摘要：建立潛流濕地有機(jī)污染物遷移轉(zhuǎn)化模型，采用多孔介質(zhì)模型描述潛流濕地的水力特性，并引入Monod方程相耦合，實(shí)現(xiàn)對濕地系統(tǒng)內(nèi)部流場及水質(zhì)濃度的同時模擬。通過實(shí)驗，校核模型參數(shù)，并驗證模型。結(jié)果表明，該模型能較好模擬潛流濕地中有機(jī)污染物的去除效果；計算條件下，在不同基質(zhì)填料的潛流濕地中都會出現(xiàn)滯水區(qū)和快速通道，影響水力效率與污染物去除效果；預(yù)測了不同填料系統(tǒng)中7種典型選控性有機(jī)污染物的去除效果，其處理效率：苯胺 >苯酚 >二甲苯 >甲苯 >苯 >硝基苯 >氯苯，可通過優(yōu)選填料提高吸附量和延長停留時間來提高選控性有機(jī)物的處理效果。

人工濕地已被廣泛應(yīng)用于各種類型廢水的處理，不僅能夠處理氮、磷等營養(yǎng)元素，而且還可以降解有機(jī)污染物。目前國內(nèi)外已開展了大量關(guān)于濕地對城鎮(zhèn)生活污水、農(nóng)業(yè)徑流等方面有機(jī)污染物的去除研究。隨著產(chǎn)業(yè)的集聚和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，濕地系統(tǒng)已開始應(yīng)用于對工業(yè)達(dá)標(biāo)排放廢水的處理與凈化，如上海化學(xué)工業(yè)區(qū)濕地和天津臨港工業(yè)區(qū)濕地等。

由于工業(yè)廢水的復(fù)雜性，常含有多種致毒、致癌和致畸作用的特殊有機(jī)化合物，直接影響人體健康和受納水體的水質(zhì)，因此，《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）》和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）》中，除,EC外，將35種有機(jī)化合物列入選控性污染物的名單中。有關(guān)人工濕地降解選控性污染物的定量研究還很缺少，目前僅涉及其中部分污染物，如苯、多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳烴等。

分析其原因，一方面是濕地微生物對此類持久性有機(jī)污染物的降解過程復(fù)雜且緩慢，實(shí)驗周期太長，難于實(shí)施；另一方面缺乏準(zhǔn)確而實(shí)用的數(shù)學(xué)模型對選控性有機(jī)物在濕地中降解過程進(jìn)行分析，已有的幾種典型的濕地模型（如“黑箱”模型、衰減模型、一級動力學(xué)模型和生態(tài)動力學(xué)模型）或相關(guān)商業(yè)軟件（如CW2D模型、MIKE21與SMS地表水模型）也主要用于研究對常規(guī)有機(jī)污染物的降解。

眾所周知，在人工濕地中污染物的去除主要通過植物-土壤-微生物的綜合作用，就有機(jī)污染物去除而言，微生物降解與填料吸附起著核心作用。由于一般濕地植物也主要通過在其根系附近土壤中所富集的微生物來實(shí)現(xiàn)對有機(jī)污染物的去除，因此，本研究重點(diǎn)考慮填料吸附、微生物降解和水力特性的影響，建立定量描述有機(jī)污染物在潛流濕地中遷移與去除的數(shù)學(xué)模型，篩選典型選控性有機(jī)污染物，校核模型參數(shù)，并實(shí)測濕地以驗證模型，對不同類型填料潛流濕地的水力變化和濃度變化情況進(jìn)行分析，預(yù)測典型選控性有機(jī)污染物的去除效果，期望能為濕地系統(tǒng)對選控性污染物的去除研究提供科學(xué)資料和技術(shù)方法。具體參見http://www.szhmdq.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1數(shù)學(xué)模型

1.1模型建立

采用傳質(zhì)模型實(shí)現(xiàn)水力學(xué)、污染物降解和吸附過程的耦合模擬。其中水力學(xué)模型選擇多孔介質(zhì)模型模擬潛流人工濕地中的多孔介質(zhì)流，假設(shè)污染物各相在濕地基質(zhì)中的流動和傳質(zhì)是在恒溫下進(jìn)行的，不考慮基質(zhì)水分散失，有機(jī)污染物去除僅考慮生物降解和填料的吸附作用，模型描述如下：

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