型还可ッ用来确定不同处理流糧之间的关系Ｗ及权衡它们对处理效果的相对贡献。目前采用的建模方法主要是两类，＂＂＂＂即黒箱模型和基于过程的模型。很明显，未来湿地技术的发展将依赖于提高内部处理机制的科学认识。１？３．２．１人工湿地数学模型理论基挪一级动力学模型人工湿地数学模型理论基础主要包括、衰减方程Ｗ及生态动力学模型。一级动力学方程被广泛应用于人工湿地的设计和对湿地污染物去除效果的预测一一。模型的推导Ｗ污染物的降解服从级反应动力学为基础，因此又被称为阶一模型。级动力学模型通常的表达式为；－Ｃ、，抑‘心式中；Ｃ一进水浓度扣；Ｃ一；〇ｕｌ出水浓度Ｋ一速率常数；ｆ一水力停留时间。该方程主要考虑的是处理负荷与处理效率之间的关系，污染物在人工湿地中一的浓度变化普遍呈现出种指数衰减的趋势。在模型的实际应用中，经常假设：一些参数如速率常数等为常量进水浓度或水力负荷无关湿地中的水流流态；与；为稳定的活塞流等坦然一阶模型看起来简单，但是它代表了复杂性的最高水平，它通常可Ｗ用湿地数据来进行校准并且能为湿地中各种污染物的处理情况提一ｔＷ供个合理的近似值。衰减方程是建立在大量人工湿地实际运行数据基础上的。它将人工湿地视为一个＂黒箱＂，隐藏起内部过程机制，仅仅基于污染物的进出水浓度数据，在回归分析的帮助下，通过人为定义的简单线性方程或幕次方程对运行数据进行拟合，一＂可能会在方程中加入、温度、流量、停留时间等因素的影响，从而建立种输６ 第一章绪论＂＂＂Ｗ？出对输入的统计响应关系，也被称为回归模型。尽管衰减方程在湿地的整体性能上提供了有效的信息，但它们通常只在模拟的数据范围内有效。＂＂人工湿地的生态动力学模型是Ｗ箱式模型为埋论基础，将人工湿地系统＂＂中各种生物、物理、化学降解等去除途径划分为许多个独立的箱子和反应过程，，针对单个的去除途径和反应过程分别进行研究分析它们之间的措抗、协调＂＂，对每个箱子及其反应过程进行定义，建立概念模型作用和控制影响因素，确定其具体的质量平衡方程和反应动力学方程，并通过实验测定、文献查找等方法获得各种相关的生态动力学参数，然后再运用各种建模软件对概念模型进行实现，并Ｗ人工湿地系统的实际运行数据对各个参数和过程定义进行分析、演算、终得到一一校检和修正，最个统完整的生态动力学模型１３２２人工湿地模型的发展应用现状．．．在人工湿地中，大量的物理、化学和生物过程同时发生并互相影响，因此祥细地了解人王湿地的运行机制仍然是必要的。到目前为止，人工湿地的设计还主ｗｓ要采用基于出表面积需求的经验方法ｉ或简单的一阶模型。日益广泛的应用和ｔＷ日趋严格的水质标准是推动人工湿地过程设计更加完善发展的刺激因素。最初，一－＊工湿地的设计大多数的研究人员和设计师都采用阶ＡＣ模型来进行人。许多一一单个的湿地过程基本是阶的，如质量运输、挥发作用、沉降和吸附作用。这一一一黑箱模型是对复杂湿地过程的种衔化，其主要基于两个设计参数，是阶衰＊一减速率Ａ，二是背景浓度Ｃ。而Ｋａｄｌｅｃ认为仅仅是阶模型在人工湿地的设汁上一是不够的ＰＷ一，些无法预测的事件可能引起的变化造成了阶模型的不足，比如一，Ｗ及气候进水流量和浓度的波动，动物活动和其他生态环境因素等。由于阶ｈｅｒｄ模型中的不足，Ｓｈｅｐ提出了用于模拟化学需氧量ＣＯＤ去除的时间依赖性迟滞（）５１＆５５一［］［］模型。些研究者将人工神经网络（ＡＮＮ）用于人工湿地模拟并进行预测。’５５一６９一ＯＭ也［１另种神经网络模型Ｓ被用于人工湿地系统日常运行的预测。ＧＩＳ是ｗ—６ｔ３、。个功能强大的工具，同样可Ｗ用于人工湿地的绘图选扯和确定湿地规模为了更好地了解人工湿地运行机制，人工湿地模型的范围已逐渐从简单的模６’３ｔ６５拟模式＾，如经验、数值和统计模型，发展为了更加复杂的基于流程的模型。＂＂ｓ一基于过程的模型增加Ｉ对发生在黑箱湿地过程的进ｆｑ步理解，提供的信息一有助于人工湿地的设计目的。Ｇｉｒａｌｄｉ等人建立了个基于过程的水力学模型＾ｌ巧ＴＯＶＥＲＴ，可Ｗ模拟垂直潜流式人工湿地在饱和或不饱和状态下的水力特性。Ｌａｎｇｅｒｇｒａｂｅｒ建立了模拟潜流式人工湿地的多组分反应运输模型ＣＷ２Ｄ来考察人６８６９工湿地的水力特性ｆ’１。，其模拟结果与中试规模的人工湿地的测量数据很符合Ｏｊｅｄａ等人（２００８年）用二维机械数学模型评价了在水平潜流式人工湿地中的不同微Ｗ一Ｉ生物去除有机物（根据ＣＯＤ）的相对贡献。近几年来，还有些研究人员开发７ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文出了几种动态的房室模型送些研究成果都显示出了人工湿地处理各种废水的潜力。４５ｔ国内对于人工湿地数学模型的研究尚处于起步阶段，，史云鹏、张军及刘佳等４７Ｍ’ｌ先后对人工湿地污染物去除的数学模型进行了综述。孔令裕等介绍了几种一、典型的人工湿地去污模型，包括零级动力学模型级动力学模型、衰减模型、Ｍｏｎｏｄ模型和生态动力学模型，分析比较了各种模型之间的关系，并给出了各模８一表达形式Ｐ型微分方程的统。黄娟等堪大量中试研究的基础上，利用ＡＮＮ对人工湿地系统进行了仿真模拟。朱永青、林卫青对国外开发应用的几种人工湿地模型进行了介绍，并采用美国陆军工程兵团开发的ＰＲＥＷＥＴ湿地模型软件对苏ｓ州河梦清园人工湿地处理系统的污染物去除进行了模拟ｔｕ。闻岳对水平流人工湿地碳循环机理模型进行了研究。戚景南、黄玉明采用ＭＡＴＬＡＢ对水平流人工湿Ｐ１－地水动力学模型及污染物运移降解进行了研究。芦秀青采用ＨＹＤＲＯＵＳ２Ｄ对垂直流人工湿地的水力学规律进行了模拟研究。人工湿地数学模型的研究一定程度上加深了人们对人工湿地中水流流态、填料、微生物和植物在物理、化学和生物过程中对污染物降解作用及其影响因素的认识。但总体来看，人工湿地模型研究仍处于起步，基于污染物去除过程的模型研究还停留在巧期阶段，需要更多的技术和科学研究来提高对这些复杂过程的理解一一。方面，校准模型可能会需要大量的数据集；另方面，重点应该是对人工湿地的水力学机理模型的研究。人工湿地建模工作的未来方向应该集中于系统内部发生的单个流程参数的量化。单个反应的速率常数及各种机制下的去除率对设计师是至关重要的一，因为它为人工湿地的设计提供了有效信息。旦得到这样的信息，就可Ｗ提出关于湿地尺寸的设计建议并可Ｗ详细预测污染物的去除倩况。１．４课题来源课题来源于水体污染控制与治理科技重大专项２０－１２ＺＸ０７１０３００１。（）１．５研究目的与内容一水平流人工湿地系统作为种污水处理技术得到了广泛的应用。由于该系统、。净化效果好，且不需要太多的能耗维修费用低，因此广泛受到重视本课题通过自建实验室水平潜流式人工湿地小试系统进行原位实时监测，研一究不同水为条件对湿地系统水力学和处理效果的影响，并进步建立数值模型，来模拟分析水平流人工湿地的水力学行为和污染物迂移转化规律，提高对人工湿地内部运行机制的了解，Ｗ期为人工湿地的工程设计和运行管理提供有效信息。具体研究内容包括如下几个部分：（１）进行水平流人工湿地水力学实验研究，确定出水口设置、水力停留时间对８ 第一章绪论系统水力学的影响；２进行水平流人工湿地处理效果的实验研究，探索污染物在湿地系统內部的（）迁移转化规律；（３）建立水平流人工湿地系统Ｈ维模型，模拟研究人工湿地内部的水流规律和污染物的变化规律，并模拟分析不同水力负荷对人工湿地水力学和处理效果的影响。９ 合肥工业大学学术硕壬研究生学位论文第二章水平流人工湿地实验方法及填料性质测定２．１材料与方法２丄１实验装置２．１，Ｗ有机玻璃板材构建实验室水平流人工湿地小试构造如图，内部尺寸为Ｘ一１００ｃｍ３０ｃｍＸ７０ｃｍ（ＬＸＷＸＨ），壁厚均有１ｃｍ。在装置的进水侧布设个进一水口、中、下王个出水口。进水端及出水端处分别，在另端出水侧分别布设上设置长度为１０ｃｍ的布水区和集水区，主体填料区域长度为８０ｃｍ，总厚度５５ｃｍ，将分层填充不同粒径的填料，由集。湿地进水经布水区进入填料区水区排出。装２个，用于湿地内部水质取样检测分析置正面均匀布置有１取样口。该装置维持恒定进水。，进水流量用蠕动累控制冷應．糖？由ｇｍｍｓａｍＭａｍ．化？；带；皮闻験ｉｌｉａｍａｓＥＭ＾纖觀Ｙ。图２．１水平流人工湿地撰拟装置Ｆｉｇ２．１ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄＳｉｍｕｌａｔｏｒｓｓｔｅｍｙ２丄２实验用水表２．１试验进水水质Ｔａｂ２．１Ｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅ化Ｓｔｗａｔｅｒ－ＤｍＬＮ〇３－Ｎ／ＴＮ／ＴＰＬ项目ＣＯａ（ｇ／）（ｍｇＬ）Ｌｍ／Ｈ如ｇ）（ｇ）ｐ？？？？４￣浓度范围４０１００１０８１４］３６．９７．３实验室水平流人工湿地小试实验所用的污水取自王小鄂污水处理厂二沉池的一出水，其出水水质执行《污水综合排放标准》级目标准。试验进水水质指标见１０ 第二章水平流人工湿地实验方法及填料性质测定表２．１。２．１３．实验填料实验室水平流人工湿地小试实验所用填料由合肥市裕丰花鸟市场购买，种类有黄沙、黄岩砂、彩砂、雨花石和携卵石。湿地实验填料类型见图２．２。＇ｔ？＞ｔ￣＂＂＇－爾ｍｍｒｒｒｒｒ＾—＂ＴｎｒｒＣＴ－ｒＴ’叩ｊｉ术ｆｒｒｒｒｒ图２．２湿地填料类型Ｆｉ２２Ｃｏｎｓｔｒｕｅ化ｄｗｅｔｌａｎｄｉｎ．ａｃｋｔｅｇｐｇｙｐ２丄４实验方法实验过程中定期对水平流人工湿地小试系统的进水、出水和内部过程进行采样，并检测分析相关的水质指标。常规理化指标按照国家环保局《水和废水监测８３［１分析方法》第四版）中水质检测方法进行测定。具体的分析项目和分析方法见表（２．２。表２．２试验分析项目与分析方法Ｔａｂ２．２Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅａｎｄｍｅｔｈｏｄｉｎｅｘｅｒｉｍｅｎｔｐ分析项目分析方法使用仪器ＣＯＤｅｒ重铭酸钟法上海精仪７２２Ｅ型分光光度计３＋Ｐ０－Ｐ箱７２２Ｅ４酸按分光光度法上海精仪型分光光度计＋ＮＨ－Ｎ纳氏试剂分光光度法上海精仪７２２Ｅ４型分光光度计—Ｎ０－５２Ｎ３Ｎ紫外分光光度法上海精科７紫外分光光度计ＮＯＮＮ－－－ｒｌ蔡基乙二胺分光光度法上海精仪７２２Ｅ型分光光度计（）ＴＮ德国耶拿Ｍ山ｔｉＮ／Ｃ２１００ＳＴＯＣ仪（）Ｈ－ＤｅＰＨｐ值梅特勒巧利多ｌｔ３２０ｉｆ２．１．５实验仪器实验室人工水平流小试实验所采用的主要仪器型号及生产厂家见表２．３。１１ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文表２．３小试实验所用主要仪器Ｔａｂ２．３Ｍａｉｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｅ邱ｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｓｍａｌｌｓｃａｌｅｅｘｅｒｉｍｅｎｔｐ名称型号生产厂家…计Ｄｅ－ｌｔ３２０梅特勒托利多电子天平ＦＡ２００４Ｎ上海市菁华可见光分光光度计７２２Ｅ型上海精仪紫外分光光度计■７５２Ｎ型上海精科ＴＯＯＴＮ分析仪Ｍｕ出Ｎ／Ｃ２１００巧）德国耶拿一真空干燥箱ＤＺＦ＞６０３０Ａ上海恒蠕动恒流累ＢＴ３００－２Ｊ河北保定２．２湿地填料性质巧定２．２．１概述人工湿地中的填料通常又称为滤料、基质。湿地中填料的作用不仅是为湿地ｆＷ还能通过吸附、过滤和沉淀等作用直接去除污染植物和微生物提供生长介质，ｓ一一ｔｑ。物，是人工湿地净化污水过程中个不可或缺的环节般的湿地填料有±壤、细砂、、碌石、沸石、石灰石、炉渣、石英砂鶴卵石等，其中最常使用的是烁石。一人工湿地中填輯的般选择原则是，这可Ｗ保证填料能：１足够的机械强度（）承受长期的挤压和污水的冲刷；２渗透性能好，水头损失小，不容易产生湿地阻（）塞的问题；（３）比表面积大，孔径大，空隙率高，具有较好的吸附能力；（４）有利于微生物的附着和湿地植物的生长；（５）化学稳定性好，不能产生二次污染。此外，、选取人王湿地填料时应尽量就地取材，同时还要满足价廉易得货源充足等条件，这样可Ｗ降低湿地建造成本。湿地填料是影响人工湿地去污高效性的重要因素，可Ｗ通过工程手段来调节。填料的比表面积和化隙率是影响填料吸附能为的重要因素。比表面积较大的填料有利于生物膜的附着和生长，从而可Ｗ増加湿地系统内微生物的数量。比表面积和孔隙率越大，所容纳的污水量也越大，污水在湿地内部可Ｗ受到较长时间的吸附和吸收。人工湿地填料床的渗透系能是反映人工，有利于人工湿地的污水净化湿地系统水力学性能的一良好的湿地系统其渗透性能会较好个重要指标，运行，其表现形式就是系统水流通畅、无堵塞、无表面滞水。通常，影响人工湿地系统；、、渗透性能的因素主要有填料的种类粒径，湿地植物的类型种植密度和系统的堵塞状况等。其中，填料的性能对湿地系统的渗透性能影响最为显著，因此常常又Ｗ填料的渗透系数来表征人王湿地系统的渗透系能。大部分湿地填料都是无机物质，，种类较多填料的粒径对渗透系数有影响，因此需要对填料的种类和粒１２ 第二章水平流人工湿地实验方法及填輯性质测定ｓｔｑ径进行筛选。在实验室小试和污水处理厂中进行的人工湿地设计，都应该通过填料的种类、粒径、孔隙率、比表面积和渗透系数等参数来合理地选择湿地填料。实验室水平流人工湿地小试实验所用填料均从合肥市裕丰花鸟市场中购买，为了能够对实验室水平流人工湿地小试系统进行合理设计，加强人工湿地的水为学性能，减少湿地中短流、沟流和阻塞等现象的出现，因此需要对购买填料的种类和粒径进行筛选、渗透系数、含水率和体积密度等水力学参数，并对其孔隙率进行测定分析。２．２．２填料水为学参数的测定’一Ｃ下烘填料孔隙率批的测定：取定量的填料５干、称重，用比重），在１０（巧一。过滤瓶测出密度的然后放入过滤简中，用清水段时间后，量出体积（巧，则？ｎ＝ｌ－Ｇ／＞Ｖ。（ｆ）－填料渗透系数的测定：根据王工试验方法标准／Ｔ５０１２３１９９９（ＧＢ）常水头渗透试验测定填料的渗透系数。’－填斜含水率的测定；砂在１０５１１０Ｃ下烘干恒量时所失去的水的质量和干砂质？量的百分比值Ｗ厂■—。含水率Ｗ尸其中，干砂质量似；ｗｏ湿砂质量似。填料体积密度的测定Ｂ／Ｔ５０１２３－１９９９密度试验测定：根据±工试验方法标准（Ｇ）填料的体积密度。２．２．３结果与讨论本次实验室水平流人工湿地系统所需要的填料均由花鸟市场购买，购买来的填料经过清水冲洗、自然惊干和筛分后备用。本实验选择的湿地填料类型共有四：。彩砂和黄岩砂又根据筛选的粒径分布种黄沙，彩砂，黄岩砂和雨花石其中，一分为细彩砂、粗彩砂和细黄岩砂、粗黄岩砂。将这六种填料分别取定量按照２．２．２试验方法进行水力学参数的测定和分析，每种材料做五组平行样并取平均值，其结果见表２．４。由表２．４可知，填料的种类是影响填料孔隙率的主要因素，其中粗彩砂的孔隙率最大平均值为４５．２％；黄沙的孔隙率最小，平均值为３８．１％。此外，填料的含水率也与填料的种类有很大的关系，而粒径的变化对含水率的影响并不大，雨花。石的含水率是最大的，次之是黄沙，然后是黄若砂，含水率最小的是彩砂填料的渗透系数与填料的种类和粒径大小均有关一。般情况下，当填料的种类相同时，粒径越大，填料的渗透系数就越大；而当粒径相同时，填料的种类不同，其渗透系数也会不同。选择人工湿地填料时，填料的渗透系数较大则湿地的渗透性能较好。然而填料的渗透系数也不能过大或过小，參透系数太小，则水不容易在湿地１３ 合肥工业大学学术硕ｄｒ研究生学位论文，中流动容易造成湿地床內部的堵塞和表面漫流；渗透系数太大，又容易造成水流在湿地中形成奈流，会降低湿地的水力学性能，不利于污染物的去除。这六种３３实验填料的体积密度相差不明显，介于１４００ｋｇ／ｍ和１５００ｋｇ／ｍ之间。工湿地的水力学性能和净化效果不仅与填料的种类、粒径和有研究表明，人ｓｓ性质有关ｆｉ，更与填料在湿地内部的填充方式有直接关系。陈腾殊、白少元研究发现人工湿地内不同填料粒径经过筛分后的分层填充方式对水体污染物的净化效果要好于填料不筛分的泡合填充方式。通常粒径较小的填料位于上层，而粒径较ｗｔｉ大的填料位于下层。，送种填充方式被称为正级配或正粒径填充方式潜流式人工湿地的短流主要发生在表层填料中，随着湿地床体深度（即填料层离度）的增加，过流量减少而湿地床体底层则多为水流死角区。将粒径小、渗透系数较小的填料填充在上层，可Ｗ增加水流阻力来避免出现短流；将粒径大、渗透系数相对较大的填料填充在下层，可Ｗ增加过水能力来避免出现水流死区，从而实现流场的均匀分布一，同时还能对上层填料起到承托作巧。因此，为了提高人工湿地的水力学性能，综合考虑填料粒径和渗透系数的影响，本实验的填料填充结构采用正粒径分层填充方式，这六种填料在人工湿地内的填充顺序由湿地表层到底层依次为：黄沙，细彩砂，细黄岩砂，粗黄岩砂，粗彩砂和雨花石。表２．４水平流人工湿地填稱粒径分布及其水力学参数Ｔａｂ２．４Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏ打ａｎｄｈｄｒａｕｌｉｃａｒａｍｅｔｅ巧ｏｆ化ｅａｃｋｉｎｐｙｐｐｇ填充顺序粒径范围孔隙率渗透系数含水率体积密度，填料种类１＾（由下而上）（ｍｍ）（％）（ｃｍ／ｓ）（％）（ｋｇ／ｍ）第１层祷風黄沙《０．０００６６．３８；Ｊ８１．０．２５４１４２０．８第￣２层细彩砂１３４４．２０．０７８２０．０６８１４６１．６第￣４４６６３层细黄岩砂２４４．１０．０６０３０．１３２１．７￣第４层粗黄岩砂４７４４．３０．１２７３０．１３５１４８３＂￣第５层粗彩砍５８４５１１１．．