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城市内河作为城市生态环境和自然景观环境的重要组成部分,对城市的建设和发展都具有非常重要的实际意义。针对我国众多城市急需解决的河道黑臭问题,通过此课题研究为河道生态修复提供切实可行的修复措施和科学技术支撑体系。本论文研究内容主要包括筛选植物和填料的小试静态研究、表面流人工湿地和强化生态塘组合工艺净化河水中试研究三部分。通过建造在南宁某河沿岸的盆栽小试研究了不同水力停留时间下风车草、美人蕉、狐尾藻、芦苇、菖蒲五种植物,河石和火山石两种填料对河水中CODMn、NH4+-N、TN、TP的净化效果。研究结果表明不同植物和填料对河水的净化效果不同:狐尾藻>风车草≈美人蕉>芦苇>菖蒲;火山石>河石。各小试反应器对河水的净化效果随着停留时间的增加而提高,前3天去除率的增幅较大,进一步延长停留时间,其净化效果的提高不大。通过表面流人工湿地中试反应器研究了水力负荷为0.15m3/(m2·d),美人蕉和芦苇两种植物对河水的净化效果以及污染物去除沿程变化情况;并设置了0.10、0.15、0.25、0.40m3/(m2·d)四个水力负荷,研究湿地对河水的净化效果;同时研究了湿地的抗冲击负荷能力。研究结果表明:(1)美人蕉湿地对河水的净化效果强于芦苇湿地;(2)进水中CODMn、TP主要集中在湿地的前1/4段被去除,系统后半部分对其去除率贡献不大,这是由CODMn和TP的去除途径引起的;NH4+-N、TN去除沿程变化较相似,在湿地的1/4至1/2段,去除率的增幅都有所减小,主要是由于有机物去除大量消耗DO引起硝化速率减慢;(3)表面流人工湿地具有较强的抗冲击负荷能力,由于进水浓度不高,经湿地前半部分处理后水中残余的污染物可生化性不强,难以降解导致进一步去除效果不高;(4)两块表面流人工湿地对河道污水CODMn、TN、NH4+-N的去除率都随水力负荷的增加呈现减小的趋势。应用中试反应器进行了强化生态塘组合工艺与传统浮床对河水净化效果的对比研究。研究结果表明:两种工艺对河水中CODMn、NH4+-N、TN和TP的去除效果均明显优于空白系统;且强化生态塘组合工艺优于传统浮床工艺,这主要是因为强化工艺中密集植物塘中填料以及填料上生物膜对污染物的净化作用。启动初期,气温较低,反应器中微生物还不活跃,生物相较少,只是一些简单的食物链,还未形成复杂的生态系统,系统对河水的净化效果相对较差;随着运行时间的延长,植物经过适应期进入了生长期,根系逐渐向水的更深层生长,植物对有机物的吸收量增加,系统运行逐渐稳定,各工艺对河水的净化效果增强。