潜流湿地对典型选控性有机污染物去除

Posted 2023-01-13 污染物

篇首语：案头见蠹鱼，犹胜凡俦侣。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了潜流湿地对典型选控性有机污染物去除相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

摘要：建立潜流湿地有机污染物迁移转化模型，采用多孔介质模型描述潜流湿地的水力特性，并引入Monod方程相耦合，实现对湿地系统内部流场及水质浓度的同时模拟。通过实验，校核模型参数，并验证模型。结果表明，该模型能较好模拟潜流湿地中有机污染物的去除效果；计算条件下，在不同基质填料的潜流湿地中都会出现滞水区和快速通道，影响水力效率与污染物去除效果；预测了不同填料系统中7种典型选控性有机污染物的去除效果，其处理效率：苯胺 >苯酚 >二甲苯 >甲苯 >苯 >硝基苯 >氯苯，可通过优选填料提高吸附量和延长停留时间来提高选控性有机物的处理效果。

人工湿地已被广泛应用于各种类型废水的处理，不仅能够处理氮、磷等营养元素，而且还可以降解有机污染物。目前国内外已开展了大量关于湿地对城镇生活污水、农业径流等方面有机污染物的去除研究。随着产业的集聚和经济发展，湿地系统已开始应用于对工业达标排放废水的处理与净化，如上海化学工业区湿地和天津临港工业区湿地等。

由于工业废水的复杂性，常含有多种致毒、致癌和致畸作用的特殊有机化合物，直接影响人体健康和受纳水体的水质，因此，《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》和《污水综合排放标准（GB8978-1996）》中，除,EC外，将35种有机化合物列入选控性污染物的名单中。有关人工湿地降解选控性污染物的定量研究还很缺少，目前仅涉及其中部分污染物，如苯、多氯联苯和多环芳烃等。

分析其原因，一方面是湿地微生物对此类持久性有机污染物的降解过程复杂且缓慢，实验周期太长，难于实施；另一方面缺乏准确而实用的数学模型对选控性有机物在湿地中降解过程进行分析，已有的几种典型的湿地模型（如“黑箱”模型、衰减模型、一级动力学模型和生态动力学模型）或相关商业软件（如CW2D模型、MIKE21与SMS地表水模型）也主要用于研究对常规有机污染物的降解。

众所周知，在人工湿地中污染物的去除主要通过植物-土壤-微生物的综合作用，就有机污染物去除而言，微生物降解与填料吸附起着核心作用。由于一般湿地植物也主要通过在其根系附近土壤中所富集的微生物来实现对有机污染物的去除，因此，本研究重点考虑填料吸附、微生物降解和水力特性的影响，建立定量描述有机污染物在潜流湿地中迁移与去除的数学模型，筛选典型选控性有机污染物，校核模型参数，并实测湿地以验证模型，对不同类型填料潜流湿地的水力变化和浓度变化情况进行分析，预测典型选控性有机污染物的去除效果，期望能为湿地系统对选控性污染物的去除研究提供科学资料和技术方法。。

1数学模型

1.1模型建立

采用传质模型实现水力学、污染物降解和吸附过程的耦合模拟。其中水力学模型选择多孔介质模型模拟潜流人工湿地中的多孔介质流，假设污染物各相在湿地基质中的流动和传质是在恒温下进行的，不考虑基质水分散失，有机污染物去除仅考虑生物降解和填料的吸附作用，模型描述如下：

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