２０．７６０．０８９４７２４￣第６层（底层雨花石８１２４１．３０．１８０２０．２７８１４７８．６）２．２．４小结由实验测得的各种填料的孔隙率在４０％左右，且Ｗ渗透系数较大，渗透性能良好，因此可Ｗ作为本小试实验水平流人工湿地系统的填料。２、理搭配填料的填充结构（根据不同填料的粒径渗透系数等的差异，合，使）水流在湿地内部能够均匀分布，避免短流、沟流的出现，能够有效的提高人工湿地的水为学性能，进而提高人工湿地对污水的净化效果。本水平流人工湿地小试：实验中，六种填料在湿地内由表层到底层的填充顺序依次为黄沙，细彩砂，细１４ 第二章水平流人工湿地实验方法及填料性质测定。黄岩砂，粗黄岩砂，粗彩砂和雨花石１５ 含肥工业大学学术硕ｄｒ研究生学位论文第Ｚ章水平流人工湿地水力学实验研究义１概述一湿地的水力学特征是人工湿地设计的个非常重要的方面。湿地水力学主要是从水量平衡、水流流态和水流规律等Ｈ方面来描述。水流在人工湿地中的理想流态是推流形式，但根据研究，由于受到各种因素的影响，人工湿地系统的水流流态并非是理想推流。人工湿地系统对于内部水流的变化（滞留和运动）很敏感，在人工湿地污水处理系统的设计中考虑湿地中所涉及的水力学特征是非常重要的，这会直接关系到污水在湿地系统中的流速、流态、停留时间Ｗ及与湿地植物生长关系密切的水面线控制等重要问题。因此，人工湿地的水力学特征是选择人工湿地类型和建立、维护湿地运行的决定性因素。湿地的水为学特征也会影响到人工湿地净化能力的发挥。因为水力负荷、水流速度、配水方式、停留时间等水力学特征直接影响着污染物与填料、微生物接触的有效性、系统内的溶解氧分布和缺氧程度，也影响着湿地填料的理化性质。流入湿地的污水是湿地营养的主要来源，水中的污染物随污水在流经填料层时会一、扩散。发生混合，而流出湿地的水往往又会带走部分湿地的生物和非生物物质这些物理化学环境的改变对湿地生物反应有直接影响，影响微生物的多样性、活性、污染物的沉积、微生物转化、植物吸收及填料的吸附过程。，影响植物的生长因此，若水力学条件设计与控制不当，，就会使湿地系统难Ｗ髙效发挥净化功能甚至不能达到净化污染物的目的。Ｗ往常规的设计都是Ｗ理想推流流态为基础，所Ｗ建成后的人工湿地运行效果往往会存在很大的差异。人工湿地的应用发展自１９９０年后极为迅速，但是迄今为止人们对人工湿地内部的水力学规律尚未完全掌握。因此加强对人工湿地内部水流规律的研究，从而，加深对人工湿地去除各种污染物的途径和机理的理解，进而指导人工湿地的优化设计和运行显得尤为必要。根据美国环保局对处理城市污水和工业废水的人工湿地的调查发现，目前大部分人工湿地都采用潜流式系统，其中水平流人工湿地又９２９３ｔ，＾工湿占有更大的比例。其它国家的调查也有类似的结论，如欧洲的水平流人９５］－５地的数量是垂直流人工湿地数量的４倍多。因此，本章主要Ｗ实验室水平流人工湿地小试试验为基础，研究水力停留时间、进出水口位置等水力学条件对水平流人工湿地水流规律及水力效率的影响，Ｗ及水力条件优化下的水平流人工湿地系统的净化效果，为该类型人工湿地系统的优化设计和运行提供实践经验。３．２湿地水动力学研究方法人工湿地中存在填料，可ｔｉｌ将其看做是多孔介质，而水流通过填料层可Ｗ看１６ 第Ｈ章水平流人工湿地水力学实验研究一工湿地中的水流实际上是。作是多孔介质流，因此潜流式人种多孔介质流苗然这样的流动方式与渗流有许多相似之处，水，但是由于人工湿地的填料有时较粗流的渗流系数大多超过了层流的范围，水流特征不能直接用目前渗流研究中的成一熟理论来描述。达西实验定律可Ｗ描述孔隙砂柱中的维、单组份水流运动。随后，达西定律又被推广用于各向异性介质的Ｈ维、饱和和非饱和多孔介质液体的？工湿地中的填运动规律。达西定律适用于水流雷诺数小于１１０的情况下，当人料为粒径较小的±壤或者砂碌时，人工湿地中的水流速度较小，用达西定律来描述人工湿地渗流规律是成立的。但是当人工湿地中的填料选用粒径较粗的碌石或者碎石时，此时，水流雷诺数将超出达西定律的适用范围需要考虑惯性效应所产生的影响。。因此许多专家学者借鉴多孔介质渗流规律来描述人工湿地的水流规律３．２．１基础理论３．２丄１返混，短流，沟流和死区返混，从广义上说，泛指不同时间进入系统的物料之间的混合，包括物料逆流动方向的流动：，，例如环流和由端流和分子扩散所造成的轴向混合及由不均匀的速度分布所造成的短路、停滞区或死区、沟流等使物斜在系统中的停留时间有差异的所有因素。一短流，在反应，部，是指进入反应器的水流器中停留的时间通常并不相同一分水的停留时间小于设计停留时间，很快流出反应器外；另部分则停留时间大。于设计停留时间，这种停留时间不相同的现象叫短流沟流一，是指在流固系统或气液系统中，由于不均匀的流动，流体打开了条阻力很小的通道，形成所谓沟，Ｗ极短的停留时间通过床层，送种现象称为沟流。它较多发生在流固系统中。若沟贯穿于整个床层则称为贯穿沟流，若仅发生于局部则称为局部沟流。形成沟流会降低传质效率。在连续揽拌塞式反应器（ＣＳＴＲ）中由于进料速度和产物流出较快或揽拌不充分等一些物料未经反应就直，难免会有接随反应产物流出，此现象亦称为沟流。这种现象的存在，会造成转化率降低和物料的流失浪费（在非循环体系中），而且可能会增加产物纯化的难度，对整个工艺一些不好的影响流程带来。死区，是指流动系统中的局部空间，该空间中的流体基本上不参加主流体流动，只在原地作局部运动。死区处的流体的停留时间是无限长的。３．２．１．２水力停留时间和停留时间分布水力停留时间（ＨＲＴ），指待处理污水在人工湿地内的平均停留时间，也就是污水与人工湿地内微生物作用的理论平均反应时间。因此，如果反应器的有效容积为Ｆ，则；１７ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文＝ＨＲＴＦ／０ｈ（）停留时间分布（ＲＴＤ），是研究人工湿地水力学行为的重要工具。在理想水力流动条件下；，进水在人工湿地内的理论停留时间定义为－＝／－ｎｔｎＶｍＱＶ／Ｑ式中，为理论停留时间；ｒ獻为湿地有效容积；Ｆ为湿地几何体积；《为湿地基质孔隙率；０为湿地水流通过流量。但实际上人工湿地系统的水流状态并非理想流动，其形状、进出口位置、填料粒径、填充方式、植物类型及种植密度等诸多因素都会使实际停留时间偏离理论计算结果。因此，通常用ＲＴＤ来反映水流在人工湿地内的实际停留状况。通过对ＲＴＤ曲线的分析，可Ｗ计算污染物在湿地中与微生物、填料、植物的实际接触时巧，评估湿地中短流、死区现象和水流混合程度，确定人工湿地系统的平均有效容积。人工湿地系统的生物处理效率与湿地中微生物的种类、活性和污染物质与微生物种群的接触及持续时间密切相关。任何反应器系统的处理程度都与反应器内的接触效率和停留时间有直接关系。为了获得最大的生物处理效率，就必须使污水中的污染物与湿地填料表面的接触时间达到最长。如，使短流现象减少到最少一工湿地系统是Ｗ理论停留时间为设计依据果个人，忽略了短流、死水区等现象，这就必然会造成设计与实际运行过程中污染物去餘效率上的差别。３．２丄３水力效率水力效率，是指水流在湿地内部分布的均匀程度，湿地内部的混合、扩散、短流、滞留等现象都会对其水力效率产生影响，它综合反映了湿地内部水流的状态，间接表明了污染物在湿地系统内部的转移输送、停留时间化及被降解的能力。义２．２示踪实验６—Ｍ在Ｐｌ目前的潜流人工湿地水为学特征的研究中，普遍采用的是示踪实验法，利用脉冲示踪剂试验预演相应的水流运动，得到水流的规律性。示踪实验结果可（＾＾有效的反映出人工湿地的流态特征，初步判断湿地是否存在短流、沟流１＾及死区。一对于示踪实验，选择合适的示踪剂是个重要环节。示踪剂的选择需要从Ｗ下多个方面来考虑：（１示踪剂要能与研究物系互溶，且与研究物系有类似的物理性质和相同的混）合特性，Ｗ免向系统投入示踪剂后改变研究物系的流态。巧示踪剂与研究物系不会发生反应且不能在系统内积累和消耗。（３）示踪剂的灵敏性要高，用极少量的示踪剂也能准确检测，Ｗ免采样过多而改变流态。１８ 第；章水平流人工湿地水力学实验研究（４）示踪剂的性质能够用较简便的方法进行检测，获得的信号便于数学处理。ｗｗｕａ示踪剂满足上述条件的程度常被用来反馈数据分析的可靠性。研究表明，ｆｗ’ｉＷ裡盐、漠、ＮａＣｌ、巧光素、甲基蓝等燃料都可Ｗ作为湿地的示踪剂。示踪实ｉＷｔ验中示踪剂的用量、初始采样时间和采样频率都是很重要的。３．２３水力效率评价方法通过示踪实验可Ｗ得到水流流态或者水力停留时间分布（ＲＴＤ），研究水流流态Ｕｕｑ或水力停留时间分布ＲＴＤ）又可Ｗ分析出人工湿地的水力性能。本章研究将采（■ｉｗｔ’用回收率、水力效率巧Ｐ短路值５等水力特性参数对实验室水平流人工湿地小试系统的水力效率进行定量评估。３．２．３．１回收率示踪剂的回收率Ｆ灼在一定程度上能够反映出人工湿地系统内部死区的体积大小及流场分布的情况。脉沖示踪剂试验中测得的示踪剂浓度相当于水力停留时间分布密度ｉＶ灼。出水口的示踪剂浓度呈曲线形状，因此回收率护的由对停留时间分布密度函数的积分得出，其计算公式为；＝ｄＷＶ／）（〇｜３．２３．２水力效率水力效率Ｘ可综合分析水力停留时间和分布散度对水力学性能的影响，更能全面反映湿地系统内部的水力性能特征。理论上水平流人工湿地水流Ｗ推流形式通过人工湿地的填料区，水流质点具有相同的停留时间，能够在相同时间内达到湿地的出水口ｆ。，即为理论停留时间。湿地出水口示踪剂最高浓度出现的时间定义为示踪剂峰值的停留时间。水为效率；Ｉ的物理意义就是示踪剂峰值的停留时间与心湿地理论停留时间之比。；Ｉ值越高，湿地水力学性能越好其计算公式为：人二ｔ／ｔｎｐ义２．３．３短Ｍ短路值Ｓ是衡量不同类型人工湿地水力效率的参数值一。般情况下，Ｓ值越大，。表明水力停留时间分布密度曲线的出峰越睹，反之则出峰会较平缓其计算公式为：＝Ｓｔ化！ｔ讯式中，和如分别为出水口处示踪剂回收１６％和５０％的时间。３．３实验设计与方法３．３．１实验室水平流人工湿地小试系统１９ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文实验室水平流人工湿地装置详细描述见２丄１。该湿地系统在装置两端分别设一２３Ｈ置个进水口（ａ）和上（Ｍ）、中炸）、下（ｂ）个出水口，但为了控制人工湿地内部一水深，特设置个总出水口脚，各出水口的开启与关闭由阀口控制，如图３．１所示。在进水段和出水端分别设置长度为１０ｃｍ的布水区和集水区，里面填充粒径为２？５ｃｍｃｍ的鹤卵石，，保证布水和集水均匀。主体填料区域长度为８０总厚度为一５５ｃｍ，填料区分为６层，每层填充不同种类和粒径的填料，具体的填充顺序见表２．３所示。在装置的正面设有３排４列的取样孔，分别标号从ｃｌ到ｃ９Ｗ及Ｍ、ｂ２、ｂ３共１２个取样口，用于湿地内部的水质取样检测。填料和植物都会对人工湿地系统的水力效率及处理效果产生影响，本章的主要内容是人工湿地填料层中的水力学规律研究，暂不考虑植物的影响，因此没有在人王湿地表面种植植物。￣＂ＴＴＩａｃｌｃ２ｃ３Ｔｂｌ。普Ｉ。。半＾！麗麗ｃ４ｃ５污Ｉ。々ＪＩ３００醒ｎ—ｇｇｇ哗？口苦１。口品品Ｈ图３．１水平流人工湿地小试系统设计圍Ｆ３１ＴｅｓｎＨｃｒｕｃｅｄｗｅａｎｄ；ｓｓｅｍｉｇ．ｈｅｄｉｏｆｏｒｉｚｏｎｔａｌ円ＯＷｏｎｓｔｔｔｌｌｅｔｓｙｔｇ装置启动前先用排水法测量不同出水口位置下的有效容积。然后通入王小郭二一次水样氨氮沉池污水进行挂膜。运行期间，每两天取，分别测、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮、总磯、ＴＯＣ等指标，并同时记录下实验室环境平均气温及湿度。３．３．２进出水量变化规律及水量平衡的测定在不同的水力负荷条件下，设置四种工况，测定试验系统的进水流量、单位时间的平均出水量和出水总量，Ｗ获得系统进出水流量变化规律。并作进出水水量平衡，考察系统水量损失。３．３．３不踪实验Ｎ？ａＢｒ易溶于水，Ｂｒ的浓度变化可从很简便的通过电导率法或化极法测得，且２０ 第Ｈ章水平流人工湿地水力学实验硏究’Ｂｒ在自然水体中的含量极少。因此本研究选巧１＾泌１，不会对测定结果产生干扰作为实验室人工湿地小试系统的示踪剂。＿３．３？义１Ｂｒ浓度的測定腐子选择性电极法）Ｗ－Ｂｒ选择性电极为指示电极，甘隶电极为参比电极，插入试液中组成工作电－－－６－－１ｉ一？‘池。当故浓度在１〇ｌ〇ｍｏｌＬ范围内，在定的条件下ｒ，电池电位值与Ｂ。活度的对数成线性关系在测定中，固定离子强度，只要测出不同Ｃｂ／值时的电位’－。置左，做￡ｌｎＣＢｒ图（标准曲线），就可Ｗ了解电极的性能并可从图中求出待测样＝品的Ｂｒ部度。本示踪实验中Ｂｆ的标准曲线方程为：７５９．７奴＋Ｍ？．７２，相关系数护＝９９验要求化９９，说明该测试方法的精确性较高，符合实。．３．３＊３．２Ｂｒ静态吸附实验’为了检测不同填料对的吸附作用。，因此要进行故静态吸附试验取６个５００ｍＬ烧杯，分别填入选好的６种湿地填料２００ｍＬ，再倒入２５０ｍＬＯ．Ｏｌｍｏｌ／Ｌ的ＮａＢｒ溶撤每隔３０ｍｉｎ测定溶液中的Ｂｒ巧位变化。口ｈ内，泛６个烧杯溶液中—的断电位并没有明显变化，由此证明该６种湿地填料对ＮａＢｒ示踪剂的吸附性均不强。因此，ＮａＢｒ适合作为本研究示踪实验的示踪剂。３．３．３３Ｂｒ示踪实验一通过瞬时投加法，将定量的Ｎ泌ｒ溶液瞬时打入湿地进水口，并开始计时，’在出水口位置每瞩一定时间采集出水电极，并用离子选择性电极法测定其中的Ｂｒ电位。示踪实验过程中可Ｗ用出水电导率的变化作为取样间隔时间的控制标准。直至出水—Ｂｒ电极电位恢复到背景值时终止实验。由该实验可作出湿地系统的ＲＴＤ曲數通过ＲＴＤ曲线可计算得出水平流人工湿地小试系统的示踪剂回收率、水力效率和短路值等水力学性能参数。义３．４人工湿地净化效果測试＋－Ｃ０Ｄ－实验室人工湿地小试系统运行过程中主要测、ｒｗ、Ｗ化Ｗ、ＭＶＪＶ、７Ｐ六项指标Ｗ及ｐＨ值等水质指标，各项指标的分析方法和所用分析仪一器见２丄３。试验过程中每Ｈ天取样测定次，取样范围包括进水、出水和部分取样口。取样仪器采用５０ｍＬ的注射器，针头长１５ｃｍ，这样可Ｗ抽取到湿地装置中间的水样。义４结果与讨论义４．１人工湿地系统的有效容积本章研究采用排水汁时法测量不同出水口位置下的人工湿地初始有效容积。２１ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文—在湿地系统启动运行前先利用蠕动累Ｗ定的转速向装置内进水，根据从开始进水到水从出水口溢流出来的时间，分别计算出湿地系统在Ｈ个不同出水口位置时的有效容积，并记录下相应的湿地平均水深。经计算，实验室水平流人工湿地系３统在中／下出水曰时的有效容积均为０．０５４ｍ，平均水深为４５０ｍｍ，有效孔隙率为３０．４；在上出水口时的有效容积为０．０５９ｍ，平均水深为５００ｍｍ，有效孔隙率为０．４。因为本实验装置设计的缘故，人工湿地系统的出水口位于中／下位置时的湿地平均一一水深样，有效容积也样，因此在后面的研究中将只讨论上、下两个出水口位置对人工湿地系统水力效率的影响。本节试验采用的排水计时法方便快捷，可Ｗ较为准确的测出人工湿地系统在启动运行初期时的有效容积，但随着湿地系统内部微生物挂膜量的増长和颗粒物在填料内部堵塞情况的发生，人工湿地的实际有效容积也会随之发生变他。３．４．２不同水力条件对人工湿地系统出水流量和水量损失的影咱污水进入人工湿地、，湿地中的水量会受到蒸发蒸腾降雨和參透等因素的影一响，使得流入和流出湿地系统的水量不致。其中，蒸发蒸腾作用会造成湿地中水分流失，从而増加了污染物的浓度。降雨作用会对流进湿地中的污水进行稀释从而使污染物的浓度降低，但是窩降雨量也会缩短污水在湿地中的停留时间。渗透作用会使湿地内部的水量发生变化，但大多数情况是湿地内部的水分渗透到池外，使湿地内污染物的总量发生变化但浓度却不变。人工湿地的水量平衡的表达式如下：＾Ｑ－ＱｗｍＥＴ＋Ｐ＋Ｉｏ—一；式中公流出湿地的水量；贫Ｍ流入湿地的水量；货Ｔ蒸发蒸腾的水—￣滲入或渗出量量Ｐ降雨量；／。；表３．１水平流人工湿地系统水量平衡计算表Ｔａｂ３．１ＴｈｅｗａｔｅｒｂａｌａｎｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｔａｂｌｅｏｆＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｙｓｔｅｍ工水力负荷迸水流量出水流量时间累计进水量累计出水量水量损失３２’ｍＬ况脚／脚（１））（ｍＬ／ｍｉｎ）（／ｍｉｎ）（ｍｉｎ）脚Ｌ）（ｍＬ）比（％）Ａ０．０６５１３．４６１２．別６０８０Ｓ７５２６．９Ｂ０．１９８４１．１６３９．４０３０１２３５１１８２４．３Ｃ１．５７９３巧３２４１０３２９０３２４０１．５Ｄ１．５９４３３２３３０１００．６＾＾本研究中水平流人王湿地系统搭建在室内，没有降雨量和渗入渗出量对系统水量平衡的影响，因此只需考虑湿地的进出水量化及蒸发量。本次研究根据人工湿地水力负荷的不同分别设置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四种工况，将进水流速依次增大来考２２ 第ｓ章水平流人工湿地水力学实验研究、察湿地系统出水流量的变化规律，并将出水稳定时的进水流速平均出水流量、累计进水量、累计出水量和水量损失比的计算结果列于表３．１中。由表３．１可知，平均出水流量随进水流速的増大而升島，且平均出水流量仅比相应的进水流速略小。