自西德首次建造人工湿地以来,由于其具有投资低、出水水质好、操作简单、维护运行费用低等特点,被广泛用于生活污水、矿山酸性废水[3-4]、纺织工业 [5]和石油工业[6-7]等工业废水的处理。 人工湿地作为一种较新的水处理技术,对其处理机理的理解还不够充分,对其影响因素的认识还不够全面,因此经常由于设计不当使得出水达不到设计要求或者不能达标排放,有时人工湿地甚至还会成为污染源””。因此对湿地污染物去除动力学的研究可以为湿地的设计提供进一步的理论支持。 本文概要地介绍了人工湿地污水处理的污染物去除动力学模型的研究进展。
1 一级动力学模型 1.1 一级动力学模型简介 湿地设计通常采用的是一级动力学模型,其基本设计方程被澳大利亚、欧洲、美国广泛应用于湿地的设计和对湿地污染物去除效果的预测。虽然有许多局限性,但由于其参数的求解及计算过程都很简单,因此目前仍把它作为描述湿地中污染物去除的最合适的方程,广泛应用于BOD、营养物、SS和细菌以及金属离子的去除计算。 用于湿地的一级动力学方程,主要考虑处理负荷与处理效率之间的关系,模型的推导以基质的降解服从一级反应动力学为基础。经常设模型中的一些参数如速率常数等为常量与水力负荷或进水浓度无关,以及湿地中的水流形态为稳定的柱塞流等。这些一级动力学模型有的采用体积速率常数kv来确定湿地所需的体积,有的采用面积速率常数k。来确定湿地所需的面积,kv多用于潜流型人工湿地,而kA则在表面流入工湿地中应用更多。 这些一级动力学模型通常的表达方式为 C0=Ciexp(-kv·t) (1) C0=Ciexp(-kA/q) 式中:Ci——进水浓度,[M/L3]; C0——出水浓度,[M/L3]; kv——体积去除速率常数,[