不同進水方式潮汐流人工濕地污染物去除研究.pdf

1、目前，水污染問題日益嚴峻，自然濕地自身凈化能力有限，人工濕地具有處理效果好、費用低的優(yōu)勢，逐漸成為研究的熱點，但是其復(fù)氧能力較低，并且受多種因素影響，存在一定的缺陷，因此需要尋求強化人工濕地的技術(shù)方法。潮汐流人工濕地(Tidal FlowConstructed Wetland，TF-CW)是一種新型人工濕地生態(tài)系統(tǒng)，并且在污染物去除方面受到了廣泛的關(guān)注。本文為研究TF-CW中污染物去除效果及影響因素，建立潮汐流模擬裝置，通過對比不同進水

2、方式下(連續(xù)流濕地(A)，設(shè)閑置/反應(yīng)時間分別為1∶1(B)，1∶2(C)，2∶1(D))的模擬裝置對污染物的去除效果以及沿程變化規(guī)律，并用冗余分析(RDA)篩選出影響其去除效果的主要因子，將各個影響因子輸入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行各個污染指標(biāo)出水濃度的訓(xùn)練與驗證。得出如下結(jié)論:
　　1.A、B、C、D四種進水方式對TN的平均去除率分別為82.41％±4.84％、84.82％±5.09％、86.09％±3.99％、90.23％±3.0

3、5％。四種進水方式差異顯著（P＜0.05）;A進水方式NH4+-N去除效果與B、C、D差異顯著（P＜0.05），其中D進水方式NH4+-N的去除效果最好，但A對NO3--N的總體去除效果較優(yōu);四種進水方式對TP的去除率差異性均不顯著(P＞0.05);閑置/反應(yīng)時間并不影響TOC（總有機碳）的去除率。四種進水方式下，NH4+-N去除率均在0～15cm深度內(nèi)最大，隨深度增加，去除率下降;NO3--N濃度在0～15cm深度內(nèi)迅速上升;隨處理深

4、度增加，TP濃度逐步降低。TOC濃度處于0～20mg/L間的較低水平，并隨深度增加而下降。
　　2.四種進水方式下TF-CW的平均硝化強度差異顯著(P＜0.05)，其中A與其他三種潮汐進水方式均差異顯著，而D是基質(zhì)平均硝化強度最大的進水方式;四種模擬裝置的基質(zhì)平均反硝化強度差異性也顯著(P＜0.05)，A進水方式反硝化強度最大。TF-CW基質(zhì)硝化強度與NH4+-N的去除率之間存在明顯的正相關(guān)性（R2=0.8497，P＜0.05）;

5、反硝化強度與NO3--N的出水濃度呈呈明顯負相關(guān)關(guān)系(R2=0.8448，P＜0.05)。裝置上部0～30cm的處理深度硝化強度最大，反硝化強度則在中部的30～60cm階段較高。
　　3.RDA分析結(jié)果顯示TN的去除率的主要影響因子有DO（溶解氧）、RAT（淹沒排空比）、ORP（氧化還原電位）、TOC，NH4+-N的主要影響因子有DO、RAT、ORP、Depth（處理深度），NO3--N的主要影響因子有Cond（電導(dǎo)率）、Temp

6、（水溫）、Sal（鹽度）、pH，TP的主要影響因子有DO、RAT、Time（時間）、Depth。因此在用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對TF-CW水體污染物出水濃度進行模擬時選擇各指標(biāo)的主要影響因子作為輸入層，污染物指標(biāo)出水濃度作為輸出層，經(jīng)試錯法可得TN、NH4+-N、NO3--N和TP選擇的隱含層節(jié)點數(shù)分別為9，11，12，9。對數(shù)據(jù)組進行訓(xùn)練的結(jié)果顯示，BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可以有效地預(yù)測污染物的出水濃度，模型預(yù)測值與實際值存在一定的相關(guān)性，也存在較