然而水量损失化却随进水流速的增大而减小，随着水力负荷的提高１３．４６ｍＬ／ｍｉｎ増大到３３２ｍＬ／ｍｉｎ时，系统的水量损失下降，进水流速由％一６．３。理论上，进水流速的提高有利于系统水量损失比的降低，但实际中存在一上限值时个流速的上限值，由于填料的渗透系数固定，当进水流速超过这，系统可能就会出现严重的滞水现象。对表３．１中的数据进行相关性分析，发现当出水稳定时，平均出水流量与进水＝流速之间具有明显的正相关性（於０．９９９９）。这也说明了本人工湿地系统选择的填料渗透性能较好、死区现象的发生，保障了水流通畅。，有效减少了系统内滞留３．４．３不同水力条件对人工湿地系统水力效率的影响３．４．３．１不同出水口位置对人工湿地系统水力效率的影响ｗｉ已有研究显示ｆｉ口的，湿地进水布置会影响到水流流程和流态，最终会影响。到人工湿地的水力效率和污染物处理效果，是湿地设计中的重要因素本章３．４．１中结果表明不同的出水口高度对人工湿地系统的有效容积也是有影响的。因此为探讨相同理论停留时间下不同出水曰位置对实验室水平流人工湿地系统水力效率的影响，本文特在Ｅ、Ｆ两种工况下开展示踪剂试验研究。图３．２即为Ｅ、Ｆ两种工况下湿地系统的出水示踪剂ＲＴＤ曲线。Ｅ、Ｆ两种工况的理论水力停留时间均为１８０ｍｉｎ，区别在于工况Ｅ是上层出水口出水，而工况Ｆ是下层出水口出水。＂１Ｉ＂■．＿１２＊■？工况Ｅ工况Ｆ（下出水口出水）＾（上出水口出水）＾巨■６，９－〇■〇■４－６－？？蚁蚁■疫．＊洽？２＇３＇＼姬Ｖ袍■？＼■？縣踏Ｉ■？■■■■■，．Ｉ．．Ｉ．Ｉ．？．Ｉ．！■■■■．■！Ｑｔ皇■■Ｑ０５００１０００１５００２０００２５０００１００２００３００４００５００６００时间／ｍｉｎ时间／ｍｉｎ图３．２不同出水口位置下的人工湿地系统出水示踪剂停留时间分布（ＲＴＤ）曲线Ｆｉ３．２ＲｅｔｅｎｔｉｏｎｔｉｍｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｔｒａｃｅｒｉｎｏｕｔｆｌｏｗｆｒｏｍＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｇｗｅｔｌａｎｄｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｕｔｌｅｔｌｏｃａｔｉｏｎｓ２３ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文理想的潜流人工湿地系统内部水流形态是推流形式。从图３．２中ＲＴＤ曲线的形状可Ｗ看出本实验室水平流人工湿地系统在Ｅ、Ｆ两种工况下运行，系统内部的水流流态既不是理想推流也不是完全混流。图中两种工况下的民ＴＤ曲线都有较明显的拖尾，说明部分示踪剂经历了较长的时间才流出系统。将系统出水示踪剂停留时间分布曲线进行标准化、积分等处理后，可Ｗ得到系统出水示踪剂回收率曲。线，如图３．３所示对图３．２、３．３中的ＲＴＤ曲线和示踪剂回收率曲线直接进行图３、解．２．３Ｆ两种工况下的系统水力特，经过本章中的方法进行计算，将得到的Ｅ性参数列于表３．２中。把系统出水中流出投入示踪剂总量５０％时所对应的时间作为实际平均停留时间它代表的是污水在人工湿地系统中的实测停留时间。不同出水口位置下，水流在湿地系统中的路径有着明显不同，因此系统的实际平均停留时间和示踪剂峰值出现时间也会随之产生变化。由表３．２可知，工况Ｅ下的人工湿地系统中ｆｐ工况Ｆ下的人工湿地系统中ｆ＜＜枯。工况Ｅ的实际平均停留时间比理ｐ论停留时间推后了１５０ｍｉｎ，而示踪剂峰值出现时间提前了７０ｍｉｎ；工况Ｆ的实际平均停留时间比理论停留时间提前了６５ｍｉｎ，示踪剂峰值出现时间也提前了１０５ｍｉｎ。这也说明了在Ｅ、Ｆ两种工况下实验室水平流人工湿地系统均存在短流、死区等现象。１００１００１＾？一．１？？？？？？一＇■？■＊８０．８０Ｖ．蛛佛－蛛６０－／丑／甫；舊４０．／璧４０．／佑／－ｔ＾：盤／幾：２０－—工况Ｅ２０－（上出水口出水）工况Ｆ（下出水口出水）Ｉ段Ｊ喉〇〇０５００１０００１５００２０００２５０００１００２００３００４００５００６００好间／ｔｎｉｎ时间／ｍｉｎ图３．３不同出水口位置下的人工湿地系统出水示踪剂回收率曲线Ｆｉｇ３．３ＴｒａｃｅｒｒｅｃｏｖｅｒｒａｔｅｉｎｏｕｔｆｌｏｗｆｒｏｍＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｓｔｅｍｕｎｄ奸ｙｙｄｉｆｅｒｅｎｔｏｕ社ｅｔｌｏｃａｔｉｏｎｓ工况Ｅ、Ｆ的示踪剂回收率均小于１００％，这是因为示踪剂在人工湿地填料内部流动的过程中。就此而，部分示踪剂会进入死区发生滞留，很难再流到出水口言，示踪剂的回收率也反映出了人工湿地内部死区区域的大小，死区越多，最终回收的示踪剂就会越少。因此，工况Ｅ中湿地系统内部的死区面积要小于工况Ｆ中的死区面积。短路值Ｓ是表示人工湿地内部短流通道多少的参数值。工况Ｆ的Ｓ２４ 第Ｈ章水平流人工湿地水力学实验研究值明显远大于工况Ｅ，这说明工况Ｆ的短流现象更为严重。由表３．２可得，当人工湿地系统的出水口位置从上层改变到下层时，其回收率降低了２．８％，而Ｓ值上升一。了化２６１分析这现象出现的原因，可能是由于当进水口设置在上层、出水口设、置在下层时，会在进出水口的直线距离之间形成优先路径，而在系统的另外两个角区域就可能会形成死区。对于水力效率；Ｉ来说，工况Ｅ和工况Ｆ下的系统水力工湿地系统采用上出水口出水时要比下出水口出水效率乂分别为０．６１１和０．４１７，人的水力效率义提髙化１９４。表３．２不同出水口位置下人工湿地系统的水力特性参数对比Ｔａｂ３．２ＣｏｍａｒｉｓｏｎｏｆｈｄｒａｕｌｉｃａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｓｔｅｍｕｎｄｅｒｐｙｐｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｕｔｌｅｔｌｏｃａｔｉｏｎｓ？工况Ｅ工况Ｆ出水口位置上出水口出水下出水口出水理论停留时间４如的）１抓１８０实际平均停留时间４（ｍｉｎ）巧０１１５示踪剂峰值出现时间从ｍｉｎ１１０７５）１１５７０３３０１１５示踪剂投加总量（ｍｏｌ０．０５００．０５０）回收率（％）９４．４９１．８水力效率１０．６１１０．４１７短路值Ｓ００．６０９＾综上所述，不同出水口位置的设置会对人工湿地系统内部水流的流态和路径。产生改变，进而对系统的水力效率有着显著影响并且可Ｗ得出结论：出水口位置位于人工湿地的上层时能有效提高湿地系统的水力效率、，缓解短流死区等现象的发生。３．４．３．２不同水力停留时间对人工湿地系统水力效率的影响水平流人工湿地的水力负箭是指单位时间单位面积上的水量，是衡量人工湿一地污水净化能力的一个重要的水力学指标，也是影响水平流湿地运行效果的个重要因素。人工湿地系统的水力负荷与系统的水力停留时间有着直接关系，因此水力停留时间也是湿地设计中的重要因素。本实验通过蠕动系来控制进水流速，进而来控制湿地的水力负荷和水力停留时间。为研究相同出水口位置下不同水力停留时间对实验室水平流人工湿地系统水力效率的影响，本文分别在Ｅ、Ｇ两种工况下对该系统开展示踪剂试验并分别绘制系统的出水示踪剂ＲＴＤ曲线，如图３．４２５ 合肥工业大学学术硕古研究生学位论文。口出Ｅ的理论水所示两种工况下湿地系统均从上出水水，区别是工况力停留时间为化７３ｈ。由系统出水示踪剂停留时间分布，而工况Ｇ的理论水力停留时间为曲线又可Ｗ得到图３．５中的系统出水示踪剂回收率曲线。表３．３为Ｅ、Ｇ工况下系统水力特性参数计算结果。化３．５，｜．■！－８－一＾２．８■？？■？＇■■＝＾＝３ｈ）＾工况Ｇ（ＨＲＴ７３ｈ）工舶（ＨＲＴ■■■１－片．＼〇？〇■■■■＜：＜－４－Ｌ４彼？？巡■；幾？；？罕；－中？件■－■９－２Ｖ袍０‘７袍、城縣．？？＞■＊、、Ｂ？．１．１．？？．■■—．Ｉ．Ｉ．ｔ■ｉ■—■■ＩＱＱＱ■０８１６２４３２４００７０１４０２１０巧０３５０时间／ｈ时间／ｈ图３．４不同水力停留时间下的人王湿地系统出水示踪剂停留时间分布（ＲＴＤ）曲线Ｆｔｉｏ打ｔｉｍｅ出ｒｉｂｕｔｉｏｆｔｃｅｒｉｎｏｕｔｆｌｏｗｆｒｏｍＨｏｒｉｚｏ打ｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｉｇ３．４Ｒｅｔｅｎｓｔｏ打ｃｕｒｖｅｒａｆｆｗｅｔｌａｎｄｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒｄｉｅｒｅｎｔＨＲＴ１００１００■■■■１１８０■抓－／《《／■－搁抓．视６０／ａ舌／．／復場４０—／房４０焉／／■雖／ｍ／－－２０Ｉ＝３ｈ）２０—工况Ｇ（ＨＲＴ＝７３ｈ喉工况Ｅ（ＨＲＴ喉／）ＩＩＩＩＪ，Ｉ■？，Ｉ．ＩＩ．．■，．Ｑ００８１６２４３２４００７０１４０２１０２８０３５０时间Ａ时间／ｈ图３．５不同水力停留时间下的人工湿地系统出水示踪剂回收率曲线Ｆｉ３．５ＴｒａｃｅｒｒｅｃｏｖｅｒｒａｔｅｉｎｏｕｔｆｌｏｗｆｒｏｍＨｏｒｉｚｏｎｔａｌａ〇ｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒｇｙ出ｆｅｒｅｎｔＨＲＴ从图３．４中ＲＴＤ曲线可Ｗ看出本实验室水平流人工湿地系统在Ｅ、Ｇ两种工。况下运行，系统中的水流并不呈理想推流，介于完全混流和理想推流之间如表３．３所示，工况Ｅ下的人工湿地系统中心。。＂？，工况Ｇ下的人工湿地系统中知这反映出水力停留时间的改变对系统内部的水流流态也有影响。两种工况下的系统实际平均停留时间均大于理论停留时间，但水力停留时间较长的工况Ｇ２６ 第Ｈ章水平流人＿［湿地水力巧实验研究的系统实际平均停留时间更接近理论停留时间，说明工况Ｇ系统中的水流流态最接近推流。这是因为当进水流速减小时，水力停留时间随之增大，湿地系统内部的水流混合流动程度较弱，更接近推流。在潜流人工湿地中，水流越接近推流，系统的水力学性能就会越好，污染物的处理效果也会更高。表３．３不同水力停留时间下人工湿地系统的水力特性参数对比Ｔａｂ３３ｏｍａｒｉｓｏｎｏｆｒａｕｃａｒａｍｅｅｒｓｉｎＨｏｒｉｚｏｎａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｒｕｃｅｄｗｅｌａｎｓｓｅｍｕｎｄｅｒ．ＣｐｈｙｄｌｉｐｔｔｔｔｔｄｙｔｄｉｆｅｒｅｎｔＨＲＴ工况Ｅ：ｌ＿：况Ｇ＾山水口位置上出水口出水上山水口山水理论停留时间ａｈ３７３）实际平均停留时间ｆｍｈ５．５８５（）１示踪剂峰值出现时间ｆｐ（ｈ）．８７６．５／ｈ１．９３８１６（）５．５５＇ｈ８５０（）ｍｏｌ００５０００２５示踪剂投加总量（）．．回收率（％）９４．４９８．８水力效率＾＾０．０４８．６１１１短路值Ｓ０．３４８０．４４７比较工况Ｅ、Ｆ的系统水力特性参数，可发现两种工况下的湿地系统示踪剂回收率都比较高，说明系统内部的死区面积较少。工况Ｅ的示踪剂回收率为９４．４％，８，而工况Ｇ的示踪剂回收率高达９．８％，随着水力停留时间的增长示踪剂回收率。工，提高了４．４％况Ｅ和工况Ｇ的短路值Ｓ差别不大，仅为化０９９说明水力停留时间的改变对系统短路值Ｓ的影响较小。对于水力效率；Ｉ來说，当水力停留时间由化増加到７３ｈ，系统的水力效率；Ｉ由０．６１１増长到１．０４８，显著提高了化４３７。由此可见，水力停留时间的提高有利于改善系统的水力效率。综上所述，，水力停留时间的改变会对人工湿地系统内部的水流流态产生影响从而对系统的水力效率产生影响，因此提高人工湿地的水力停留时间也有利于提高系统的回收率和水力效率。义４．３．３小结工况Ｅ、Ｆ、Ｇ条件下的系统示踪剂回收率均大于９０％，说明示踪剂试验运行良好。将Ｅ、Ｆ、ＧＨ种工况下实验室水平流人工湿地系统的示踪剂试验结果进行对比可发现，出水口在下层的水平流人工湿地系统存在较多的短流通道和死区，水力效＾低下；将出水口设置在上层能提高水平流人工湿地的水力学性能，有效２７ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文减少短流、死区的存在，改善系统的水力效率；而通过提高人工湿地的水力停留时间也有利于改善系统的水力效率。因此，在这兰种工况条件下，从上出水口出水且水力停留时间为７３ｈ的工况Ｇ下的系统水力效率最高，人工湿地的水力学性能最佳。３．４．４优化水为条件下的人工湿地系统污染物净化效果的探究影响水平流人工湿地系统污水处理效果的因素很多，其中，湿地系统的水力一一条件是湿地系统发挥净化功能的关键之。通常会采用定的工程措施将系统的水力条件控制在最隹状态，Ｗ强化并最大限度的发挥人工湿地系统净化污染物的效果。本章３．４．４通过在Ｅ、Ｆ、Ｇ王种工况条件下进行示踪剂试验，得出结论；当采用上层出水的出水口布置方式、系统水力停留时间为７３ｈ时的实验室水平流人工湿地系统的水力效率最高。因此，本节将在最优化的水力条件下进行人工湿地系统对污染物去除效果的研究。人工湿地对污水的净化主要通过微生物的降解作用和填料的吸附、沉淀作用，通过前期启动运巧和示踪剂试验阶段利用含有微生物的生活污水处理厂二沉池出一一段时间的挂膜水对湿地内部填料，实验室水平流人工湿地系统内已含有定数一工湿地系统采用量的微生物，进而对污染物具有定的去除作用。本实验中，人３２上出水口出水方式’，水力停留时间７３ｈ，水力负荷为化０６５ｍ／ｍｄ，试验进水为（）王小部污水处理厂二沉池出水，进水水质指标见表２．１。实验过程中每隔３天对系统进出水和各取样口取水检测，检测内容为ＣＯＤ、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、总氮、总磯和阳等水质指标，试验开始于１０月中旬，运行时间为６０ｄ，试验期’理效间平均最高气温为１５Ｃ。由于试验进水中亚硝酸盐氮和氨氮的含量较低，处果不明显，因此本节后面将不再进行讨论。本试验中各主要污染物的浓度变化及３－去除效果如图．６３．９所示。３．４．４．１ＣＯＤ的去除ＣＯＤ的进水浓４－．６１ｍ／Ｌ１１８ｍ／Ｌ．如图３，度范围在ｇｇ，平均进水浓度为７７５ｍ－／Ｌ２．９ｍ／Ｌ３３．２ｍ／Ｌ，．９ｍ／Ｌ。试验运ｇ；出水浓度范围在ｇｇ平均出水浓度为１７ｇ行期间，ＣＯＤ的最高去除率为９６．６％，最低去除率为５４．８％，整体平均去除率为７６．４％。从去除效果来看，人工湿地系统对ＣＯＤ有较为明显的去除，但去除率不一稳定。部分原因是由于进水ＣＯＤ浓度的波动较大，导致系统中的污染物负荷变一部分原因是因为试验运行阶段化大，环境，因此对ＣＯＤ的去除效果不稳定。另温度偏低，人工湿地系统中的微生物没有处在最适生存条件下，对ＣＯＤ的生物降解能力产生了影响，因此人工湿地的ＣＯＤ去除效果没有达到最佳。由此推断，当人工湿地系统在夏季运行时对ＣＯＤ的去除效率会有明显提高。２８ 第王章水平流人工湿地水力学实验研究１２０＝１００１１满＾ｒ？ｂ今／Ｖｈ■４Ｊ〇甲乂８４０－Ｗ；．０２０＼？／？ｙ＼一卢一０１０２０３０４０５０饥抽间Ｍ进水浓度出水浓度去除率图３．６实验室水平流人工湿地小试系统中ＣＯＤ的浓度变化Ｆｉｇ３．６ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＣＯＤｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｙｓｔｅｍ３．４．４．２贿酸盐氮的去除３－如图３．６ｍ／１０ｍ／Ｌ．７，硝酸盐氮的进水浓度范围在ｇＬｇ，平均进水浓度为６．５ｍ／／－ｍｇＬ；出水浓度范围在０．２ｍｇＬ１．１ｍｇ／Ｌ，平均出水浓度为０．５ｇ／Ｌ。试验运行９８．５％８１．０％期间，硝酸盐氮的最高去除率为，最低去除率为，整体平均去除率为９２．１％。从国中可Ｗ看出，人工湿地系统对硝酸盐氮的去除效果良好，去除率较为稳定。１〇＾ｎｌＯＯ７＾｜、，心ｊ＼ｆ６，－＼１！４－／ＷＶ－４０｜Ｉ潭２－－２０一、－一？、八一六叫０００１０２０３０４０５０６０时间／ｄ进水浓度出水浓度去除率图３．７实验室水平流人工湿地小试系统中硝酸盐氮的浓度变化－Ｆ．ｏｆＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｏｎｓｔｒｕｃｄｗｅｔｌａｎｄｓｔｉ呂３７ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＮ０３Ｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｔｅｓｅｍｙ３．４＊．４３总氮的去除ｍ－如图３．／ｍ／．８，总氮的进水浓度范围在５１ｇＬ１４．２ｇＬ，平均进水浓度为８．９２９ 合肥王业大学学术硕壬研究生学位论文ｍｍ－ｇ／Ｌ；出水浓度范围在０．８ｇ／Ｌ２．９ｍｇ／Ｌ，平均出水浓度为１．５ｍｇ／Ｌ。试验运行期间．０％．８％，硝酸盐氮的最高去除率为９３，最低去除率为巧，整体平均去除率为８Ｕ％。污水中氮的主要形式有氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和有机氮。进水中氨３７％氮和亚硝酸盐氮的含量较低，而总氮的平均含量却比硝酸盐氮的平均含量高，一说明进水中含有定浓度的有机氮。试验进水使用的是生活污水处理厂的二沉池出水，在进水过程中会将原水中的微生物带入进湿地系统，而出水中又会多多少少带出一部分的湿地微生物，在微生物细胞内含有大量的有机氮，因此进水和出水中的总氮有所提高。