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为应对处理小城镇垃圾渗滤液时面临的成本高、管理复杂等问题,本文构建了水平潜流分区曝气人工湿地(HFCW)和垂直潜流无分区曝气人工湿地(VFCW),研究其对小城镇实际垃圾渗滤液中有机物和氮磷营养物去除的效果,并探究在人工湿地中实现短程硝化反硝化的操作策略,以期实现对垃圾渗滤液的低成本处理。论文首先通过人工湿地的低温启动和连续运行,探究不同类型人工湿地的启动差异。其次,通过不同的间歇曝气模式尝试,探究两种湿地对某城镇实际垃圾渗滤液的处理效果及短程硝化的实现。最后,通过分析不同湿地内部水质的沿程变化,探究其对污染物的去除途径。获得的主要结果及结论如下:(1)人工湿地低温启动试验表明,采用生活污水和垃圾渗滤液混合(体积比30:1)启动人工湿地,在6.1℃的低温条件下,通过连续曝气(气水比40:1)运行可实现人工湿地的挂摸启动。人工湿地挂膜稳定阶段,在无曝气条件下处理城镇垃圾渗滤液,VFCW对有机物和氮的去除效果要优于HFCW。(2)间歇曝气人工湿地处理城镇垃圾渗滤液的试验表明,在高频间歇曝气条件(曝气2h,停止4h)下,当日曝气量由488L/d(高强度)逐渐下降到288(中强度)和144L/d(低强度)时,两种湿地对有机物的去除效果均呈先上升后下降的趋势。三个阶段,在进水COD平均浓度为2623.54mg/L的条件下,HFCW的COD平均去除率分别为74.23%、89.08%和83.44%,VFCW分别为80.70%、84.51%和80.05%,因此,在人工湿地中分区曝气更有利于低供氧量下垃圾渗滤液中有机物的去除。(3)相较于无分区曝气,分区曝气会使人工湿地对NH4~+-N的去除滞后。同时,会造成两种湿地脱氮方式存在差异,HFCW以短程硝化反硝化为主,而VFCW为硝化反硝化。在高频-低强度和高频-中强度间歇曝气条件下,HFCW能够将系统DO浓度控制在较低水平(0.59mg/L)从而可实现稳定的短程硝化,亚硝氮的平均积累率达到50.96%。但VFCW无分区曝气导致系统DO浓度较高(1.09mg/L),短程硝化难以维持。短程硝化反硝化能够提高人工湿地的脱氮效果,在进水总氮平均浓度为1393.44mg/L的条件下,VFCW的总氮平均去除率最高达到71.77%,而HFCW由于短程硝化反硝化的存在使总氮平均去除率略有升高,最高达到73.22%。(4)间歇曝气人工湿地处理城镇垃圾渗滤液的沿程水质测定结果表明,两种湿地的主要功能区集中湿地前端,HFCW主要在进水到35 cm段处,而VFCW主要在湿地表面到20 cm深度处。在进水浓度相同的条件下,HFCW在0～35 cm段的COD和TN去除贡献率分别为66.26%和49.28%,VFCW在0～20 cm段的COD和TN去除贡献率分别为73.47%和51.88%。因此,分区曝气可能为人工湿地后段的反硝化节约更多碳源,有利于提高系统对氮的去除效果。(5)人工湿地对氮磷营养物的去除解析结果表明,HFCW中微生物转化、砾石吸附和植物吸收对氮去除的贡献率分别为84.72%、15.16%和0.12%,VFCW的对应值分别为85.15%、14.71%和0.14%。HFCW中湿地沉积蓄留、砾石吸附和植物吸收对磷去除的贡献率分别为80.04%、18.39%和1.57%,而VFCW的对应值分别为80.39%、17.36%和2.25%。