生命科学学院环境科学专业实验报告单垂直流湿地的试验报告

1、云南大学生命科学学院环境科学专业实验报告单 一、 实验名称垂直流湿地模拟实验二、 实验目的用不同类型的柱子（里边的填料不一样的柱子）来当模拟湿地。用来处理污水，看模拟湿地对污水的处理效果，能否达到污水处理的效果，能否达到想要的水质标准。三、 实验设计（一）设计思路人工湿地是模拟自然湿地的生态系统，类似自然沼泽地，但由人工建造和监督控制1，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理生态系统【2】。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽

2、、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。在垂直潜流系统中，污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次经过不同的专利介质层，达到净化的目的。垂直流潜流式湿地具有完整的布水系统和集水系统，其优点是占地面积较其它形式湿地小，处理效率高，整个系统可以完全建在地下，地上可以建成绿地和配合景观规划使用。通过实验模拟垂直流湿地系统，自行配置污水，并设计装置结构，理解垂直流湿地系统的污水净化过程、了、机理以及处理效果，主要针对于n和p的去除【3】，从而了解人工湿地系统对于污水净化的重要作用，为将来的污水处理实践奠定基础。此次试验用配置的污水来浇灌湿地的柱子，让污水在其中停留一定的时间，看污水在

3、湿地停留的时间长短对污水的处理效果。在一定的时间内去测流速，看流速的变化，看流速对湿地的处理效果有无影响。最后分析湿地的处理效果，及哪些因素会影响湿地对污水的处理效果。（二）材料与方法1、试验装置本次试验我们所设计的试验装置可以分为两部分：污水配给装置（15l的水桶）和垂直流湿地模拟湿地。1.1污水的配给装置我们所选的的污水配给的装置是水桶，选择水桶的原因：水桶体积不会因外界的环境，气候等因素的变化时它的体积不会发生变化（体积一定），方便使用（可以拎起来，方便配置时位置的变化，既可以拎过来拎过去）1.2垂直流湿地的配方选择了两种不同湿地的配方，每一种配方对应四个柱子。柱子的统一用内劲15cm，

4、高为30cm（上水口距下水口26cm）的透明塑料圆柱，在圆柱的上下各有一个突出的小管，分布在两侧，成为进水和出水口。第一种柱子的配方：（从下到上）公分石（5cm、1223g）、腐殖土（5cm、275g）、土壤（10cm、1585g）、公分石（5cm、1223g）。1到4号柱子用的是以上的配方。 公分石（5cm、1223g） 土壤（10cm、1585g） 腐殖土（5cm、275g） 公分石（5cm、1223g） 最上边的为空气第二种柱子的配方：（从下到上）公分石（4cm、1000g）、腐殖土（5cm、275g）、细沙（10cm、2000g）、粗砂（6cm、1500g）。 粗砂（6cm、1500g

5、） 细沙（10cm、2000g） 腐殖土（5cm、275g） 公分石（4cm、1000g）最上边的那层为空气老柱子的填料如下：14号：土和有机质（有机质占其中的15%），土1900g、有机质335.3g58号：蛭石和有机质（有机质占其中的15%），蛭石2000g、有机质352.95g912号：砂和有机质，砂为2500g、有机质441.2g1316号：砂和蛭石，还有有机质;砂1250g、蛭石1250g、有机质441.2g2、 污水的配比情况污水配比执行国家生活污水排放标准（gb 189122002）一级a标，n的浓度15mg/l p的浓度0.5 mg/l cod的浓度为50mg/l【4】实际：氮

6、的浓度15mg/l 磷的浓度0.5 mg/l 蔗糖103.48mg/l加入0.0866g的12水磷酸氢二钠、0.4821g的尿素和1.5522g作为配污水的材料。倒入桶中溶解，摇匀。3、 实验的过程在装好柱子填好料以后，先从下边的出水口通水将湿地里的填料全部弄湿，然后再将水排出去，再将水放入柱子中放满。在放填料之前先测空柱子的流速，等柱子弄好以后，每周测流速去更新柱子里边的水。在测总氮和总磷的时候先将柱子里的水全部排尽，在把配好的污水倒入其中停留1天后取样，取停留7天水样的方法同停留1天的方法一样。测定总氮、总磷的时候是用吸光光度法。四、 湿地处理的预想处理效果配的污水的标准属于污水处理产处理

7、后排放的污水。经湿地处理后预想能达到地表水水质标准中的四类水的水质标准。地表水的水质标准【5】分类类类类类类总磷 0.020.10.20.30.4总氮 0.20.51.01.52.0五、 实际处理的数据处理及实验结果（一） 对磷的处理效果表11磷的标准曲线标准曲线吸光度吸光度平均吸光度含p量00.000 0.000 0.000 00.5 0.005 0.006 0.006 11.0 0.022 0.023 0.023 23.0 0.065 0.067 0.066 65.0 0.092 0.093 0.093 1010.0 0.199 0.201 0.200 2015.0 0.291 0.293