虽然总氮的整体平均去除率低于硝酸盐氮的整体平均去除％Ｗ上，说明人工湿地系统对总。率，但是仍达到８０氮也有很好的去除效果巧１００Ｉ１－／－６Ｖ／Ｖ－４０ｇＩ－３八－２０？一Ｌ—，——■—■—Ｉ－￣－—＇—＇—＇—■—〇０１０２０３０４０５０６０肿间／ｄ一？一进水浓度－？－出水浓度—去除率图３．８实验室水平流人工湿地小试系统中总氮的浓度变化Ｆｉｇ３．８ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＴＮｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｙｓｔｅｍ义４乂４总磯的去除６１００；１１５－Ｗ；Ａ於飞ＡＡｖ！、２０＾－一．一？＾．〇Ｌ—．１—．—Ｉ—＇—＇■＇—Ｊ００１０２０３０４０５０６０时间／ｄ—？一进水浓度－？一出水浓度一？一去除率图３．９实验室水平流人工湿地小试系统中总磯的浓度变化Ｆｉ３．９ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＴＰｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｎ〇ｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｓｔｅｍｇｙ３０ 第；章水平流人工湿地水力学实验研究如图３－．９，总憐的进水浓度范围在１．２ｍｇ／Ｌ５．９ｍ／Ｌ，平均进水浓度为２．０ｍ／Ｌｇｇ；－．ｍ出水浓度范围在〇．６ｍ／Ｌｌｌ／Ｌ，平均出水浓度为０．９ｍ／Ｌ。试验运行期间ｇｇｇ，硝酸盐氮的最高去除率为８１．０％，最低去除率为３１．３％，整体平均去除率为５０．８％，去除效率不高。人工湿地中磯的去除途径主要是填料的吸附和沉淀作用。由图中可Ｗ看出一，湿地系统对总憐的去除效率随时间的变化有个下降的趋势，说明填料对憐的吸附能力会随湿地运行时间的增长而逐渐下降。当填料的吸附能力达到饱和时，人工湿地系统对总磯的去除效果将降到最低。３．．．４４ＳｐＨ的变化由图３．１０可Ｗ看出，实验室水平流人工湿地系统在运行期间进出水都呈中性，？Ｈ稳定在６．。ｐ．９７３之间，这为湿地系统的微生物降解提供了良好的环境７－．４＾５：４／Ｗ＼６８．６６．０１０２０３０４０州说时间／ｄ一？一进水浓度一？一出水浓度图３．１０实验室水平流人工湿地小试系统中ｐＨ的变化Ｆｉｇ３．１０ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＨｏｆＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｓｔｅｍｐｙ义４．４．６／＞结本节在系统水利条件优化下进行污染物去除效果实验，结果表明当采用上出水口出水且水力停留时间为７３ｈ时的实验室水平流人工湿地系统中ＣＯＤ的平均去除率为％．４％，硝酸盐氮的平均去除率为９２．１％，总氮的平均去除率为８１．１％，总磯的平均去除率为５０．９％。湿地系统的净化效果并不理想，对ＣＯＤ等主要污染物的去除效率并没有稳定在最高。分析原因可能是试验过程中气温转凉，室内环境’工湿地装置采取保温措施平均最高温度仅为１５Ｃ，没有对人，湿地系统中微生物群落的活性有所下降，人工湿地的微生物降解作用没有发挥到最大，因而造成实验室人工湿地系统的污染物去除效率不高。送也说明了人工湿地系统的净化效果容易受到气候的影响。因此在实际应用中，通过工程措施优化湿地系统的水力学条件，注意运行过程中的湿度变化，就可Ｗ使人工湿地污水处理系统的效率得到３１ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文很大的提高。３．４．５污染物在人工湿地系统中的迁移转化规律研究污水中的污染物质进入人工湿地系统后，会随水流的运动进行迁移，分布于系统内部的各个部分，并且在迁移过程中受到填料的吸附和微生物的生物利用等。作用而发生转化，最终使污染物质在人工湿地中得到减少污染物在人工湿地系统中通过迁移转化而得到去除，其中污染物的迁移过程会直接受到湿地系统中水流的影响。因此，系统的水力效率也是影响去除效果的关键因素。本章在３．４．３中探讨了不同水力条件对实验室人工湿地系统的水力效率的影响，得出了在Ｅ、Ｆ、ＧＨ种工况条件下系统的水流流态Ｗ及示踪剂回收率、水力效率巧Ｐ短路值Ｓ等水力特性参数。之后，又在３．４．４中研究了最佳工况条件Ｇ下人工湿地系统对生活污二沉池出一水处理厂水中各主要污染物的去除效率。为了进步研究污染物在湿地系统中的迁移转化规律，本节将继续研究在最佳工况条件Ｇ下污染物在实验室水平流人工湿地小试系统中的分布情况。为了保证污染物进水浓度的稳定，避免因进水浓度的波动而影响试验效果，因此本试验进水将采用人工配水，模拟生活污水处理厂执行《污水综合排放标准》一级Ｂ的出水二甲二。试验进水主要采用邻苯酸氨钟、礎酸氨钟、氯化钱等成分人工配置。试验水质见表３．４。表３．４试验进水水质Ｔａｂ３．４ＱｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｅｓｔｗａｔｅｒＣＯＤｍＬ－ＬＴＮＬＺＰｇ（ｇ／）ＮＨ＾Ｎｊｍｇ／）（ｍｇ／）（ｍｇ／Ｌ）ｐＨ６０１５Ｍ１１２本试验的运行条件是上层进水、上层出水的进出水方式，水力停留时间为７３ｈ，３２一ｍ‘水力负荷为０．０６５ｍ／ｄ。（本试验进水采用人工模拟废水，运行段时间待出水）稳定后对人工湿地系统的进出水和各取样口进行取样检测。本实验室水平流人工湿地装宣共设置１２个取样口，取样口的具体分布见图３．１。在运行过程中，人工湿地系统的最低水位约５００ｍｍ，此时ｃｌ、ｃ２、ｃ３和Ｍ这四个取样口商度位于水位面处，无法进行取样检测，故该工况条件下人工湿地装置的有效取样口只有８个。因此，可Ｗ进行取样检测的有：进水ｃ４，ｃ５，ｃ６，ｃ７，ｃ８，ｃ９，，出水，取样口ｂ２和ｂ３。出水稳定后，人工湿地系统内部的污染物浓度分布如图３．１１和３．１２所不。３２ 第Ｈ章水平流人工湿地水为学实验硏究２０＾，Ｓ＇圓氨氮圓－Ｍ硝酸盐氮１６醒－Ｗ总氮擺画Ｍ１２ＩＩＩ目ＩＩ确Ｉ龍ＩＩＩ！进水出水ｃ４Ｃ日ｃ６ｃ７ｃ８ｃ９ｂ２ｂ３３１凶．１实验室水平流人工湿地小试系统中的氮类污染物浓度分布Ｆ．１１ｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｄｉｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｎｉｅｎｏｌｌｕｔａｎｉｎＨｒｉｚｌｆｌｃｔｒｕｗｅｎｄｉｇ３Ｃｓｔｒｏｔｓｏｏｎｔａｏｗｏｎｓｃｔｅｄｔｌａｇｐｓｙｓｔｅｍｉ＞｜Ｉ进爪出水ｃ４ｃ５ｃ６ｃ７ｃ８ｃ９ｂ２ｂ３图３．口实验室水平流人工湿化小试系统中的总稱浓度分布ｉ１２Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ出ｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＴＰｉｎＨｏｒｉｚｏｎｔａｌ円０ＷｔｔｗｅｔｌＦｇ３．ｃｏｎｓｒｕｃｅｄａｎｄｓｙｓ化ｍ本试验在人工模拟废水中只加入了氯化钱，但是在检测进水时却发现了少量的滿酸盛氮的存在，因测得氨氮含量与配水设计时的含量近似，故可Ｗ排陈硝酸一盐氮是由氨氮氧化送可能。由此推断，进水中的硝酸盐氮是由配水时自來水Ｗ３，１Ｌ及药品不纯所带来的。如图．１１所示进水氨氮含量稳定在５ｍ／左右ｇ，总氮含量约２０ｍｇ／Ｌ，出水氨氮平均浓度为７．０ｍｇ化，平均去除率为５３．４％，出水总氮平均浓度为９．７ｍ／Ｌ５１．１％。ｇ，平均去除率为试验过程中没有检测出亚硝酸祐氮。由图３，９６ｍ／Ｌ，５ｍＬ，．１２可知进水总磯平均含量为化ｇ出水总憐平均浓度为化０ｇ／平均去除率为９５．１％。将各取样口处氮氮、硝酸盐氮、总氮和总憐的去除率列于表３３ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文３．５中。由于布水区中填充的是觀卵石，孔隙率较大，渗透系数也非常大，因此污水从进水口流出后应该是先垂直向下运动，再向水平方向流动，最后在集水区汇集从出水口流出人工湿地。理想的水流型态是水流在填料层中呈现推流。如图３．１１和３．１２所示，污染物的浓度随污水推流的距离呈现出下降趋势，这说明污染物在流动过程中受到填料和微生物的综合作用逐步发生转化。观察污染物浓度分布图可发现，污染物在ｂ３取样口处的浓度突然增高，由此推断人工湿地系统的右下角可能出现了死区。这是因为在整个湿地系统中，ｂ３取样口距离进水口的直线距离＾最长，微生物量最少，没有充足的微生物可，限，再＾＾利用制了污染物的降解加上污染物流入湿地装置拐角死区处很难再流出，导致污染物的积累，因此出现ｂ３取样口处污染物浓度突然增高的现象。表３．５水平流人工湿地系统中的汚染物去除率分布表Ｔａｂ３ｎ．５Ｔｈｅｏｌｌｕｔａｎｔｓｒｅｍｏｖａｌ出如ｉｂｕｔｉｏｎｉｎＨｏｒｉｚｏｎｔａｌ〇ｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｓｔｅｍｐｙ污染物出水ｃ４ｃ５ｃ６幻ｃ８ｃ９ｂ２ｂ３〇氨氮去除率（／〇）巧．４３８．８３ｔ６４０．７３０．４３８．０４６．７５１．８２硝酸盐氮去除率（％）４３．８１８．１２２．７２３．４１５．１２２．７２４．２２５．７２２．７总氮去除率％５１．１３３．９巧．６；３６．７２６乂３４．４４１．４４５．７３０．７（）２总憐去除率％９５．１８４．２口．８８９．３６５．４８５．２９３．４９．３４９．７（）由表３．５可得，从进水口到ｃ４取样日时氨氮的去除率达到总去除率的７３％，硝酸盐氮的去除率达到总去除率的４１％，总氮的去除率达到总去除率的６６％，总８９％磯的去除率达到总去除率的，而在后面相同推流距离下污染物的去除效率逐一渐下降。这说明污染物的去除过程随污水推流的距离呈现出定的规律，其去除量主要是集中于进入湿地系统的前一部分阶段，并且污染物的去除效率随污水在系统中推流距离的延长呈减缓趋势。结合图３．１１、３．１２Ｗ及表３．５又可Ｗ发现，开始时水中污染物的浓度最离，其去除效率也最髙，随着污染物浓度的减少，去除效率也逐渐下降。送是因为只要不超过湿地系统的承污力，单位体积的污染物浓度越高、微生物的利用率就越高，因此单位体积的污水的处，单位体积中的填料理率也就越高。这同时也解释了为什么水平流人王湿地系统对污染物的处理主要集中于前半阶段。３５本．章小结１当出水曰分别位于水平流人工湿地系统的上、中、下层化系统的有效容（）３３３积分别为０．０５９ｍ、０．０５４ｍ和０．０５４ｍ，有效孔隙率均为０．４。３２３２‘？ｍ’的水力负荷在０．０６５ｍ／（ｍｄ１．５９４ｍ／ｄ之间时，系统的巧当湿地系统）（）？水量损失量为０．６％６．９％，且湿地系统的水量损失比随进水流速的增大而减小。３４ 第Ｈ章水平流人工湿地水力学实验研究３出水口位置的设置对人工湿地系统的水为效率有显著影响，当出水口位于（）湿地系统上层时可有效提高湿地系统的水力效率，减少短流、死区等现象。其中２．８％；１０．１９４Ｓ下降０．２６１。回收率提高，提高，４水力停留时间的改变对人工湿地系统的水力效率有影响，延长人工湿地的（）水力停留时间有利于湿地系统水力效率的提高。５当水平流人工湿地系统上层进水、上层出水且水力停留时间为７３ｈ时，系（）统的回收率为９８．８，义为１．０４８，Ｓ为０．４４７。６当水平流人工湿地系统上层进水、上层出水，水力停留时间为７３ｈ，水力（）３２°０，．０６５ｍ／ｍｄ１５Ｃ０ｔ，ＣＯＤ平均去除率为７６．４％，负荷为（），平均最高气温为系统的９２．１％８１．１％，５０．９％。滿酸盐氮平均去除率为，总氮平均去除率为总憐平均去除率为７巧染物的去除量主要集中于水平流人工湿地系统的前半部分，并且去除效（）率随污水在系统中推流距离的延长呈减缓趋势。３５ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文第四章水平流人工湿地水力学及污染物迂移转化模拟４．１概述湿地的水力学特征是影响人工湿地水力效率和净化能力发挥的重要因素。通过建立数学模型，运用计算机仿真模拟的方法来研究人工湿地的水力学特征，不仅方便、快捷，可Ｗ大幅度地减少试验研究工作量，还能够提供较为直观、详尽的湿地内部流场信息，揭示湿地局部或特定区域的水流流态、速度分布、水流方向和颗粒运行轨迹等试验无法直接监测到的湿地信息。水平流人工湿地中的水流运动过程可采用地下水水流运移的数学模型进行模拟，。水流在湿地填料中的运动为王维流动需要考虑水流在横向、纵向和垂直Ｈ个空间方向上的运动要素的变化。目前的人工湿地数学模拟研究中，人们通常采用二维水流模型来分析水流的运动规律，只考虑垂直和纵向上的二维流场分布，Ｐ８２９３５＂Ｗ６８６９’’ｌｔｔ’＾不考虑横向水流的流速变化，例如Ｐｅｒｓｓｏｎ、Ｗｏｒｍａｎ和Ｌａｎｇｅｒｇｒａｂｅｒ等人的研究。经过简化后的二维水流模型虽然应用普遍，但反映出的人工湿地内部水流情况不够全面、真实。本章将应用ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ地下水模拟软件建立水平流人工湿地的Ｈ维模型，实现人工湿地运行过程的模拟和Ｓ维可视化输出，并同时考察不同出水日位置和水力负荷对水平流人王湿地水力学行为的影响。４．２ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ简介４．２．１软件简介ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ是专业的用于Ｈ维地下水流和污染物运移模拟的可视化软件系统，它是由加拿大Ｗａｔｅｒｌｏｏ水文地质公司在原有的ＭＯＤＦＬＯＷ基础上应用现代可视化技术所开发研制的，目前在环境保护、水资源利用、建筑、采矿等许多行业得到了广泛的应用。该软件系统主要由ＭＯＤＦＬＯＷ、ＭＴ３ＤＭＳ、ＭＯＤＰＡＴＨ和ＺｏｎｅＢｕｄｇｅｔ等功能模块组成，其中ＭＯＤＦＬＯＷ模块用于模拟Ｈ维地下水流的运动状态，ＭＴ３ＤＭＳ模块与ＭＯＤＦＬＯＷ模块联合运行模拟系统中的弥散、对流一和些简单的化学反应，ＭＯＤＰＡＴＨ模块可Ｗ模拟给定点的运动轨迹，ＺｏｎｅＢｕｄｇｅｔ１＂１１＞模块可＾模拟计算给定区域的总水量１＾１及与其它区域的水量交换情况。该软件系统还包括了基本子程序包巧ＡＳ）、计算单元间渗流子程序包巧Ｃ巧、定水头子程序包ＣＨＤ、沟渠子程序包ＤＲＮ、蒸发蒸腾子程序包ＥＶ、通用水头子程序包（）（）（巧（ＧＨＢ）、补给子程序包（ＲＣＨ）、河流子程序包（ＲＩＶ）、井流子程序包（ＷＥＬ）等子程序包用户可Ｗ根据实际工作需求來选用其中的某些子程序包进行数值模拟。ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ可Ｗ建立Ｓ维地层实体，进行水流模拟和溶质、反应运移模拟。它最大的特点是可Ｗ将数值模拟过程的各个步骤自动化、规范化的连接起３６ 第四章水平流人工湿地水力学及污染物迂移转化模拟一，来，从模型的建立，参数的输入和修改，模型的运行反演校正参数，直到输出结果的显示，整个模拟计算过程系统连贯。模型的模拟结果还能Ｗ彩色立体图的形式直观的展现出来。基于Ｗ上优点，故本章选用ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ软件来对－水平流人工湿地中的水流和污染物迂移转化过程进行模拟。４．２．２数学模型本次的研究内容主要是对水平流人工湿地的水力学特征和污染物迁移转化的。数值模拟，本章的数学模型包括水流模型和污染物运移模型４．２．２．１水流数学模型为了简化模型？，通常将人工湿地中的填利看作刚性多孔介质，填料有效孔隙率为常数不变，假设水流为不可压缩液体，忽略气相及温度对水分运动的影响，综合考虑非饱和过程、非均，将人工湿地的多孔介质流系统概化为空间多层结构质各向异性的Ｈ维稳定流系统。人工湿地中水流在多孔介质中的运动行为可Ｗ用下列偏微分方程表示：，日ｄＨｄｄＨｄｄＨｄＨ（，）ｆ，）ｆ，）／、。ＳｊｃｖＳｘＪｄｚ＼ｄｚ）ｄｔ＝ＨｘｚｘｎｘｚｘｚｅＱ，ｙ，，，乂，，＾｛ｙ｛＼＾）（）＝Ｘｆ好ＸｚｔＨＸｚｚｅＳ＞０，ｙ，，，乂，ｙ，，（），ｉｋ（）（）ｋ＝ｚｔｘｚｅＳｔ＞０ｎ、ｑ’’，ｙ，，，知、｛）２晋式中；ａ—模型模拟区域；Ｈ—工湿地水位ｍ人；（）—一类边界Ｓ模型的第；，一模型的第二类边界＆；一ｍ’ｋ，ｋＸＺ主方向上的渗透系数／ｄ，，（）；Ｋｘ巧。ｙ３—Ｗ源汇项，每单位体积的流量（ｍ／ｄ），正值表示流入，负值表示流出；—贬水率／ｍＡ（；）一＾模型模拟时间的）；Ｈｘｚ—初始水位函数（ｍ）；〇，ｙ，（）Ｈｘｚ？—第一类边界已知水位函数（ｍ；ｉ，ｙ，）（）３一二ｍ第类边界单位面积流量函数（／ｄ）ｎ—边界＆上的外法线方向。需要在此说明的是一，在本模型中假定湿地填料层同层内的填料介质为各向３７ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文＾＝＝。同性：４，即，心，４．２．２．