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西藏自治区地处高海拔地区,气候寒冷、年平均气温低,是典型的高寒缺氧地区。鉴于此特殊的地理气候环境,常规的生活污水生物处理工艺,受低温和缺氧的影响,普遍处理效率低、运行能耗高、出水水质不稳定;而人工湿地技术作为一种强化生态污水处理技术不仅具有建造难度低、维护简单、除污效果好、对污染负荷适应能力强等特点,而受到越来越多的关注;但该区域独特的自然条件,使得人工湿地在结构设计、基质、植物种类的选取、附着微生物活性及系统终年高效运行等方面面临挑战。本课题为了解决人工湿地工艺在高寒缺氧地区的应用问题,设计开发了一种温室型多介质人工湿地工艺,并通过小试及示范工程试验研究确定该工艺的介质组成、植物选择、运行效果、影响因素等,为该技术在高寒缺氧地区生活污水处理中的应用提供参考依据。论文主要研究内容与结果如下:(1)通过对多孔透气砖、石灰石、砾石、铁矿渣、温泉石等当地介质材料进行静态等温吸附及填料柱动态特性试验,结果表明多孔透气砖等材料性能较优,进而确定以多孔透气砖为主配合石灰石、砾石装填多介质人工湿地系统的技术方案;经过小试试验装置及示范工程的连续运行,多孔透气砖、石灰石等基质表面特征与运行初期相比,均发生了明显的变化,其微生物附着状况良好。(2)优选拉萨拉鲁湿地中耐寒的景观植物芦苇、黑三棱和水葱为试验植物,分析湿地植物本身生长特性及其不同种植方案对污水净化效果的影响,结果表明水葱、黑三棱比较适合在温室型人工湿地内种植,芦苇由于长势较弱、易生病虫害,不适宜种植;且湿地植物混合套种方式较植物单一种植在污水处理效果方面占优势。(3)在钢架玻璃温室的特性研究中,着重介绍了钢架玻璃温室的保温效果,结果表明,钢架玻璃温室可胜任该地区人工湿地生活处理工艺系统的提、保温任务(典型晴天温室内保持在2038℃),且对工艺系统终年稳定运行作用明显;但在冬季较大的温差变化下,温室夜晚保温能力相对变差,为了达到更好的保温效果,建议在温室外设置保温材料。(4)通过改变湿地床长宽比、水力负荷、是否增设预处理设施、进水温度、是否曝气等方式,探究优化工艺的设计、运行参数,结果表明系统湿地床长宽比应设置在3﹕1左右,水力负荷控制在0.25 m3/m2·d,不需增设生物预处理设施,需设增温设备控制污水进水温度,间歇性开启曝气提升污水溶解氧含量,可保证系统去污效率。(5)基于小试研究成果,建设了1000m3/d的示范工程,对比研究多介质人工湿地的不同结构设计、基质装填方案、植物配置方案及温室保温特性等对系统工程应用时的影响,结果表明,多孔透气砖、粉煤灰陶粒、粉碎腐木、石灰石逐层装填,水葱、黑三棱、芦苇三种植物混合种植的温室型多介质人工湿地单元表现出良好去污效果,出水水质指标(COD、NH4+N、TN和TP)稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。