本项目目的在于深入研究湿地系统中的水流动力学特性及有机污染物降解机理,期望能够取得适合于三峡库区重庆段城镇生活污水人工湿地处理的实用工艺参数。通过采用现代分析化学技术,对进出口废水中有机污染物及其降解中间产物进行表征,综合评价不同水力学负荷及不同工艺参数对人工湿地中有机污染物及其降解中间产物处理效能的影响;结合水流动力学特性、处理系统中溶解氧及氧化还原电位随水位变化、进出水中电子受体(硫酸盐、硝酸盐及亚硝酸盐、溶解氧)及湿地系统甲烷生产量的监测研究,提出人工湿地处理过程中有机污染物及其降解中间产物的降解动力学模型及降解机理;这对进一步提高人工湿地的处理效能有着重要的指导意义,同时对相关科学如环境化学、环境(微)生物学、植物学、生态学等学科的发展有带动作用,具有显著的社会和经济效益。
利用中试规模潜流人工湿地,研究了床体长宽比、填料粒径、水位、水力负荷和温度等设计及运行参数对常规污染物、有机物降解中间产物[脂肪酸、二甲基(二)硫]及表面活性剂等的去除及机理。主要成果为1、将SPME、SPE与色谱结合及用动植物组织等生物识别材料,建立了挥发性含硫、含碳等有机物降解中间产物及微污染物的表征新方法。2、水力负荷和温度为污染物去除的主要因素,床体长宽比、填料粒径及水位对湿地出口水中污染物的浓度无显著性影响。3、探讨了废水化学组分及其负荷对湿地性能的调控,发现入水乙酸、硫酸盐及TOC负荷和pH对烷基硫化物的去除有显著性影响,同时发现十二烷基苯磺酸钠对湿地中的碳去除有显著性影响。4、研究了湿地生境条件的季节性变化,发现湿地系统内为还原环境且溶解氧及氧化还原电位呈现明显的季节变化特征,结合硫酸盐、氨氮和COD等在系统中的去除分析,推测人工湿地中有机污染物的去除是硫酸盐还原、产甲烷作用及反硝化共同作用的结果,其中产甲烷过程所占比重最大。5、提出了基于MATLAB环境中的函数拟合方法研究湿地水力学特性。6、探讨了人工湿地技术与其它水处理单元的组合对污染物的去除、机理及动力学模拟。