论文摘要
为了积极响应国家提出的江西地区“鄱阳湖生态经济区建设”以及新农村建设的号召,本课题结合农村生活污水的特点及其对水环境的影响,提出了将潜流人工湿地运用到对农村生活污水的治理中。通过文献资料的阅读与分析,确定了影响潜流人工湿地氮、磷去除效果的主要因素;继而针对水力负荷、pH值、碳氮比、植物等主要因素进行正交试验,用SPSS13.0软件对正交试验结果进行方差分析,并研究了各因素对脱氮除磷效果影响的显著性;在此基础上,进行水力试验,较全面地分析了水力负荷、水力停留时间对农村生活污水中有机物、氮、磷去除效果影响的规律,建立了芦竹、荻、香根草、灯心草等潜流人工湿地对有机物、氮、磷去除的一级反应动力学模型;并进行了冬夏季节、不同植物处理效果的对比试验和分析。试验研究结论如下:（1）正交试验方差分析表明: pH值、水力负荷、植物对CODCr去除效果的影响非常显著（p<0.01）,碳氮比对CODCr的去除率影响显著（0.01<p<0.5）;pH值、水力负荷、碳氮比对NH3-N去除率的影响非常显著（p<0.01）,植物对NH3-N的去除效果影响显著（0.01<p<0.5）;pH值、水力负荷、碳氮比、植物四种因素对TN、TP的去除效果影响均非常显著（p<0.01）。各因素的单因素水平分析表明:CODCr、TN、NH3-N在pH值为7.5、水力负荷为33mm/d、碳氮比为15的水平下,各自对应的平均去除率均能达到各自的最高值;CODCr、TN、NH3-N三者对应的处理效果最佳的植物不同,分别是灯心草、芦竹、香根草。在pH值为9.5、水力负荷为33mm/d、碳氮比为3、植物为香根草的水平时,它们对应的TP的平均去除率均达到各自的最高值。（2）水力负荷试验水力负荷与处理效果密切相关,各湿地床对各污染物的处理效果均随着水力负荷的增大而降低。在水力负荷为48mm/d（即水力停留时间约为3.5d）时,各组湿地床CODCr、TN、TP出水均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）》（以下简称《排放标准》）一级A标准;各组湿地床NH3-N出水均低于《排放标准》一级B标准（8mg/L）。在试验的各水力负荷下,四组植物床对CODCr的去除率在77.92%93.25%之间,对TN的去除率在41.52%79.9%之间,对NH3-N的去除率在43.04%84.77%之间,对TP的去除率在78.85%97.12%之间。（3）季节对处理效果的影响试验潜流人工湿地系统中各组植物床对污水中CODCr、TN、NH3-N、TP的去除效果受季节影响。夏季的处理效果要优于冬季的,但是冬季的处理效果仍较好。在本试验条件下,夏季四组植物床的CODCr、TN、TP出水水质均低于《排放标准》一级A标准,它们的NH3-N出水水质均低于《排放标准》一级B标准。冬季香根草、荻和灯心草植物床的CODCr出水水质均低于《排放标准》一级B标准（60mg/L）,芦竹CODCr出水水质低于《排放标准》一级A标准（50mg/L）;芦竹和荻植物床TN的出水水质均低于《排放标准》一级B标准（20mg/L）,香根草、灯心草TN出水水质低于《排放标准》一级A标准（15mg/L）;四组植物床的NH3-N出水水质均低于《排放标准》一级B标准（冬季参照水温低于12℃的标准取15mg/L）,四组植物床的TP出水水质均低于《排放标准》一级A标准（0.5mg/L）。由此可见,季节对不同植物床和不同指标的影响程度不一样:芦竹、荻和灯心草植物床CODCr的处理效果受季节影响比香根草的大;芦竹和荻植物床TN的处理效果受季节影响比香根草、灯心草的大;四组植物床的NH3-N、TP的处理效果受季节影响较小。（4）一级动力学模型的分析研究在江西地区运用潜流人工湿地处理农村生活污水,采用一级动力学模型可以较好的模拟潜流人工湿地系对CODCr、TN、NH3-N、TP的去除规律,建立的一级动力学模型的相关系数均大于0.（9芦竹对NH3-N的模型除外）。四组植物床对CODCr的反应速率高低顺序为荻>芦竹>灯心草>香根草;对TN的反应速率高低顺序为灯心草>香根草>芦竹>荻;对NH3-N的反应速率高低顺序为芦竹>荻>香根草>灯心草;对TP的反应速率高低顺序为芦竹>荻>灯心草>香根草。