8、 0.292 30曲线如下图11所示11磷酸盐标准曲线1、 在湿地中停留一天（对污水处理一天）的处理效果表12停留1天的含磷量和去除率编号1号柱2号柱3号柱4号柱5号柱6号柱7号柱8号柱1天的总磷0.0520.1060.0650.040.1310.1310.1120.11天的去除率（%）90.0279.6587.6392.4260.860.866.570.1编号9号柱10号柱11号柱12号柱13号柱14号柱15号柱16号柱1天的总磷0.1340.1260.0920.0920.240.2230.1520.2531天的去除率（%）59.932.342.542.554.157.370.8751.44

9、编号新1号新2号新3号新4号新5号新6号新7号新8号1天的总磷0.20.210.250.180.190.180.230.251天的去除率（%）64.863.2757.1469.3967.8669.3960.257.14（1） 处理1天后的含磷量的图如下所示：图12处理一天后的含磷量注：116号是老柱子，1724号是新柱子从上图可以看出每个柱子的含磷量都不一样。而从中可以看出即使填料相同处理的效果也不一定一样。从图可得前边的12个柱子的含磷量都比较低，而后边的12个柱子含磷量都相对高于前边的12个柱子。同样的污水浓度进行处理，停留一天后含磷量发生改变，说明湿地对污水具有处理效果。综上所述可得经处

10、理后的水中磷的含量低于原来的浓度0.5mg/l,且从图中可得含磷量都小于0.3mg/l,达到预想的处理效果，类水的含磷量是0.3mg/l，所以处理效果达到四类水标准。有18个柱子含氮量低于0.2mg/l，达到三类水标准。（2） 在湿地停留1天后的对磷的去除率如下图所示：图131天的磷的去除率注：116号是老柱子，1724号是新柱子从上图可以看出14号（老柱子）这种填料方式对磷的去除率较高，然后1012号柱子的出去旅游较低，其他柱子的去除率都差不多，去除率在60%左右。14号：土和有机质；平均去除率为87.36%58号：蛭石和有机质；平均去除率为64.55%912号：砂和有机质；平均去除率为44

11、.3%1316号：砂和蛭石、有机质；平均去除率为58.43%1720号：（从下到上）公分石、腐殖土、土壤、公分石；平均去除率为63.65%2124号：（从下到上）公分石、腐殖土、细沙、粗砂；平均去除率为63.65%从上面数据可以得到土壤和有机质的去除率是最高的，砂的去除率是最低的。即土壤对污水的处理效果最好，而砂的最差。物质对污水的处理效果一次为：土蛭石公分石、土壤细沙、粗砂砂、蛭石砂。2、 在湿地中停留7天（对污水处理7天）后的对磷的处理效果表13停留7天的含磷量和去除率编号1号柱2号柱3号柱4号柱5号柱6号柱7号柱8号柱7天的总磷0.0350.0230.0560.0270.1550.128

12、0.130.1527天的去除率（%）93.2295.6189.2294.8162.468.968.463.1编号9号柱10号柱11号柱12号柱13号柱14号柱15号柱16号柱7天的总磷0.1550.150.1910.1470.1850.1730.1350.1817天的去除率（%）62.463.653.664.364.4866.8774.0665.28编号新1号新2号新3号新4号新5号新6号新7号新8号7天的总磷0.180.160.220.150.170.160.170.217天的去除率（%）63.3972.4561.7373.9870.9272.4570.9263.27（1） 在湿地中停留7天

13、（对污水处理7天）后的含磷量图如下图所示：图14处理7天的含磷量注：116号是老柱子，1724号是新柱子从上图可以看出每个柱子的含磷量都不一样。而从中可以看出即使填料相同处理的效果也不一定一样。从图可得前边的4个柱子的含磷量都比较低，而后边的20个柱子含磷量都相对高于前边的4个柱子。同样的污水浓度进行处理，停留七天后含磷量发生改变，说明湿地对污水具有处理效果。综上所述可得经处理后的水中磷的含量低于原来的浓度0.5mg/l,且从图中可得含磷量都小于0.3mg/l,只有两个柱子是超过0.2mg/l的，其他22个都是低于0.2mg/l，达到三类水的标准，因此达到预想的处理效果，类水的含磷量是0.3m