２污染物运移数学模型（１）控制方程人工湿地水流系统中的污染物存在时间和运移行为可Ｗ用下列偏微分方程表示：誓Ｈｈ－卽中换＋別ｆ）式中：３Ｃ一水流中污染物组分的溶解相浓度ＭＵ）；（０－填料的有效孔隙度巧量纲）；一／模型模拟时间州；—沿直角坐标系轴向的距离Ｌ（）；２－ｉ一水动力弥散系数张量馬（ＬＴ）；－１Ｖ—孔隙水平均实际流速ＬＴ；（），３一单位体积含水层的流量Ｌｒ、（代表源（正值）和汇（负值）；３—源Ｑ、汇水流中污染物组分的浓度（ＭＵ）；３ｉ一乙化学反应项（ＭＵｒ）。（２）初始条件一污染源的概化方式补给浓度边界是本次模巧的唯，为补给浓度边界的初始浓度赋值Ｃ。，其余部分的初始浓度均为Ｏｍｇ／Ｌ，方程表达式为：＝Ｃｘ．０ＣＸ．ｚｙ处为补给浓度边界，。，＿，（，（，，＊））Ｃ＝ｊｃｚ００其余部分，乂，（）（）３边界条件（）本次模拟中湿地填料含水层的各个边界可看作二类边界条件，即Ｎｅｕｍａｎｎ迪界，穿越边界的弥散通量为０，方程表达式为：－＝０＇Ｄ在［＞〇，ｉ苦（２）式中：ｒ为Ｎｅｕｍａｎｎ边界。，４．２．２．３模型求解１ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ采用有限差分法来求解数学模郵气４．３水平流人工湿地模型的建立４．３．１模拟对象３８ 第四章水平流人工湿地水力学及污染物迁移转化模拟本章进行模拟的对象为第Ｈ章中的实验室水平流人工湿地小试系统，其简化的模型示意图如图４．１所示．３．１。，图中尺度单位为ｍｍ。湿地模型的具体设计见３模拟的工况条件为３．４．３中的试验运行工况Ｇ，湿地模型采用上出水口出水的方式，３２’进水负荷为０．０６５ｍ／（ｍｄ。）Ｔ布水区填料区集水区Ｉ帝３；．苗扣巧ｆ迈亞巧？巧思Ｚ迫ｉ拍這占置：巧言ｇ圓户ｎｉｎｉ〇ｌａｏＤｌ，，〇ｉｎｎｎ．．．图４．１实验室水平流人工湿地小试系统二维模型Ｆｉｇ４．１ＴｈｅｍｏｄｅｌｏｆＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｙｓｔｅｍ４．３．２模型区域的确定和网格的剖分Ｗ实验室水平流人工湿地的大小为模型的区域范围，其中长１０００ｍｍ，宽３００ｍｍ，地面高程为５５０ｍｍ。模型的坐标原点定位（０，０），水平方向上的初始网格剖一Ｘ分为５０列１５行，毎个网格代表２０ｍｍ２０ｍｍ，再根据需要对进水口和出水口处的网格进行加密．１，。模型的水平方向网格剖分见图４，其中左边为进水端右边为出水端。在进水端和出水端分别有长度为１００ｍｍ的布水区和集水区，中间是长度为８００胃的填料区。模型四周边上和底部的灰色区域代表不透水介质，避免模型区域与周围区域有水量交换。酸画誦隱腸．￣１圓翻１１１１…１１１１画ＩＩＨ暨擅图４．２湿地模型网格的水平面剖分Ｆｉｇ４．２Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｎｅｔｗｏｒｋｄｉｖｉｓｉｏｎ３９ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文湿地模型根据试验系统填料层的实际分层情况共分为６层，从上到下层厚分别是４０ｍｍ、６５ｍｍ、１４５ｍｍ、２０ｍｍ、１００ｍｍ和１８０ｎｕｎ。模型的垂直方向网格剖分见图４．３、右侧为出水方向。图中不同颜色的网格区，图中左侧为进水方向域代表渗透系数不同的填料介质。ｉｍｍＩＶｉｌｆｌｉｌｉｉｌｌ图４．３湿地樽型网格的垂直面剖分Ｆｉｇ４．３Ｖｅｒｔｉｃａｌｓｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｎｅｔｗｏｒｋｄｉｖｉｓｉｏｎ４．３．３模型参数的设置４．３．３．１渗透系数２通过本文．２中的填料水力学参数的测定，获得模型中不同层的介质渗透系数，如表４．１所示。图４．３中从上到下分别是１到６层。４１表．模型渗透系数Ｔａｂ４．１Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ层层层层层层层渗＾透１２３４５６－－－ｋ７Ｅ５７Ｅ－１Ｅ－－／ｋｍ／ｓ．８４６Ｅ４１．３Ｅ３．２３１化３．ｊｙ（）－－－－－５４Ｅ１－ｋｍ／ｓ７Ｅ４１．Ｅ７．８Ｅ６Ｅ．３３２３１．８Ｅ３，（）需要在此说明的是，布水区和集水区的滲透系数为０．０１，而不遽水层的滲透－２。系数为１Ｅ１４．３．３．２存贬参数４０ 第四章水平流人工湿地水力学及污染物迁移转化模拟由２．．。．２及３．４１试验中得到模型的存胆参数如表４２所示表４．２模型存胆参数Ｔａｂ４．２Ｓｔｏｒａｇｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ存胆参数化水率重力给水度＆有效孔隙度取ｅ总孔隙度的数值４０．７＾＾＾４？义义３体积密度３由２．２填料水力学参数的测试结果设定模型介质的体积密度为１５００ｋｇ／ｍ。４．：３３．４污染物反应参数一。每种污染物都具有不同的反应参数本模型模拟去除的污染物为氨氮，氨氮在湿地中的去除主要是靠填料的吸附和降解作用，因此氨氮的反应参数体现为填料的吸附参数和降解反应系数。因为本实验系统主要研究的是人工湿地的水力性能参数，没有污染物反应参数的实验数据，为此模型将选用文献中的氨氮的反ｎｗ应参数进行模拟。模型中氨氮反应参数的文献值列于表４．３。其中，Ｋｄ代表填Ｋ一料对氨氮的吸附参数，ｍｃｂｉｌｅ代表溶解态氨氮的阶反应速率常数，Ｋｓｗｂｅｄ代表吸一阶反应速率常数附态氨氮的。表４．３模型反应参数文献值Ｔａｂ４．３Ｒｅａｃｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ反应参数＆＂／ｍｇ／Ｌ）ｆｍｏｗｆｅ／ｄａ〇ｒｔｏｌ／ｄａ＂ｙ）＆Ｋｙ）Ｍ０．０２６５２＾＾４．３．义５弥散参数模型的纵向弥散度取为１０，垂向／纵向弥散度比率定为０．０１，横向／级向弥散度比率定为化１。４．３．４模型边界条件的设定４３．４．１定水头边界为了在湿地模型内形成一个稳定的流向，模型的左边为进水边界，模型的右边为出水边界。模型的进水边界不设定水头，在模型的出水口位置处赋予定水头５００ｍｍ地系统出水口的实际高度。，即湿４．３．４．２水量补给（１）人工补给湿地模型的人工补给即为污水的投配，模型补给区位于人工湿地的进水口处，４１ 合肥工业大学学术硕ｄｒ研究生学位论文３２ｍ？根据试验工况Ｇ，设定湿地模型的进水补给负荷为化０６５ｍ／（巧。（２）降雨补给因为实验装置位于室内，为模拟实验系统的真实情况，故模型中不设置降雨补给。３蒸发（）根据３．４．２中的湿地水量平衡计算，在试验工况Ｇ下，模型区域的蒸发量设定为１６Ｗ．２ｉｍｎ／ｙｒ。（４）补给浓度本章仅模拟氨氮在人工湿地中的迁移转化规律，故进水补给中只考虑氨氮的浓度，根据表３．４试验进水水庶将模型中氨氮的补给浓度设为１５ｍｇ／Ｌ。氨氮在模型中的初始浓度默认为０。４．３．５模型的运行设宣４．３．５．１水动力运行设置本人王湿地水动力学模型采用ＷＨＳ求解方法，最大外迭代为５０，最大内部逸代为２５，水头变化标准化０１，残差收敛标准０．０１，阻尼因数１。４．义５．２水质模拟运行设置本人工湿地水质模拟采用隐式ＧＣＧ解法，外部迭代最大次数为１，內部迭代最大次数为５０。预处理采用Ｊａｃｏｂｉ方法，松弛因子为１。相对收敛标准为０．０００１，起始步长为Ｏｄ，最大运移步长为ｌＯｄ，乘数为１．１。一工湿地本模型模拟了个应力期为１年的人模型，故模拟时间为３６５ｄ，最大运移步长为。１０００４．４水平流人工湿地仿真模拟结果及可视化输出４．４．１人工湿地水力学模拟在试验工况Ｇ的条件下，对人工湿地橫型的水力学情况进行时间长度为３６５ｄ的模拟，模型运行后的人工湿地水力流态模拟结果见图４．４和图４．５。．４为湿地模型的水位变化情况图４，模型中不同颜色的区域代表不同的水位高程，标有数字的曲线为等水位线。如图所示，湿地的最高水位为化５５ｍ，位于进水口附近；最低水位为０．５ｍ，位于出水口处。从进水端到出水端，水位变化呈下一降趋势。这与实际观测情况是致的。一部分模型的识别校正是数值模拟不可缺少的。对于本湿地模型而言，模型的识别是在给定参数、工况条件、水头边界和补给蒸发量的情况下，通过比较人工湿地系统运行过程中的实测水位与模型模拟值来验证模型是否正确。经比较，４２ 第四章水平流人工湿地水力学及污染物迁移转化模拟图４．４中湿地模型的等水位线与实际情况基本吻合，并且模型中水位的变化趋势与一实际运行过程中的变化趋势致，因此认为该数值模型能够反映出实验室水平流工湿地系统的水流规律。人，即本模型是正确的＊－：：：－隆小Ｍｉ诚；ｉ｜ｈ■＇＂＇■■■■－Ｋｉ／‘養Ｉ和誦＇■：：：；：：：：：；；：：：｜｜：；；４；＼｜国图４．４湿地模型水位变化图Ｆ４４Ｖａｒｉａｉｏｎｏｗａｅｒｅｖｅｎｅｍｏｄｌｉｇ．ｔｆ化ｅｔｌｌｉｔｈｅ＾—￣－Ｉ■＇－ＩＩＩＶ：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：＾：：：：：：二：＝＝二Ｉ－：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：Ｉ４图．５湿地模型內部流速分布图Ｆｉｇ４．５Ｄｉｓｔｒ化山ｉｏｎｏｆ円ｏｗｖｅｌｏｃｉｔｉｎ比ｅｍｏｄｅｌｙ图４．５为湿地模型内部水流流向及流速分布图，图中箭头方向表示水粒子经过４３ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文流场的速度矢量方向，即水流方向，即流速的；箭头的大小表示速度矢量的大小大小。如图所示，水流进入布水区后分别沿垂直方向和水平方向流动，流经填料。区，在集水区汇集后由出水口流出由模巧结果可Ｗ看出，水流在填料层中的流湿地内部的的水流流态近似为推流一。这动方向基本水平，这说明模拟得到的结论与３．４．３．２中工况Ｇ下示踪剂试验得到的结果是符合的。从图中可Ｗ看到一，不同渗透系数的填料层中的水流速度是不样的，渗透系数较大的填料层中平均流速较快。还可Ｗ看到，水流速度在进水口附近会变得很慢，而随着推流距离的延长流速会再逐渐増大。这是因为在进水口处由于填充介，质的缘故，水流受到的阻力突然増大因此速度会变慢；而集水区布置的鹤卵石的孔隙率和渗透系数大于填料区中的填料介质，水流受到的阻力会减小，因此接近出水口处水流的速度会增大。４．４．２污染物迁移转化模拟污水中的污染物进入人工湿地中，在自然条件下会在水平和垂直方向上进行扩散。本次模拟的是氨氮在水平流人工湿地系统中的迁移转化规律。在水力负荷３２ｍ，为０．０６５ｍ／ｄ的条件下，对进入湿地中的污染物进行时间长度为３６５ｄ的模拟，（）４。模拟结果如图．６所示图４．６湿地模型内部氨氮浓度分布图Ｆｒ－ｍｏｄｅｉｂｕｉｆＮｔｉｉｄｉｉｇ４．６ＤｉｓｔｔｏｎｏＮＨ４ｃｏｎｃｅｎ化ａｏｎｎｅｌ一６比不由图４．可知，湿地模型内部氨氮分布浓度的模拟值与试验实测浓度相致。这是因为本次模拟采用的氨氮反应系数来源于文献，并非实验所得。不同性一质的填料对氨氮的吸附能力不一且不同工况条件下氨氮的降解速率也不样，并４４ 第四章水平流人工湿地水力学及污染物迁移转化模拟样，，这与溫度和微生物的活性都有很大的关系因此造成了模拟值与实测值有出入。模型中的氨氮分布浓度模拟结果偏低，说明参数设置中的吸附系数和反应系。数大于实际情况，导致了模型中的氨氮去除效果的提高图中，进水口附近的氨，氮浓度梯度下降最快，大部分的氨氮都是在进水端附近被去除的而随着与进水口距离的延长一，氨氮的去除率逐渐减缓，这与３．４．５中的实验结论是致的。由此说明，本模型是可Ｗ反映出水平流人工湿地中的污染物迁移转化规律，只是污染物反应参数还需要根据实际情况进行适当调整。４．４３水平流人工湿地模型的吉维可视化输出。实验室水平流人工湿地小试系统的Ｈ维立体模型如图４．７所示图中型的，模实体区域代表的是污染物的扩散分布情况，水平截面代表的是湿地水位的变化，模型中不同颜色的半透明区域代表的是湿地不同渗透系数的填料层。由模型的Ｈ维图可Ｗ直观、清楚的看到污染物在湿地内部的浓度分布情况Ｗ及湿地的水位变化趋势，为研究人工湿地的水力学规律和污染物的迁移转化提供方便。４图．７水平流人工湿地的Ｈ维立体图－ＨＦｉ４ｒｅｅｄｉｍｅｎｉｌｍａｒｉｚｏｎａｌ打ｏｗｏｎｓｔｕｃｗｇ．７Ｔｈｓｏｎａｏｆｏｔｃｒｔｅｄｅｔｌａｎｄｐ４．５不同水力负荷下的人工湿地水力学模拟在第Ｈ章中，通过进行示踪剂实验，研究不同水力停留时间ＨＲＴ对人工湿地（）系统水力效率的影响，得出了延长水力停留时间有利于湿地系统水力学效率提高的结论。在实际运行中，人工湿地系统的实际平均停留时间常常会发生改变难Ｗ控制，因此人们通常用水力负荷来作为人工湿地运行的控制条件。在其他工程条４５ 合肥工业大学学术硕壬研究生学位论文一定下件，人工湿地的水力负荷与水力停留时间成反比，水力负荷越大，则ＨＲＴ越短。水力负荷越大，代表人工湿地的污水处理量越大，人工湿地的利用效率就越高。如何能提高人工湿地的污水处理量，发挥出人工湿地的最大效率，是人们一一直在研究的一个问题。在本节中，将通过建立Ｈ维模型，进步的研究在不同水力负荷下的人工湿地内部水力学变化Ｗ及污染物的扩散分布情况。４．５．１模拟工况本节的模拟对象依旧是实验室水平流人工湿地系统。本次模拟的变量是水力．４负荷，具体模拟工况如表４所示。表４．４模拟工况Ｔａｂ４．４Ｗｏｒｋｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｓｉｍｕｌａｔｅｄｇ工况ａｂｅｄ３２．３８８水力负荷牺／恤（１０．０６５０．０９７０．１９４０．））ＨＲＴｄ２１０．５（）４．５．２结果与讨论王况ａ、ｂ、Ｃ、ｄ条件下，人工湿地内部的水位变化及氨氮的扩散分布情况分４？４１１别如图．８图．所示。图中的彩色水平截面代表的是人工湿地的水位变化，半透明区域代表的是氨氮在湿地内部的浓度分布。３２，图４．８水力负荷为０．０６５ｍ／ｍｄ时的人工湿地Ｈ维图（）２Ｄ－ＦｍＨｒｉｚｌｈｄａｕｌｉｃｌ１ｉｇ４．８３ａｏｆｏｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎ加ｕｃ化ｄｗｅｔａｎｄｏｆｒｏａｄ化０．０６５ｎｖＶ（ｐｙ如）正常情况下，水平流人工湿地中的水位应该在湿地表面Ｗ下，这样才能保证。污水与湿地填料的充分接触，达到较好的处理效果然而，当湿地系统填料层的设置不合理、系统的渗透性能不好，或湿地的进水流速太大时，会造成滿地表面４６ 第四章水平流人工湿地水力学及污染物迁移转化模拟出现短流，使污水不经过填料层直接从湿地表面流向出水口而形成表面流，这样会大大降低湿地系统的水力效率，影响湿地系统的污水净化效果。由图中模拟结３２３２？’〇ｍ’ｍ果可看出．〇６５ｍ／ｄ化３８８ｍ／ｄ的水力负荷范围下，水力负荷的，在（）（），湿地的最高水位均为０改变对湿地系统的水位变化没有明显的影响．５５ｍ，最低３２ｉ水位为０．５ｍ，表明湿地系统均未发生奎水现象。这说明０．３８８ｍ／ｍｄ的最大水（）力负荷模拟没有超出该系统的承载能力，同时也说明了本实验系统的填料层配置。较好，系统的渗透性能高３２４９水力负荷为０ｍ，图．．０９７／（ｍｄ时的人工湿地Ｓ维图）］２Ｆｒ－ｉ４．９３ＤｍａｏｆＨｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｏｆｈｄｒａｕｌｉｃｌｏａｄ：〇００９７ｍ／ｇｐｙ！．ｍｄ（）３２０４，图４．１０水力负荷为．１９ｍ／（ｍｄ时的人工湿地三维图）］＾Ｆ加．ｉ４ｒｉｚｌｆｌｄｗｅｌｈｒ．１ｍｍｇ．１０３ＤｍｏｆＨｏｏｎｔａｏｗｃｏｎｓｃｔｅｔａｎｄｏｆｄａｕｌｉｃｌｏａｄｔｏ０９４／ｄ）呼ｙ（由图可知，随着水力负荷的改变，湿地内部的氨氮浓度分布也发生了明显变３２，化。当水力负荷为０．０６５ｍ／ｍｄｄ时（），水力停留时间为３，系统内部氨氮的浓度最低，说明该工况下对氨氮的去除效果最好。随着水力负荷的提高，氨氮的浓度４７ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文升高。这是因为，水力负荷提高，水力停留时间随之缩短，污水在湿地内部与填料和微生物的接触时间减少，从而降低了氨氮的去除率。这也说明了可通过延长水力停留时间、减小水力负荷的办法来提高污染物的净化效果。但是，水力负荷减小又不利于充分发挥系统的净化功能。因此，对人工湿地水力负荷的确定必须考虑到这两方面的制约因素。３２４’图．１１水力负荷为０．３８８ｍ／ｍｄ时的人工湿地Ｈ维图（）］２４１３ＤＨ－Ｆｉ．１ｍａｏｆｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｏｆｈｄｒａｕｌｉｃｌｏａｄ化０．３８８ｍ／ｍｄｇｐｙ（）４．６本章小结１ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ采用试验得到的模型参数对实验室水平流人工湿地系（）统的水力学行为进行模拟，模拟结果与实测结果有较好的拟合度，模型可信度较高。（２）从模拟结果来看，模型可Ｗ很好的反映出人工湿地内部的水流规律，也能较好的展现出污染物的迁移转化趋势。（３）对不同水为负荷下人工湿地系统进行模拟，模拟结果表明降低人工湿地的水力负荷、延长水力停留时间可Ｗ有效提高污染物的去除效果。４８ 第五章结论与展望第五章结论与展望５．１结论一水平流人工湿地是种低能耗、生态效益好的污水处理技术。