随着社会的发展,水短缺和水污染问题逐渐引起人们的重视。污水处理厂尾水具有排放量大、高氮磷的特征,直接排放容易引起水体富营养化,可通过深度处理后循环利用起来,达到水资源可持续发展的目标。在众多污水处理技术当中,人工湿地由于高效节能的优点得到广泛应用。本研究构建了一种梯级式人工湿地-生态塘系统,该系统可因地制宜的结合坡地地形建设,并且具有多次自然复氧的能力,本文主要探究了梯级式人工湿地-生态塘系统在尾水深度处理中的应用,为该系统在实际工程的推广运用提供参考依据。本研究从小试筛选生态塘沉水植物入手:选取4种沉水植物构建不同的生态塘,综合考察不同沉水植物的生长情况,研究不同生态塘的复氧效率以及对尾水的净化效率,为中试系统建立优势生态塘提供理论依据。在选择好优势生态塘的基础上,构建梯级式人工湿地-生态塘中试系统,首先考察中试系统对尾水的净化效能,研究中试系统沿程污染物变化规律以及不同水力负荷、不同季节对中试系统净化尾水效果的影响。其次与传统串联潜流人工湿地系统相比较,验证中试系统的优势。最后采取回流的强化措施,研究不同回流比对中试系统净化尾水效果的影响及规律,以求进一步提升中试系统对尾水的深度处理能力。本研究得出的主要结论如下:(1)生态塘中沉水植物的筛选试验表明:不同生态塘内沉水植物的生长情况不同,粉绿狐尾藻与黑藻长势最佳。不同生态塘表现出不同的复氧能力,其中黑藻与金鱼藻复氧效果较好,复氧率分别高达117.22%、88.78%。不同生态塘对各污染物的去除效果不同:各生态塘对COD的去除率不高,去除率最高的黑藻也只能达到46.67%;金鱼藻与黑藻对TP的去除效果较好,去除率分别达到65.02%、55.14%;粉绿狐尾藻和黑藻对NH3-N、TN的去除效果较好,对NH3-N去除率分别为70%、66%,对TN的去除率分别为:80.88%、73.53%。四种沉水植物中,粉绿狐尾藻与黑藻表现较为突出,优选为中试系统生态塘中的沉水植物。(2)梯级式人工湿地-生态塘中试系统净化尾水效果的研究:随着中试系统流程的延长各污染物浓度逐渐降低,去除率逐渐升高;中试系统对各污染物的去除率均随着水力负荷的增大而降低;在不同水力负荷和污染负荷条件下,中试系统表现出较强的抗负荷能力,去除效果良好,出水稳定;中试系统在夏季(7月-8月)对各污染物的去除效果要优于冬季(12月-1月),其中TN和NH3-N去除率受季节影响变化幅度最大,而TP去除率受季节影响变化不明显。(3)中试系统净化尾水效果的比较验证研究表明:中试系统与传统串联潜流人工湿地系统对COD的去除率分别为66.67%、49.02%;对NH3-N的去除率分别为86.27%、66.67%;对TN的去除率分别为62.88%、35.42%;对TP的去除率分别为59.09%、39.06%。与传统串联潜流人工湿地系统相比,中试系统对污染物的深度去除具有一定的优势。(4)回流措施对中试系统净化尾水效果的影响研究表明:采取回流措施能提高中试系统对COD、TN、TP的去除效果。在回流比为0.5时,对COD和TP的去除效果最佳;在回流比为1时,对TN的去除效果最佳。相比于不回流,回流对COD、TN、TP的去除率最高能分别提升16.09%、13.81%、7.91%。