14、g/l，处理效果达到四类水标准。（2）在湿地中停留7天（对污水处理7天）后的对磷的去除率如下图所示：图15停留7天的磷的去除率注：116号是老柱子，1724号是新柱子停留7天后，不管柱子的填料如何，对氮的去除率都在60%70%之间，去除率保持在一定的值附近，变化不大，处于稳定状态。出现波动可能是在测定的过程中存在着误差除了14号去除率在90%，去除率相当高。去除率高可能是由于测定时，水没有摇匀直接采样，物质浓度就有点低，而进水浓度都是一样的，出水的浓度低则去除率就相当高。14号：土和有机质；平均去除率为93.22%58号：蛭石和有机质；平均去除率为65.7%912号：砂和有机质；平均去除率为6

15、1.08%1316号：砂和蛭石；平均去除率为67.67%1720号：（从下到上）公分石、腐殖土、土壤、公分石；平均去除率为67.87%2124号：（从下到上）公分石、腐殖土、细沙、粗砂；平均去除率为69.39%从上面的数据可以得到除了全部是土壤和有机质的那类柱子去除率在90%以上以外，其他的在60%70%内，变化不明显，去除效果差不多一样。物质对污水的处理效果一次为：土细沙、粗砂公分石、土壤砂、蛭石蛭石砂。3、 处理一天和处理七天做比较（1） 停留1天和7天的含磷量作比较图16停留1天和7天的含磷量作比较注：116号是老柱子，1724号是新柱子处理7天的和一天的比较：除了512号7天的含磷量高

16、于1天的含磷量，说明7天的处理效果没有1天的处理效果好；其他柱子的含磷量都是处理1含磷量高于7天的含磷量，含磷量高则说明处理效果不好，含磷量低则说明处理效果好，所以说明停留7天的处理效果比停留1天的处理效果好。（2） 停留1天和停留7天对磷的去除率作比较18停留1天和停留7天对磷的去除率作比较注：116号是老柱子，1724号是新柱子从上图可以看出7天的磷的去除率比在湿地中停留1天的对磷的去除率要高，及停留7天比停留1天处理效果要好。其中只有8号柱子的停留1天的对磷的去除率高于停留7天的去除率。综上所述，湿地对磷的去除效果不仅与在湿地中停留的时间有关，还有柱子的填料也会影响湿地的处理效果。14号

17、：土和有机质 1天的平均去除率为87.36%；7天平均去除率为93.22%58号：蛭石和有机质 1天平均去除率为64.55%；7天平均去除率为65.7%912号：砂和有机质 1天平均去除率为44.3%；7天平均去除率为61.08%1316号：砂和蛭石、有机质 1天平均去除率为58.43%；7天平均去除率为67.67%1720号：（从下到上）公分石、腐殖土、土壤、公分石 1天平均去除率为63.65%；7天平均去除率为67.87%2124号：（从下到上）公分石、腐殖土、细沙、粗砂 1天平均去除率为63.65%；7天平均去除率为69.39%物质对污水的处理效果一次为：土细沙、粗砂公分石、土壤砂、蛭石

18、蛭石砂。从上面的数值可以得到7天的去除率都比1天的去除率高，说明停留时间越长处理效果越好。（2） 湿地对氮的处理效果标准曲线的数据表22氮的标准曲线标准曲线00.10.30.50.7135710220nm0.1150.120.1240.1860.2230.2520.4220.6620.8371.041275nm0.0050.00700.0080.010.0040.0130.0070.0010.006校正吸光度0.1050.1060.1240.170.2030.2440.3960.6480.8351.029含n量0135710305070100标准曲线的图如下所示图21氮的标准曲线1、 在湿地中

19、停留一天（对污水处理一天）的处理效果表22停留1天的含氮量和去除率编号1号柱2号柱3号柱4号柱5号柱6号柱7号柱8号柱1天的总氮7.5685.3755.8579.3344.4073.7155.3955.4451天的去除率（%）54.7967.8965.0244.2570.7875.3664.2263.89编号9号柱10号柱11号柱12号柱13号柱14号柱15号柱16号柱1天的总氮10.0899.98110.7818.6071.7922.3272.9692.1131天的去除率（%）33.134.4128.5142.9389.386.182.2787.38编号新1号新2号新3号新4号新5号新6号新

20、7号新8号1天的总氮7.5349.68.7229.96110.7368.61911.2527.5341天的去除率（%）61.0247.3353.1544.9439.8153.8336.3918.93（1） 在湿地停留1天后的氮的含量如下图所示：图22停留1天后的氮的含量注：116号是老柱子，1724号是新柱子从上图可得总氮的含量都在14mg/l以下，对氮都有一定的处理效果。1316号柱子的含氮量较低，新的八个柱子含氮量较高以外，其他的柱子含氮量都差不多，变化不大。综上所述可得经处理后的水中氮的含量低于原来的浓度15mg/l,且从图中可得含氮量都小于15mg/l,只有一个柱子是低于2mg/l的，

