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近年来,随着我国经济发展加快,工业化、城市化及农业现代化进程的快速推进,导致水体污染及湖泊富营养化现象越来越严重,而氮磷是造成水体富营养化的主要原因。城镇污水处理厂尾水具有水量及氮磷排放量大的特点,排入湖泊进一步加剧了湖泊富营养化程度,因此开展尾水中氮磷深度去除对改善水环境具有重要意义。本文构建了多级生态单元组合系统,包括生态塘、潜流湿地、表流湿地及沉水植物塘等单元,作为城市污水处理厂尾水深度处理系统,具有管理简单、运行费用低、适用性强的特点。试验以池塘水作为处理对象,分析不同组合流程对污染物的去除效果,优选适宜的生态单元组合工艺流程,探讨适宜流程中各生态单元的功能以及对污染物的去除效果。在此基础上,以无锡市芦村污水处理厂尾水作为处理对象,探究湿地植物及基质对污染物的强化去除效果,分析不同水力负荷条件对氮磷去除效果的影响,考察氮磷在系统各单元的沿程变化情况,最后在适宜的植物及基质配置与水力负荷条件下,针对低碳氮比的尾水,探讨增加缓释碳源对尾水中氮磷的强化去除效果。主要结果如下：(1)在水温6℃C-29.5℃C、水力负荷0.24m3/(m2·d)条件下,优选“生态塘+潜流湿地+两级表流湿地+沉水植物塘”组合系统作为深度处理适宜工艺,其对池塘水COD. NH4+-N、TN及TP的去除率分别为67.1%、40.4%、41.1%及35.7%,出水COD、NH4+-N、TN及TP的浓度范围分别为20-30mg/L.2.5-3.0mg/L.3-4.2mg/L及0.21,-0.28mg/L。(2)当水温为1℃C-18℃C,水力负荷为0.24m3/(m2·d)时,采用“潜流湿地+两级表流湿地”组合工艺对污水处理厂尾水的TN平均去除率为45.6%,出水浓度在6--7mg/L内；TP平均去除率为53.5%,出水浓度在0.05～0.15mg/L内。为了强化污水处理厂尾水氮磷去除效果,优选湿地基质为加气混凝土砌块,湿地植物可选择美人蕉或鸢尾。(3)当水温为1℃～18℃C时,水力负荷从0.30m3/(m2·d)减小到0.18m3/(m2·d),多级生态单元组合系统对污水处理厂尾水TN和TP的去除率分别从39.4%和47.2%提高到56.2%和58.6%,表明减小水力负荷、延长水力停留时间,可提高污水处理厂尾水中污染物的去除效率。(4)有机碳源是影响反硝化细菌进行反硝化脱氮的主要因素。试验进水COD/N值从2增加到4.1时,组合系统对TN的去除效率从45.6%增加到58.4%,表明添加有机碳源可以有效改善湿地对氮素污染物的去除效果。综上,针对低碳比的污水处理厂尾水,采用“生态塘+潜流湿地+两级表流湿地+沉水植物塘”组合系统,当水温为1℃～18℃、适宜的水力负荷为0.24m3/(m2·d)时,可有效去除尾水中有机物、氮、磷等污染物,添加碳源可进一步提高出水水质。该生态组合系统的应用,将有效改善水环境水质。