太湖是我国五大淡水湖之一,目前全湖呈轻度富营养化状态。本文以处于太湖上游的宜兴市西氿为研究对象,通过对西氿水质分析,确定西氿的主要污染物及变化情况。通过对分层式横流—竖流复合滤床的研发与小试研究,解明滤床对污染物去除的特性和运行稳定性。在此基础上完成西氿水体生态净化系统初步工艺方案。具体结论和成果如下:(1)经对西氿的水质分析,其水质污染的主要因子为氨氮、总氮和总磷,而且西氿水体浊度较高,水体透明度差,水中悬浮物较多,且沉淀性能差。浊度的主要来源可能为腐植酸。(2)分层式横流—竖流复合滤床的小试结果表明:随着填料粒径的减小,滤床对浊度物质和污染物的去除率增加。在表层水力负荷为0.5m~3/(m~2.d)时,大粒径(1～3cm)滤床的平均出水浊度为29.5NTU,浊度平均去除率为88%,中粒径(5～10mm)滤床的平均出水浊度为11.1NTU,浊度平均去除率为92.89%,小粒径(2～5mm)滤床的平均出水浊度为4.7NTU,浊度平均去除率为97.01%。三组滤床对COD的平均去除率分别为57.26%、64.10%以及59.62%,对氨氮的平均去除率分别为27.96%、31.33%以及37.60%,对磷的平均去除率分别为20.91%、34.37%和40.25%。故,分层式横流—竖流复合滤床不仅可以显著去除浊度物质,而且亦可较好地去除COD、氨氮、磷等溶解态污染物。虽然大粒径滤床对浊度物质和污染物的去除能力弱于中小粒径滤床,但无明显差别,故从系统运行的稳定性角度考虑,建议实际工程滤床选用大粒径滤料。(3)根据小试结果和西氿的自然条件及水质特征,确定西氿水体生态净化系统的初步工艺方案为:第一级是生态截留沉淀区,以物理性截留粗大悬浮物质为目的,建设面积约为13万m~2,水力负荷为3.07m~3/(m~2.d),水力停留时间HRT为2.1h;第二级是生态滤床净化区,主要以高效去除细小悬浮物质为目的,建设面积约为80万m~2,水力负荷为0.5 m~3/(m~2.d),水力停留时间HRT为17.28h;第三级是潜流湿地净化区,是以进一步去除溶解性污染物为目的,建设面积约为50万m~2,水力负荷为0.8 m~3/(m~2.d),水力停留时间HRT为5.94h;最后一级是表流湿地稳定区,是以强化水质保障为目的,主要建筑面积约为47万m~2,水力负荷为0.85 m~3/(m~2.d),水力停留时间为6.34h。