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人工湿地是根据自然湿地原理,人为构建的工程性污水处理系统,整个系统通过基质、植物和微生物的三重协同作用来完成对污水的高效净化。本文采取人工投加微生物菌剂的方式,针对潜流式人工湿地对高浓度生活污水中的有机物、TN、NH4+-N和TP的去除效果进行了研究。基于正交试验的方法,本项研究首先构建了由不同基质(陶粒和浮石)、不同植物(芦苇和菖蒲)、不同微生物(1号菌剂和2号菌剂)相互搭配的4种潜流式人工湿地模拟系统,以高浓度生活污水为处理对象,在北方的冬季(平均水温9.56℃)展开试验,试验研究结果如下:(1)对于有机物、TN和NH4+-N的去除,4号实验(芦苇+浮石+1号菌剂)在HRT为6d的运行条件下效果最好。此工况条件下,试验系统进水COD、TN、和NH4+-N的浓度最高分别为:731.25mg/L、113.31mg/L、96.36mg/L;相应出水浓度最高分别为:183.22mg/L、54.21mg/L、51.18mg/L。试验系统对有机物、TN、和NH4+-N最高去除率分别为82.93%、55.95%和52.21%。对于TP的去除,2号实验(菖蒲+浮石+2号菌剂)在HRT为6d的运行条件下效果最好。此工况条件下,试验系统进水、出水TP浓度最高分别为15.07mg/L,4.49mg/L,试验系统对TP的去除率最高为73.16%。(2)在冬季,潜流式人工湿地中基质对污染物去除作用最强,微生物次之,植物最弱。(3)从去除污染物作用效果上看,以浮石为基质明显好于陶粒;采用芦苇和菖蒲作为试验植物时,实验效果差异不大;分别投加1号菌剂和2号菌剂时,试验效果差异也不大。(4)人工投加的微生物能使试验系统对COD、TN、NH4+-N和TP的去除率分别提高14.83%、12.27%、16.07%和5.74%。(5)一级动力学模型可以很好地描述污染物在湿地系统中的去除规律。潜流式人工湿地污水处理技术是一种低成本、高效率的污水处理技术,能有效地去除高浓度生活中的有机物、TP、TN和NH4+-N。