为了能够有效提高水平流人工湿地的水力效率、充分发挥人工湿地的净化功能，指导水平流人工湿地的设计和运行，本课题特通过实验室构建的水平流人工湿地小试系统，针对不同水力条件对湿地系统水力学的影响、优化水力条件下的污染物去除效果Ｗ及污染物在湿地系统内部的迁移转化规律等方面进行了研究，并在此基础上应巧ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ建立水平流人工湿地Ｈ维模型，对水平流人工湿地的水为学特征和污染物去除机制进行了模拟一，取得了系列的研究结果，归纳如下：（１）通过对各种填料的水为学参数测试，得出了六种填料在水平流人工湿地内的最佳填充顺序由表层到底层的依次是：黄沙，细彩砂，，细黄岩砂，粗黄岩砂粗彩砂和雨花石。由实验测得的六种填料的孔隙率均在４０％左右，且渗透系数较大。，表明填料的渗透性能良好（２）湿地系统的水量损失比随进水流速的增大而减小。当湿地系统的进水流速？？在１３．５ｍＬ／ｍｉｎ３３２ｍＬ／ｍｉｎ之间时，水量损失量为０．６％６．９％。（３）出水口位置的变化对水平流人工湿地的水力学斤为有影响，当出水口位于湿地系统上层时回收率提高２．８％，义提高化１９４，Ｓ下降化２６１，减少了短流、死区等现象，有效的提高了湿地系统的水力效率。４延长水平流人工湿地的水力停留时间有利于提高湿地系统的水力效率，当（）７３ｈ时９８．８；１．０４８Ｓ为０．４４７。水力停留时间为，系统的回收率为，为１，（５）当水平流人工湿地系统上层进水、上层出水，水力停留时间７３ｈ，水力负３２＂，荷０．０６５ｍ／ｍｄ的ＣＯＤ平均去除率为７６．４％，硝酸盐氮平均去除率为９２．１／〇，（），系统总氮平均去除率为８１．１％去除率为５０．９％。污染物的去除量主要集中于，总憐平均水平流人工湿地系统的前半部分，并且去除效率随污水在系统中推流距离的延长呈减缓趋势。（６）ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ采用试验得到的模型参数对实验室水平流人工湿地系统的水力学行为进行模拟，模拟结果与实测结果有较好的拟合度，模型可信度较。高模型可Ｗ很好的反映出人工湿地内部的水流规律，也能较好的展现出污染物的迁移转化趋势。（７）对不同水力负荷下人工湿地系统进行模巧，模拟结果表明降低人工湿地的水力负荷、延长水力停留时间可Ｗ有效提髙污染物的去除效果。５．２展望４９ 合肥工业大学学术硕±研究生学位论文本文的研究成果为水平流人工湿地的设计和运行提供了实践经验和数据，但一是由于试验条件和时间限制等方面的原因还存在些问题有待进一步的分析和研究。（１）本研究仅分析了无植物种植条件下的水平流人工湿地的水力学行为和净化效果，还需要研究湿地植物及植物类型和种植密度对水平流人工湿地的水力学行为和净化效果的影响。口）本研究的水力条件仅包括出水曰位置、水力停留时间和水力负荷等因素，其他诸如湿地尺寸、结构、进水口位置、溫度湿度和污染物负荷等因素对水平流一人工湿地水力学的影响还需进步研究。３本文仅深入研究了水平流人工湿地的水力学特征，而对各种污染物的去除（）一。机理和迁移转化规律的研究还远远不够，需要更深步的研究４水平流人工湿地模型虽然在一定程度上反应了人工湿地内部的污染物迁（）一移转化规律１＾及缺芝试验参数，使得模拟结果与实测结果有，但由于过于简化定差距，还需要大量的实验监测数据对模型参数进行补充和校正。（５）水平流人工湿地模型还需要不同工况条件、大量长期的实际监测数据进行调参、校正，来扩大模型的实际应用范围。５０ 参考文献，２１叫中华人民共和国水利部，２０１２年中国水资源公报的０４．１口］ＺｈａｏＹＱ，ＺｈａｏＸＨ，ＢａｂａｔｕｎｄｅＡ０．Ｕｌｓｅｏｆｄｅｗａｔｅｒｅｄａｌｕｍｓｌｕｄｇｅａｓｍａｉｎｓｕｂｓｔｒａｔｅｉｎｍｅｎｎ－ｔｒｅａｔｔｒｅｅｄｂｅｄｒｅｃｅｉｖｉｎｇａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒ：ＬｏｔｅｒｍｔｒｉａｌＪ．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅｇ［］２００－ｔｅｃｈｎｏｌｏ００２：６４４６４８．ｇｙ，乂１（）３．芦秀青．武：华中科技大学２０１０．［］垂直流人工湿地水力学规律与数学模型研究［Ｄ］奴，４杨崇豪郑志宏．人工湿地污水处理反应器降解有机物的数学模型阴．华北水利水电学［］，４２５－院学报２００．，２：６６７０（）口］ＺｈａｎｇＴ，ＸｕＤ，ＨｅＦ，ＺｈａｎｇＹＹ：ＷｕＺＢ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｆｏｒｗａｔｅｒ－－ｏｌｌｕｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｉｎＣｈｉｎａｄｕｒｉｎ１９９０２０１０Ｊ．ＥｃｏｌｏｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ２０１２４７：１１．ｐｇ［］ｇｇｇ，，８９９７［６］ＬａｎｇｅｒｇｒａｂｅｒＧ，ＳｉｍｆｌｎｅｋＪ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇｖａｒｉａｂｌｙｓａｔｕｒａｔｅｄｗａｔｅｒｆｌｏｗａｎｄｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｔｉｖ４－ｒｅａｃｅｔｒａｎｓｏｒｔｉｎｔｒｔｔｌ？ＶｉＺＪｌ２００５４９２４９３８．ｐｃｏｎｓｕｃｅｄｗｅａｎｄｓ…ａｄｏｓｅｏｎｅｏｕｒｎａ，，（）：Ｊｒｒｅａｅｒ２０－７Ｖｍａｚａｌ．Ｃｏｎｓｔｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｆｏｒｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔａｔｍｅｎｔ．Ｗｔ１０２３：巧０５４９．［］ｙ阴，，（）巧．Ｓ．ＥＰＡ．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＷｅｔｌａｎｄｆｏｒＷａｓｔｅｗａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄＷｉｌｄｌｉｆｅＨａｂｉｔａｔ．Ｏｆｉｃｅｏｆ］Ｕ－－ｓｅａｒｃｈ－１ＲｅａｎｄＤｅｖｅｌｏｍｅｎｔＥＰＡ８３２Ｒ９３００５Ｓｅｔｅｍｂｅｒ９９３．ｐ，，ｐ巧］廖新弟，骆世吼吴银宝，等？人工湿地处理废水有机物动态模型的研究化工业用水与废水，２００４，３５（４）：２３．－１０ＢｒｉｘＨＳｃｈｉｅｍＨ吐ＴｈｅｕｓｅｏｆａｕａｔｉｃｍａｃｒｏｈｔｅｓｉｎｗａｔｅｒｏｌｌｕｔｉｏｎＣＯ打ｔｒ〇ｆｌＪ．Ａｍｂｉｏ．［］，ｐｑｐｙｐ［］Ｓ８００－１０ｔｏｃｋｈｏｌｍ１９８９１２：１７．，，（）Ｓ－１１ＫｒｆｅｌｏｖａＬ．Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｔｉｎｔｔｌｉｔｈｈｒｉｔｌｕｂｆａｃｅｍｅｎｃｏｎｓｔｒｕｃｅｄｗｅａｎｄｓｗｏｚｏｎａｓｓｕｒ［］ｐｆｒｉｎ２０ｌｏｗＭ．Ｓｅｒ０８．［］ｐｇ，Ｓ－１２ＤＫｎｉｈｔ艮Ｌ．ＳｍａｌｌｓｃａｌｅＣｏ打ｓｔｍｃｔｅｄｔｌａＴｒｅａｔｔＳｓｔｅｍｓＦｉｂｉｌｉｔＷａｌｌａｃｅＷｅｎｄｍｅｎ：ｅａｓ，［］，ｇｙｙＤ说ｉｇｎＣｒｉｔｅｒｉａａｎｄＯ＆ＭＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ［Ｍ］．ＩＷＡＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，２００６．３ＶａｚａｌＪＧｒｅｅｎｗａｙＭ，ＴｏｎｄｅｒｓｋｉＫ，巧ａｌ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｆｏｒｗａｓｔｅｗａｔｅｒ。］ｙｍ，ｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｍ］／ＡＶｅｔｌａｎｄｓａｎｄｎａｔｕｒａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｍａｎａｇｅｍｅ打ｔ．ＳｐｒｉｎｇｅｒＢｅｒｌｉｎＨｅｉｄｅ化ｅｒｇ，２００６：的ＨａｂｅｒｌＲｊＰｅｒｆｌｅｒＲ．Ｎｕｔｒｉ坊Ｉｔｒｅｍｏｖａｌｉｎ汪ｒｅｅｄｂｅｄｓｙｓｔｅｍ…？ＷａｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，￣－１９９１２３４６：７２９巧７．，（）［１５］ＨａｂｅｒｌＲｊＰｅｒｆｌｅｒＭａｙｅｒＨ．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｉｎＥｕｒｏｐｅ…？ＷａｔｅｒＳｃｉｅｎ说ａｎｄＴｅｃｈｎｏ－１９９５３２３：３０５１５．ｌｏｇｙ３，，（）。６］ＰｅｒｄｏｍｏＳ，Ｂａｎｇｕ的ｅｓＣ，ＰｕｅｎｔｅｓＪ．Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｕｓｅｏｆａｑｕａｔｉｃｍａｃｒｏｐｈｙｔｅｓ化ｅｎｈａｎｃｅ化ｅ－ｔｒｅａｔｍｅ打ｔｏｆ５．ｓｅｔｉｃｔａｎｋｌｉｕｉｄｓＪ．Ｗａｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏ，１９９９４０３：２２２３２ｐｑ，［］ｇｙ（）５１ ７ＨａｂｅｒｌＲＰｅｒｆｌｅｒＭａｅｒ吐Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌ孤ｄｓｉｎＥｕｒｏｅ阴？ＷａｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ抑ｄ。］ｊｙｐＴｅｃｈｎｏ－１５ｌｏ１９９５３２３：３０５３．ｇｙ，，（）１ＶｍａｚａｌＪ．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＷｅｔｌａｎｄｓｆｏｒＷａｓｔｅｗａｔｅｒＴｒｅａｔｏ抑ｔ：ＦｉｖｅＤｅｃａｄｅｓｏｆＥｅｒｉｅｎｃｅ卞机．［巧ｙ邓ｒｔｌ－Ｅｎｖｉｏｎｍｅｎａｓｃｉｅｎｃｅｔｌ２０１０：６１６９．ａｎｄｅｃｈｎｏｏｇｙ，，４５。）１９杨琼陈章和．人工湿地污水处理的应用现状及前景展望机．生态科学２００２２１４：［］，，，（）３５７－３６０．－ｃｏ－２０ＭｉｔｓｃｈＷｌｏｉｃａｌｅｎｉａｃｏｏｅｒａｔｉｖｅｒｏｌｅｗｉｔｈｔｈｅｌａｎｅｔａｒｌｉｆｅｏｒｔ．Ｊ．Ｅｎｅｅｒｉｎｓｕ［］ｇｇｇｐｐｙｐｐ－ｓｓｔｅｍｓＪ．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏ１９９３２７４３８４４５．：ｙ［］ｇｙ，，口。ＧｒｅｅｎＭＢ，ＭａｒｔｉｎＪ民？Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｒｅｅｄｂｅｄｓｃｌｅａｎｕｐｓｔｏｒｍｏｖｅｒｆｌｏｗｓｏｎｓｍａｌｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｏｒｋｓ…．Ｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈ１９９６：１０５４１０６０．，口巧ＬｉＸＹ，ＨｕＨ，ＬｕｏＸＱ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ〇ｎａｎｄｒｅｑｕｉｓ地ｏｎｉｎｄｅｘｕｓｉｎｇａｒｔｉｆｉｃｉａｌｗｅｔｌａｎｄｆｏｒｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｉｎｄｉｎｇｓｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏ獸，２００７，１６。）：ｇ－２３２６．２３ＷａｎＪＸ．Ｓｔｕｄｏｎｈｄｒａｕｌｉｃｃａｌｃｕｌａｔｉｏ打ｏｆ良ａｉｎｉｋｅｎＣＯ打ｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｄ細ｄｓｙｓｔｅｉｎＪ．［］ｇｙｙｇ［］ｒ－ＧｕａｎｄｏｎＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅＨｙｄｏｏｗｅｒ１９９７６：５０５２．ｇｇ，，ｐ口叫ＹａｎｇＹ，ＺｈｅｎｃｈｅｎｇＸｊＫａｎｇｐｉｎｇＨ，ｅｔａｌ．ＲｅｍｏｖａｌｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｔｅｔｅｒｔｒｅａｔｔｓｓｔｅｍｔＢａｉｎｉｋｅｎＳｈｅｎｚｈｅｎＪ，ＷａｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｌ１９９５ｗａｓｗａｍｅｎｙａｇ，［］ｅｃｈｎｏｏｇｙ，，３２３￣：３１４０．（）２５ＺｈａｎＤ，Ｇｅｒｓｂｅｒ艮Ｍ，ＫｅａｔＴＳ．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｉｎＣｈｉｎａＪ．ＥｃｏｌｏｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｓ［］ｇｇ［］ｇｇｇ２００９３５－１０：１３６７１３７８．，（）２６吴振斌．复合垂直流构建湿地净化污水机制研究Ｉ微生物类群和［］，梁威，成水平，等基质酶阴．２００２．２７刘汉武红振白向玉．人工湿地污水处理系统优化设计模型？水资源保护２００８［］，张，阴，，２４３－：３５３８．（）ＰｅｒｓｓｏｎＪＳｏｍｅｓＮＬＧＷｏｎＴＨＦ．Ｈｄｒａｕｌｉｃｓｅ班ｃｉｅｎｃｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓａｎｄ口引，，ｇｙｙ－１ｏ打ｄｓＪ．Ｗａｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏ１９９９４０３：２９３００．ｐ［］巧，，（）９Ｐｅｒｓｓ畑Ｊ．Ｔｈｅｈｄｒａｕｌｉｃｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｏ打化ｏｆｖａｒｉｏｕｓｌａｏｕｔｓ！．ＵｒｂａｎＷａｔｅｒ２０００２３：口］ｙｐｐｙ，，！；］（）２４３－２５０．０ＧａｒｃｉａＪＣｈｉｖａＪＡｕｉｒｒｅ？ｅｔａｌ．Ｈｄｒａｕｌｉｃｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗ口］，，ｇ，ｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｗｉｔｈｄｉｆｅｒｅｎｔａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏａｎｄｇｒａｉｍｌａｒｍｅｄｉｕｍｓｉｚｅＪ．Ｅｃｏｌｏｉｃａｌ［］ｇ－Ｅｎｉｎｅｅｒｉｎ２００４３巧：１７７１８７．ｇｇ，，（）口。ＧａｒｄａＪ，ＡｇｕｉｒｒｅＰ，Ｂａｒｒａｇ姑Ｊ，ｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｏｆｋｅｙｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｔｔｔｌ．ｌｉｌｉｎｒｉｌｏｗｃｏｎｓｒｕｃｅｄｗｅａｎｄｓＪＥｃｏｏｃａＥｎｇｅｅｎ２００５２５４：，，［］ｇｇ（）４０５－４１８．５２ 口２Ｋｅｌｌｉ打Ｊ，Ｗ新ｉｎａｉｉＡ，Ｊｏｈａｎｓｓｏ打Ｈ，ｅｔａｌ．ＣｏｎｔｒｏＵｉｎｆｅｃｔｏｒｓｆｏｒｗａｔｅｒｒｅｓｉｄｅｎｃｅｌｉｍｅａｎｄｆｌｏｗ］ｊｇａｔｅｒｎｓｉｎＥｋｅｂｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｔ．ｌ孤ｄＳｗｅｄｅｎＪＡｄｖａｎ＾ｓｉｎｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ２００７３０４：ｐｙ，［］，，（）８３８－８５０．Ｈ巧＊３ｏｌｌａｎｄＪＦＭａｒｔｉｎＪＦＧｒａｎａｔａＴａｌ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆｗｅｔｌａｎｄｄｅｔｈａｎｄｆｌｏｗｒａｔｅｏｎｉｅｓｉｄｅ打ｃｅ口］，，，ｐ－ｔｉｍｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏ打ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．ＥｃｏｌｏｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ２００４２３３：１８９２０３．阴ｇｇｇ，，（）口句ＭｏｌｌｅＰ，Ｌ指打ａｒｄＡ，ＧｒａｓｍｉｃｋＡ，ｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｏｆｒｅｅｄｓａｎｄｆｅｅｄｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｏ打ｈｙｄｒａｕｌｉｃｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｕｎｄｅｒｌｉｃｏｖｅｒｌｏａｄｓＪｈｙｄｒａｕ．