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垂直流人工湿地系统中水流规律的研究

摘要:对一种新型的垂直流人工涅地系统的水流特性进行r研究考察丁系统的运行状况丑升质中滞留区的分布范围, 并且运用化学工程中反应器理论,采用示踪剂试验的方法得到丁垂直流^ 工湿地系统的停留时间丹布与污水的实际停留时间根据水流停留时问分布函数对系统实际渡漉渡态进行丁数学模拟,提出二级串联的理想完全混合反应器(cm )模型能够较好地模拟垂直流人工湿地系统巾水音ic的流动形惑.
关键词:垂直流 工湿地;水流分布;示踪剂;完全混台反应器(c lR)
1 前言
人工湿地系统是在长期应用天然湿地净化功能基础上发展起来的水净化资源化生态工程处理技术.具有投资少、处理效果好、能耗少等优点,可作为污水二级处理的替代技术 。 .国外人工湿地的应用始于加世纪70年代初,近10年来发展十分迅速,现已在美国、澳大利亚和欧洲等l0多个国家和地区得到广泛应用 ,我国自“七五”开始开展了人工湿地小试、中试到实用规模的试验,取得了人工湿地工艺特征、技术要点及工程参数等研究成果 ’ .
本文所研究的垂直流人工湿地是一种新型的具有独特下行流一上行流复合水流方式的构建湿地系统同其他类型人工湿地一样,垂直流人工湿地系统的水流状态是维持系统正常运行、使系统充分发挥净化效果的重要因素.由于目前对湿地水流状况并未完全掌握 ,导致人工湿地的构筑设计往往要借助实践经验 ,从而造成了各地人工湿地的净化效率差异很大.本文对垂直流人工湿地系统中水流分布进行了考察与研究,运用化学工程中反应器理论研究了系统中的停留时问分布,并进一步对湿地中流体的流动形态进行了数学模拟,以此加深对垂直流人工湿地工艺特点的认识,促进湿地“黑箱”净化机理的研究,有助于人工湿地技术在污水处理中合理、有效地运用和不断发展
2 材料与方法
2.1 垂直流人工湿地简介
垂直流人工湿地系统由2个大小均为1 m×1 m×1 m的池子组成,2池的剖面结构如图1所示池中填有石、砂等填料.两池填料的构成相同,底部均为厚度为150-Ⅱrn、粒径为40—80-Ⅱ rn 的砾石,上部是粒径为O一4 mm 的细砂,不同的只是第一池细砂层厚度为550 mm,第二池细砂层厚度为450 in1.由于两池不同厚度的细砂层使一池形成100 mm不饱和水层,利于系统复氧 两池砂层设隔墙,砾石层相通.一、二池分别种植芦苇、香蒲,种植密度为38—41株, ,这些植物的根系为微生物提供了栖息场所,并发挥着向根茎周围充氧的作用 ,促进污染物的分解和转化
垂直流人工湿地处理系统的流程为:
垂直流人工湿地系统中水流规律的研究
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