水平流人工濕地水力學(xué)特征與數(shù)學(xué)模擬.pdf

1、人工濕地系統(tǒng)作為一種生物污水處理技術(shù)，具有易建設(shè)、低能耗、運(yùn)行維護(hù)簡便、生態(tài)效益好等優(yōu)點(diǎn)，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。本課題主要針對水平流人工濕地，通過自建實(shí)驗(yàn)室水平潛流式人工濕地小試系統(tǒng)進(jìn)行原位實(shí)時(shí)監(jiān)測，從水力學(xué)角度研究不同水力條件對濕地系統(tǒng)水力學(xué)規(guī)律和處理效果的影響，并進(jìn)一步建立數(shù)學(xué)模型，模擬分析水平流人工濕地的水力學(xué)行為和污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。主要研究結(jié)果如下:
　　1.水平流人工濕地填料性質(zhì):通過進(jìn)行水力學(xué)參數(shù)測試，得出了六種

2、填料在水平流人工濕地內(nèi)的最佳填充順序由表層到底層依次是:黃沙，細(xì)彩砂，細(xì)黃巖砂，粗黃巖砂，粗彩砂和雨花石。填料的孔隙率均在40％左右，且滲透系數(shù)較大，滲透性能良好。
　　2.不同水力條件對人工濕地系統(tǒng)水力學(xué)和處理效果的影響:(1)濕地系統(tǒng)的水量損失比隨進(jìn)水流速的增大而減小，當(dāng)濕地系統(tǒng)的進(jìn)水流速在13.5 mL/min～332mL/min之間時(shí)，水量損失量為0.6％～6.9％;(2)出水口位置的變化對水平流人工濕地的水力學(xué)行為有影響

3、，當(dāng)出水口位于濕地系統(tǒng)上層時(shí)回收率提高2.8％，λ提高0.194，S下降0.261，減少了短流、死區(qū)等現(xiàn)象，有效的提高了濕地系統(tǒng)的水力效率;(3)延長水平流人工濕地的水力停留時(shí)間有利于提高濕地系統(tǒng)的水力效率，當(dāng)水力停留時(shí)間為73 h時(shí)，系統(tǒng)的回收率為98.8，λ為1.048，S為0.447;(4)當(dāng)水平流人工濕地系統(tǒng)上層進(jìn)水、上層出水，水力停留時(shí)間73 h，水力負(fù)荷0.065m3/(m2·d)，系統(tǒng)的COD平均去除率為76.4％，硝酸鹽

4、氮平均去除率為92.1％，總氮平均去除率為81.1％，總磷平均去除率為50.9％。污染物的去除量主要集中于水平流人工濕地系統(tǒng)的前半部分，并且去除效率隨污水在系統(tǒng)中推流距離的延長呈減緩趨勢。
　　3.水平流人工濕地的水力學(xué)行為和污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律模擬:應(yīng)用VisualMODFLOW軟件采用試驗(yàn)得到的模型參數(shù)對實(shí)驗(yàn)室水平流人工濕地系統(tǒng)的水力學(xué)行為進(jìn)行模擬，模型可信度較高;模型反映出入工濕地內(nèi)部的水流規(guī)律，展現(xiàn)出污染物的遷移轉(zhuǎn)化趨勢;對