Ｗａｔｅｒ巧ｓｅａｒｃｈ［］＾２００６４０３－：６０６６１２．，（）５ＰｅｒｓｓｏｎＪＷｉｔｔｒｅｎＨＢ．Ｈｏｗｈｄｒｏｌｏｉｃａｌａｎｄｈｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｆｆｅｃｔｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ口］，ｇｙｇｙｐ－ｏ打ｄｓ．ＥｃｏｌｏｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ２００３２１４：２巧２６９．ｐｔｎｇｇｇ，，（）－３．人工湿地设计中的水力学问题研究町环境科学研究１＂１，４５．康萍：８１２［句胡（）王久贤－３７．白泥坑人工湿地水力学计算研究Ｊ．广东水利水电９９７６５０５２［］，１，：．［］［３巧付贵萍，吴振银任明迅，聲垂直流人工湿地系统中水流规律的研究化环境科学学化２００－１２０７２引巧：７５．，）３９付贵萍吴振紙复合垂直流湿地反应动力学及水流流态的研究町中国环境科学２００１［］，，，－２１６．）：５３５５３９（４０吴振斌任明迅付贵萍集垂直流人工湿地水力学特点对污水净化效果的影响化环［］，，境科学２００１２２：４５４９，，，口）４任明迅等．反应器理论在复合垂直流构建湿地水流流态研究中的应［Ｕ付贵萍，吴振斌，，－２００２：２３４用町环境科学：７６８０．，，（）４２詹德吴振斌张歳等．堵塞对复合垂直流湿地水力特征的影响［］，吴，，［叮中国给水排水，２００３１９２－：１４．，（）４３－ＳＦＣＷ和ＳＦＣＷ的水流特性试验研究２００８．Ｗ［］郑天柱，何成达，谈玲化水资源保护，，－２１２４２：１８．（）ｕＰＡＤＰ－４４Ｒｏｓｓｅａｕ口ｋＶａｎｒｏｌｌｅｈｅｍＰｅａｕｗＮ．Ｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｄｅｓｉｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ［］ｇ，阱ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｔｌａｎｄｓ：ａｒｅｖｉｅｗＪ．ＷａｔｅｒＲｅｓｅａｒｃｈ２００４３８６：［］，，（）４８４－１１４９３．４５史云鹏琪？人工湿地污染物去除动力学模型研究进展阴？工业用水与废水２００２［］，周，，３３６－：１２１５．（）［４６］Ｋｎｉｇｈｔ民Ｌ，ＫａｄｌｅｃＲＨ，ＯｈｉｅｎｄｏｒｆＨＭ．Ｔｈｅｕｓｅｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｔｌａｎｄｓｆｏｒｐｅｔｒｏｌｅｕｍｆｌｖ－ｒｔｓｉｔｌｉ皮ｔｌ９ｉｎｄｕｓｔｅｕｅｎ？Ｅｎｒｏｎｍｅｎａｓｃｅｎｃｅｅｃｈｎｏｏ１９９９３３７：巧９８０．ｙ，，…ｇｙ（）［４７张军，周琪，何蓉．人工湿地污染物去除的数学模型Ｊ．韶关学院学报，２００５，２４１２：］［］（）６３－６７．４ＢｒｉＸｊ吐，Ｊｏｈａｎｓｅｎ＾Ｎ？吐？ＧｕｉｄｅｌｉｎｅｓｆｏｒＶｅｒｔｉｃａｌ巧ＯＷＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＷｅｔｌ孤ｄＳｓｔｅｍ化［巧ｙ叩５３ ３０ＰＥ．Ｎｏ．５２．Ｄｅｎｍａｒｋ，Ｃｏｐｅｎｈａｇｅｎ，２００４．４９Ｋａｄｉ说氏ＨＫｎｉｈｔ民Ｌ．Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｔｌａｎｄｓ１９９６．ＬｅｗｉｓＢｏｃａＲａｔｏｎ１９９６：８９３．［］，，，，ｇｔｎｈｅ－－０ＫａｄｌｅｃＲ．Ｈ＂Ｔｉｎａｄｅｕａｃｏｆｆｉｒｓｔｏｒｄｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｋｉ打ｅｔｉｃｉｎｏｄｅｌｓＪ．Ｅｃｏｌｏｉｃａｌ口］，ｑｙ［］ｇｒｉ０５－Ｅｎｉｎｅｅｎ２０００１５：１１１９．ｇｇ，，ｈｏｂａｎｏ－ＳｈｅｈｅｒｄＨＬＴｃｌｏｕｓＧＧｒｉｓｍｅｒＭＥ．Ｔｈｎｅｄｅｅ打ｄｅｎｔｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｆｏｒ口。ｐ，ｇ，ｐｅｎｄｅｍａｎｄ－ｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｙｇｒｅｍｏｖａｌ；ｎａｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｃｏ打ｓｔｍｃｔｅｄｗｅｆｌ姐ｉｄｆｏｒｗｉｎｅｒｙｔｅｒＷ－ｗａｓｔｅｗａｔｒｅａｔｔＪ．ａｔｅｒｉｔｒ２００１５９７６０６．ｍｅｎ［］ｅｎｖｒｏｎｍｅｎｅｓｅａｒｃｈ，：口巧ＴｏｍｅｎｋｏＶ，Ａｈｍｅｄ８，ＰｏｐｏｖＶ．ＭｏｄｅｌｌｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｅｒｆｏｎＪ－ｒｍａｃｅ．Ｅｃｏｌｏｉｃａｌｍｏｄｅｌｌｉｎｇ２００７２０５３：３５５３６４．ｐ［］ｇ，，（）３ＡｋｒａｔｏｓＣＳＰａａｓｒｏｓＪＮＥ，ｓｉｈｒｉｎｔｚｉｓＶＡ．Ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｅｎａｎｄａｍｍｏｎｉａｒｅｍｏｖａｌ口］，ｐｐｙＴｇｒｅｄｉｃｔｉｏｎｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓ：ｕｓｅｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓｐａｎｄ－ｄｅｖｅｌｏｔｏｆ江ｄｅｓｉｎｅｕａｔｉｏｎ．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏ２００９１００２：５８６５９６．ｐｍｅｎｇｑｔｎｇｙ，，（）ＵＹＩ－－ｍ口旬ＮａｚＭａｎｉｋＳ，ｅｓｉｌｎａｃａｒＭ，ｅｔａｌ．Ｓｉｄｅｂｓｉｄｅｃｏａｒｉｓｏｎｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ，ｙｙｐｆｌｏｗａｎｄｆｒｅｅｗａｔｅｒｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓａｎｄａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ（ＡＮＮ）Ｅ２５５－２６３ｍｏｄｅｌｌｉｎａｒｏａｃｈＪ．Ｅｃｏｌｏｉｃａｌｎｉｎｅｅｒｉｎ，２００９，３５８：１１．ｇｐｐ［］ｇｇｇ（）５５ＨＫｈａ巨．ＰａｍｅｄＭＭｌａｆａｌｌａｈＭＧＨａｓｓａｎｉｅｎＡｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｌｔ［］，，ｐａｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｕｓｉｎｇａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅ凸ｔａｌＭｏｄｅｌｌｉｎｇ皮Ｓｏｆｔｗａｒｅ，２００４，－１９１０：９１９９２８．（）口６］Ｇｒｉｅｕ８，Ｔｒａｏｒ台Ａ，ＰｏＫｔＭ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｄｉｃ行ｏｎｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉ打ｇｔｈｅｓｔａｔｅｏｆａｃｅｓｎＡａＩｏｌｌｕｔｉｏｎｒｅｍｏｖａｌｂｉｏｌｏｇｉｃｐｒｏｓ［Ｊ．ＥｎｉｎｅｅｒｉｎＡｌｉｃａｔｉｏｓｏｆｒｔｉｆｉｃｉｌｎｔｅｌｌｉｅｎｃｅ，ｐ］ｇｇｐｐｇ２００５巧５５巧－：５７３．，（）ｆ－ｒ化７ＬｅｅＢＨＳｃｈｏｌｚＭ．ＡｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｌｏａｎｉｚｉｎｍａＳＯＭａｓｓｅｓｓｔｈｅｈｅａｖｍｅｔａｌ口］，ｐｐｇｇｐ（）ｙｒｅｍｏｖａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ，２００６，４０（１８）；３％７－３３７４．口巧ＳｃｈｏｌｚＭ，Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ氏ＣａｒｒｏｌｌＰ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓ＂ＧＷ）２－ｃｏｎｃｅｔ．Ｗｅｔｌａｎｄｓ２００７２７：巧７３５４．ｐｐ］，，（）ｈａｎＬＳｃｈｏｌｚＭＭｕｓｔａｆａＡｅｔａｌ．Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅｎｕｔｒｉｅｎｔｒｅｍｏｖａｌｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎ口別Ｚｇ，，，ｐ＊ｗｅ－ｉｎｔｅｒａｔｅｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｌａｎｄｓｗｉｔｈｔｈｅｓｅｌｆ（ＨａｎｉｚｉｎｍａＪ．Ｗａｔｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ２００８４２３：ｇｇｇ，，ｐ［］。）－：３５巧３５２７．６０ＴｒｅｅｌＭ，ＰａｌｍｅｒｉＬ．ｕａｎｔｉｆｙｉｎｎｉｔｒｏｅｎｒｅｔｅｎｔｉｏｎｉｎｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｗｅｔｌａｎｄｓｆｏｒ［］ｐＱｇｇ－ｅ打ｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌａｎｎｉｎａｔ化ｅｌａｎｄｓｃａｅｓｃａｌｅ？ＥｃｏｌｏｉｃａｌＥｎｉｎ说ｒｉｎ２００２１９２：ｐｇｐ口］，，ｇｇｇ（）－１２７１４０．’－ｗｅ６Ｌ；ＪＣｈｅｎＷ．ＡｒｕｌｅｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｍａｉｎＣａｎａｄａｓｔｌａｎｄｓｕｓｉｎｏｔｉｃａｌｒａｄａｒａｎｄ［。，ｐｐｇｇｐ，ｎｎａｍｏ－ＤＥＭｄａｔａｙ．ＩｔｅｒｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆ民ｅｔｅＳｅｎｓｉｎ２００５２６２２：５０５１５０供．，，）］ｇ（５４ 化ｅｎｄ＊ｈｉｔｅＤＦｅｍｅｓＳ．ＭｏｄｅｌｉｎｓｕｉｔａｂＵｉｔｏｆｗｅｔｌａｉｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｏｔｅ打ｔｉａｌａｔ化ｅ巧巧Ｗ，巧ｇｙｐｔｅｒｓｈ－ｅｄｓｃａｌｅＪｌｏｉｃａｌＥｎｉｉ２００５４４３５９ｗａ［．Ｅｃｏｎｅｅｒｎ，２：３７７．］ｇｇｇ，（）６３ＳｃｈｏｌｚＭ，Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓｏｆｍａｔｕｒｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｗｈｉｃｈｔｒｅａｔ［］ｕｒｂａｎｗａｔｅｒｒｅｃｅｉｖｉｎｈｉｇｈｌｏａｄｓｏｆｌｅａｄａｎｄｃｏｅ■ＷａｔｅｒＲ的ｅａｒｃｈ２００３３７６：ｇｐｐ仰，，（）－１２７０１２７７．６４ＣｒｏｎｋＪＫ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｔｏｔｒｅａｔｗａｓｔｅｗａｔｅｒｆｒｏｍｄａｉｒｙ抑ｄｓｗｉｎｅｏｅｒａｔｉｏ打ｓ：泣［］ｐ－ｒｅｖｉｅｗＪｒｉｃｕｌｔｕｒｅｅｃｏｓｓｔｅｍｓ＆ｉｔ６２，Ａｅｎｖｒｏｎｍｅｎ１９９５８：９７１１４．［］ｇ，ｙ，，（）Ｓｕｎ０ＳａｅｅｄＴ．Ｋｉｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌｌｉｎｏｆｏｒａｎｉｃｍａｔｅｒｒｅｍｏｖａｌ化８０ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｌｏｗｒｅｅｄｂｅｄｓ巧３，ｇｇｒ－ｆｏｄｏｍｅｓｔｉｃｓｅｗａｅｔｒｅａｔｍｅｎｔＪ．ＰｒｏｃｅｓｓＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｉ２００９４４７：７１７７２２．ｇ［］ｙ，，（）６６ＬａｎｅｒｒａｂｅｒＧ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｏｕｔｄｏｏｒｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗ［］ｇｇｐｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｌａｎｄｓｉｎｌｉｍａｔｅｓＳｉｔｈｌｗｅｔｔｅｍｅｒａｔｅｃＪ］．ｃｅｎｃｅｏｆｅＴｏｔａＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ２００７３８０１：ｐ［，，（）２－２１０巧．巧７］Ｇｉｒａｌ出Ｄ，ｄｅＭｉｃｈｉｅｌｉＶｉｔｔｕｒｉＭ，ｌａｎｎｅｌｌｉ艮．巧ＴＯＶＥ民Ｔ：汪ｄｙｎａｍｉｃｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｖｅｒｔｉｃａｌｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓ［Ｊ］，ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｄｅｌｌｉｎｇ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ，２０１０，２５５－：６３３６４０．（）６ＬａｎｅｒｒａｂｅｒＧ，Ｓｉｍ凸ｎｅｋＪ．Ｍｏｄｅｌｉｎｖａｒｉａｂｌｓａｔｕｒａｔｅｄｗａｔｅｒｆｌｏｗａｎｄｍｕｌｔｉｃｏｍｏｎｅｎｔ［巧ｇｇｇｙｐｉｔｒ－ｒｅａｃｔｖｅｔｌｄｏ化ｌ４ｔｒａｎｓｏｒｔｉｎｃｏｎｓｕｃｔｅｄｗｅａｎｄｓ．ＶａＺｏｎｅＪｏｕｒｎａ２００５４：９２４９３８．ｐ。，，（）－ｒｔｈ６９ＬａｎｅｒｒａｂｅｒＧ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏ打ｏｆｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｆｕｅｒ［］ｇｇ－ｒｅｓｅａｒｃｈｎｅｅｄｓ．ＷａｔｅｒＳｃｉｅ打ｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ２００３，４８５：１５７１６６．的ｇｙ，（）｜７〇］巧ｅｄａＥ，ＣａｌｄｅｎｔｅｙＪ，ＳａａｌｔｉｎｋＭＷ，ｅｔａｌ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｔ－ｍｉｃｒｏｂｉａｌｒｅａｃｉｏｎｓｏｎｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｒｅｍｏｖａｌｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔ－ｗｅｌａｎｄｓｕｓｉｎａ２Ｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ［Ｊ］，ＥｃｏｌｏｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ２００８３４１：６５７５．ｇ，，（）ｇｇｇ１ＭａｏＡＷ，ＢｉｇａｍｂｏＴ．Ｎｉｔｒｏｅｎｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ０ｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ１７］ｙｇｗｅｔｌａｎｄｓＩ：Ｍｏｄｅｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ［Ｊ］．ＰｈｓｉｃｓａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｔｈｅＥａｒｔｈＰａｒｔｓＡ／Ｂ／Ｃ２００５ｙ，，，３０５８－１１：６６６７．（）２ＮａｂｉｚａｄｅｈＲＭｅｓｄａｈｉｎｉａＡ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｍａｓｓａｎｄｉｔｓｖａｒｉａｔｉｏｎｉｎｂｉｏｆｉｌｍ，１７］ｇｓｙｓｔｅｍｓｕｓｉｎＳＴＥＬＬＡ…？ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏ２００６８１７：ｇｇｙ，，（）－１２０９１２１７．［７！３］ＢｒａｓｉｌＭＳ，ｄｅＭａｔｏｓＡＴ，ＳｉｌｖａＣＭ，Ｃｅｃｏｎ，ＰＳｏａｒｅｓ，ＡＡ．ＭｏｄｅｌｉｎｇｏｆｐｏｌｌｕｔｉｏｎｒｅｍｏｖａｌｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｗｉｔｈｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗＪ．Ａｒａｒｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ［］ｇｒｓ－Ａ２００－ＦｏｃｈｕｎｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＲｅｓｅａｒｃｈ，７，１３２：４８５６．ｇｇｇｇ（）１７ＷＬａｎｇｅｒｇｒａｂｅｒ０？Ｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓ：Ａｒｅｖｉｅｗ师２００８７－Ｖａｄｏ说ＺｏｎｅＪｏｕｒｎａｌ：８３０８４２．，，口）５ＰｉｍａｎＰ，ＪｉｎｄａｌＲ．Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｏｆｃａｄｍｉｕｍｒｅｍｏｖａｌｉｎｆｒｅｅｗａｔｅｒｓｕｒｆａｃｅ１７］ｐｇ５５ Ｊｏｕｒｎａ－ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｆ．ｌｏｆｈａｚａｒｄｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓ２００９，１６３：１３２２１３３１．＾］，口）７张奇高海鹰．．模拟降解去除人工湿地营养物ｍ环境污染与防治２００６２８９：［句刘佳，，，，（）的８－７０２．工湿地去污模型的统一２００７２７４７７结构特征…．孔令裕．人．生态学报［］，倪晋仁，，（）７８黄娟：．．人工湿地的运行调控及氮转移规律研究Ｄ．南京东南大学２００４［］［］，［７９］朱永青，林卫青．人工湿地数学模型模拟与应用［Ｊ］．环境污染与防治，２００７，２９（２）：－１５５１５７．８０朱永青．．人工湿地净化机制数学模型模拟及应用Ｄ．南京：东南大学２００６，［］［］２〇〇７周琪．上．．水平潜流人工湿地净化受污染水体研究网海：同济大学，巧＂闻岳，［８２］戚景南．潜流人工湿地水力学模型及污染物去除动力学模拟［Ｄ］．重庆：西南大学，２００８．巧引国家环境保护总局《水和废水胺测分析方法》编委会．水和废水检测分析方法（第四贼［Ｍ］．北京：中国环境科学出版社，２００３．巧句ＳｔｏｔｍｅｉｓｔｅｒＵ，ＷｉｄＪｎｅｒＡ，Ｋｕｓｃｈｋ？，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｌａｎｔｓａｎｄｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｆｏｒｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ，ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｄｖａｎｃｅｓ，２００３，２２（１）；］９３－１１７．８５ＺｈａｏＧｉｎＺｈｏｕ．ＰｈｏｓｈｏｒｕｓＡｄｓｏｒｔｉｏｎｂＳｏｍｅＳｕｂｓｔｒａｔｅｓｉｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＷｅｔｌａｎｄ［］，ＱＱ，ＱｐｐｙＳｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｃｉｅｎｃｅ＆ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，６：０３２．ＰＤｓｉｎＭａｎｕａ－Ｌｎａｔｉ６ＵＳＥＰＡ．ｒｏｃｅｓｓｅｌａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＭｕｎｉｃｉｐａｌＷａｓｔｅｗａｔｅｒＺ．Ｃｉｎｃｉｎ：巧］ｇ［］ＵＳＥＰＡ，１９８１．５０－１８７中华人民共和国水利部．中华人民共和国国家标准：±方试验方法标准（ＧＢ／Ｔ１２３９９９）［］１９９９．脚北肃中国计划出版社，王敦球等．．巧巧陈腾殊，白少元，，基质结构对水平潜流人工湿地净化效果影响的环境工程２０－学报１２，６１０：３４４９３４５４．，（）２０斌．东１３．８．填料结构对垂直流人王湿地脱氮效果及堵塞影响的研究［Ｄ］华大学，［刘周９０ＰｅｄｅｓｃｏｌｌＡＵｅｔｔｉＥＬｌｏｅｎＥｔａｌ．Ｐｒａｃｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｓａｔｕｒａｔｅｄｈｄｒａｕｌｉｃ，ｒｓ，［］，ｇｇｅｙｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｕｓｅｄｔｏａｓｓｅｓｓｃｌｏｉｎｉｎｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓＪ．Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｙｇｇｇ［］Ｅｎ２００９３５２－ｉｎｅｅｒｉｎ８：１１６１２２４．ｇｇ，，（）ＢｒｉｘＨ，ＫｏｏｔｔａｔｅＴ，Ｆｒｙｄ０，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｆｌｏｗ知ａｎｄ化ｅｂｕｔｅｒｆｌｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｔｅｍａｔ巧叫ｐ巧ＫＰｈ—ｏｈｉＰｈｉＳｙｓｔｅｍｄ朗ｉｇｎａｎｄｌｅｓｓｏｎｓｌｅａｒｎｅｄｄｕｒｉｎｇｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎＪ．［］－Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｉｎｅｅｒｉｎ２０１１３７：７２９７３５．ｇｇ，，口）巧２］ＵＳＥＰＡ．Ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ幻ｏｗｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｆｏｒｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－－Ｒ－９３００８ＵＳＥＰＡａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．ＥＰＡ巧２，ＯｆｉｃｅｏｆＷａｔｅｒ：Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ．１９９３．ｎｄｓ－－－口３ＵＳＥＰＡ．Ｃｏ打ｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｍｕｎｉｃｉｐａｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓ．ＥＰＡ６２５艮９９０１０，］ＵＳＥＰＡＯｆｆｉｃｅｏｆＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ：Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ．２０００．５６ ［９句Ｃｏｏｐ灯ＰＦ．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓｆｏｒｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ＾Ｍｉｃｈｉｇａｎ；ＬｅｗｉｓＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓＩ打仁，巧８９－：１巧１７２．巧５］ＲｅｅｄＳＣ，ＢｒｏｗｎＤ．Ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ妇ｏｗｗｅｔｌａｎｄｓ：ａｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒｅｎｖ－２４８ｉｒｏｎｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈ１９９５：２４４．，ｏｒｒｅｓＪＪＳｏｌｅｒＡＳａｅｚＪ巧ａｌ．Ｈｄｒａｕｌｉｃｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ过ｄｅｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓｔａＭｌｉｚａｔｉｏｎ巧巧Ｔ，，，ｙｐｐｏｎｄｔ１－．Ｗａｅｒ民ｅｓｅａｒｃｈ９巧３１４：６７９６８８．ｐ。，，（）７Ｎａｍｅｃｈｅ了ＨＶａｓｅｌＪＬ．Ｈｄｒｏｄｎａｍｉｃｓｔｕｄｉｅｓａｎｄｍｏｄｅｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒａｅｒａｔｅｄｌａｏｏｎｓａｎｄ巧］，ｙｙｇＷａｅｒｅａ－ｗａｓｔｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏ打ｏｎｄｓｔｒｅｓｒｃｈ巧９８３２１０：３０３９３０４５．，，ｐ［叮（）－ｄａｍｓｓｏｎＡＰｅｒｓｓｏ打ＪＬｎｆｅｌｔＳ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｌａｒｅｓｃａｌｅｈｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｌｉｎ巧巧Ａ，，ｙｇｇｐｙｇｏｆｉｄｔｉｂｕｆｌｏｗｎａｅｔｅｎｏｎａｓｉｎＣ／／Ｐｒｏｃ．８也Ｉｎｔ．Ｃｏ打ｆ．ＵｒｂａｎＳｔｏｒｍＤｒａｉ打ａｅＳｙｄｎｅｙＡｓｔｒａｌｉａ［］ｇ，，３０－－Ａｕ３Ｓｅｔ１９９义１９９９３：１１７５１１８３．ｇｐ＾，巧９］化学反应工程：化学反应工程基本原理．上册［Ｍ］．成都科技大学出版社，１９８８．１００ＷｅｒｎｅｒＴＭ，ＫａｄｌｅｃＲＨ．Ｗｅｔｌａｎｄｒｅｓｉｄｅｎｃｅｔｉｍｅｄｉｓ化化ｕｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｇＪ．［］［］－ＥｃｏｌｏｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ２０００１５：７７９０．ｇｇｇ，，。）１０１ＬｉｎＡＹＣＤｅｂｒｏｕｘＪＦＣｕｎｎｉｎｈａｍＪＡｅｔａｌ．ＣｏｍａｒｉｓｏｎｏｆｒｈｏｄａｍｉｎｅＷＴａｎｄ［］，，ｇ，ｐｂｒｏｍｉｄｅｉｎｔｈｅｄｅｔｅｒｉｎａｔｉｏｎｏｆｈｄｒａｕｌｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｒＪ．ｍｙｃｏｎｓｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓ［］－巨ｃｏｌｏｉｃａｌＥｉｉｉｎｅｅｒｉｎ２００３２０１：７５８８．ｇｇｇ，，（）ｅｅｖａｒ－１０２ＤｉｒｂｅｒＦＥＤｅＢｕｓｋＴＡ．Ａｎｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｗｏｔｒａｃｅｒｓｉｎｓｕｆａｃｅｆｌｏｗｗｅｔｌａｎｄｓ：［］ｇ，Ｒｈｏｄａｍ－－２５ｉｎｅＷＴａｎｄｌｉ＆ｉｕｍＪ．Ｗｅｔｌａｎｄｓ２００５２５：８，［］，，ｙ）＂０３］ＫｉｎｇＡＣ，ＭｉｔｃｈｅｌｌＣＡ，ＨｏｗｅｓＴ．Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｒａｃｅｒｓｔｕｄｉｅｓｉｎａｐｉｌｏｔ化ａｌｅｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗＴ－ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄＪ，ＷａｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄｅｃｈｎｏｌｏ１９９７；３５５：１８９１９６．［］ｇｙ，，（）０４ｉ。］Ｄａｈｌ了Ｅ．Ｗｅｔｌ抑ｄｓｌｏｓｓｅｓｈｉ化ｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓ１７８〇ｓ１：０１９８（Ｖｓ．ＵＳＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆ化ｅＩｎｔｅｒｉｏｒ，巧沈ａｎｄＷｉｌｄｌｉｆｅＳｅｒｖｉｃｅ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ＾ＤＣＪａｍｅｓｔｏｗｎ，ＮＤ：ＮｏｒｔｈｅｒｎＰｒａｉｒｉｅＷｉｌｄｌ瓶ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒＯｎＩｉｎｅＪ．１９９０．［］０５ＲｅｅｄＳＣＢｒｏｗｎＤＳ．Ｃｏ打ｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｄｅｓｉｎ：ｔｈｅｆｉｒｓｔｅｎｅｒａｔｉｏｎ．ＷａｔｅｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ。］，ｇｇ＾］－７８Ｒｅｓｅａｒｃｈ１９９２：７７６１．，０６－Ｄ化ｏｕ凸ＪＰａｘｎｎＡｌｉＭＧａｒｓｉｄｅ．ｒｔｉｃｌｅｍｉｉａｎｄｃｌａｓｓ巧ｃａｔｉｏｎｉｎｌｉ山ｄｆｌ山ｄｉｚｅｄｂｅｄｓＪ．］ｇｑ［］Ｔ－ｒａｎｓ．Ｉｎｓｔ．Ｃｈｅｍ．Ｅｎ１９７９５７２：９４１０３．ｇ，，（）１０７宋志蠢白少元谢庆林等．美人蕉根系对不同基质结构水平潜流人王湿地水力特性［］，，，的影响的［１０８］张涛，宋新山．不同运行条件下潜流人工湿地的水力效率分析［Ｊ］．环境污染与防治，２０１００＊。：：３７４０．）［１０９］范立维．潜流人工湿地水力学持性及其处理废水中有机污染物的研究Ｄ．北京化工大［］学，２００８．５７ １１０ＷａｒｍａｎＡＫｒｏｎｎＳｓＶ．Ｅｆｅｃｔｏｆｏｎｄｓｈａｅａｎｄｖｅｅｔａｔｉｏｎｈｅｔｅｒｏｅｎｅｉｏｎｎ〇ｗａｎｄ［］，ｐｐｇｇｔｙｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｗｅｔｌａｎｄｓＪ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｄｒｏｌｏ２００５３０１１：ｐ［］ｙｇｙ，，（）２３－１１３８．［ｍ］徐凤，汪家权，单苗波，等．黄山某项目污染物在地下水中的迂移探究［ｃ］．合肥：合肥王业大学出版社２０６８１３：３別Ｊ．，代素红ｉａｌＭＯＤＦＬＯＷ的某矿区地下水水流及溶质运移模拟研究＂口．基于Ｖｓｕ．合肥：含］脚肥工业大学２０＂．，。引徐凤．基于ＶｉｓｕａｌＭＯＤＦＬＯＷ的西南岩溶区某项目地下水污染运移模拟研究Ｄ．合肥：［［］合肥工业大学，２０１４．１．．．１４朱海亮同济大学２００８［］污水王地回用过程中污染物的迂移转化模拟研究［Ｄ］，５８ 攻读硕±学位期间的学术活动及成果情况１参加的学术交流与科研项目）１水体污染按制与治理科技重大专项（２０！２ＺＸ０７１０３００１）（）（２）国家自然科学基金项目（４１Ｂ０２０６）－３年３南大合工大矿物学科研究生迹新年报吿会，南京大学，南京，２０１１月。（）－４－南大合工大中科大矿物学科研究生学术交流会，縣州学院，潑州，２０Ｂ年１２月。（）也口）Ｔｈｅ５Ｉｎｔｅｒｎ地ｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅ凸ｃｅｏｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＫｎｏｗｌｅｄｇｅＴｒａｎｓｆｅｒ，Ｈｅｆｅｉ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，Ｏｃｔ２０１４．２发表的学术论文）１，，许化，彭书传胡淑恒．浅谈佛子岭水库的生态价值与保护策略机．生态强省科学发展２０１２：（）３８０－３８６．２贾小刚．某电．生态０１３（），许旭厂地下水抽出处理的数值模拟研究Ｐ］强省美好安徽，２：３６９－３７７．，王进，等．添加ＮａＯＨ对Ｊ．环境工口）许旭，彭书传水生植物固体巧氧发酵产甲焼的作用［］２０－程学报，１４８８：３３７９３３８４．，（）４ＸｕＸＵｊＹＵＥＺｈｅ打ｂｏＰＥＮＧＳｈ胞ｈｕａｎ．Ｍｏｄｅｌｉ打ｏｆＷａｔｅｒ巧ＯＷ舰ｄＣｏｎｔａｍｉｎａｎｔＴｒａｎｓｏｒｔｍ（）ｇ，ｇｐ打－ｆＨｏｒｉ功細Ｓｕｂｓｕｒｆａ说ＣｏｗＣｏｍ机ｃｔｅｄＷｅｔｌａｎｄｓ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｔｈｅ５化；打ｔｅｍａｔｋ饥ａｌｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏａｎｄＫｎｏｗｌｅｄｅＴｒａｎｓｆｅｒＨｅｆｅｉ，ＰＲＣｈｉｎａ２０１４，ｇｙ，ｇ，，许旭，，２０１５０３巧）聲綺，陶巍讀乾富里酸在±壤环境中的吸附研究抓环境科学与管理，４（）：７８－８１．５９'