21、其他23个都是高于2mg/l，超过了五类水的标准，因此达不到预想的处理效果，类水的含磷量是1.5mg/l，处理效果都未达到四类水标准，只有一个柱子的含氮量达到五类水的标准，其他都达不到五类水的标准。所以湿地对氮的处理效果没有达到预想结果。不同柱子对氮的去除效果在去除率的图下详细分析。（2） 在湿地停留1天后的氮的去除率如下图所示：图23停留1天后的氮的去除率注：116号是老柱子，1724号是新柱子从上图可以看出912号的去除率较低，新柱子中后四个柱子（2124号柱子）的去除率较低以外，说明去除效果不怎么号，相对其他柱子而言去除效果比较差；其他柱子的去除率都相对比较高，说明去除效果比较好。14号

22、：土和有机质 1天的平均去除率为57.99%58号：蛭石和有机质 1天平均去除率为68.56%912号：砂和有机质 1天平均去除率为34.74%1316号：砂和蛭石、有机质 1天平均去除率为86.26%1720号：（从下到上）公分石、腐殖土、土壤、公分石 平均去除率为51.61%2124号：（从下到上）公分石、腐殖土、细沙、粗砂 平均去除率为37.24%从分析数据可得砂和蛭石填料的柱子对氮的去除率最高，砂和有机质填料的柱子的对氮的去除率较低。从上可知不同填料的柱子对氮的处理效果依次为：砂和蛭石蛭石土土和公分石细沙和粗砂砂。2、在湿地中停留一天（对污水处理一天）的处理效果表23停留7天的含氮量和

23、去除率编号1号柱2号柱3号柱4号柱5号柱6号柱7号柱8号柱7天的总氮8.1575.2697.9436.2312.733.022.432.687天的去除率（%）51.2868.5352.5662.7881.9179.9583.8882.24编号9号柱10号柱11号柱12号柱13号柱14号柱15号柱16号柱7天的总氮6.7310.048.718.261.8992.0591.7922.0597天的去除率（%）55.3833.4242.2745.2288.6687.789.387.7编号新1号新2号新3号新4号新5号新6号新7号新8号7天的总氮4.6437.8449.3938.8258.9288.36

24、4.07510.6847天的去除率（%）80.1958.9748.7152.4751.7955.5583.9540.15（1） 停留7天的含氮量如下图所示：图24停留7天的含氮量注：116号是老柱子，1724号是新柱子从上图可得58号柱子和1316号柱子的含氮量较少，其他柱子的含氮量几乎相差不大。含氮量都低于15mg/l,说明湿地对氮具有处理效果。综上所述可得经处理后的水中氮的含量低于原来的浓度15mg/l,且从图中可得含氮量都小于15mg/l,只有三个柱子是低于2mg/l的，其他21个都是高于2mg/l，超过了五类水的标准，因此达不到预想的处理效果，类水的含磷量是1.5mg/l，处理效果都未

25、达到四类水标准，只有三个柱子的含氮量达到五类水的标准，其他都达不到五类水的标准。所以湿地对氮的处理效果没有达到预想结果。去除效果在去除率中详细分析。（2） 停留7天的对氮的去除率如下图所示：图25停留7天的对氮的去除率注：116号是老柱子，1724号是新柱子从上图可以看出912号和14号的去除率较低，新柱子中后8个柱子（1824号柱子）的去除率较低以外，说明去除效果不怎么号，相对其他柱子而言去除效果比较差；其他柱子的去除率都相对比较高，说明去除效果比较好。14号：土和有机质 7天的平均去除率为58.79%58号：蛭石和有机质 7天平均去除率为82.00%912号：砂和有机质 7天平均去除率为4

26、4.08%1316号：砂和蛭石、有机质 7天平均去除率为88.34%1720号：（从下到上）公分石、腐殖土、土壤、公分石 平均去除率为60.09%2124号：（从下到上）公分石、腐殖土、细沙、粗砂 平均去除率为57.86%从分析数据可得砂和蛭石填料的柱子对氮的去除率最高，砂和有机质填料的柱子的对氮的去除率较低。从上可知不同填料的柱子对氮的处理效果依次为：砂和蛭石蛭石土和公分石土细沙和粗砂砂。3、 停留一天和七天的作比较（1） 停留一天和停留七天的含氮量作比较图26停留一天和停留七天的含氮量注：116号是老柱子，1724号是新柱子。从上图可以看出一天的含氮量几乎都高于7天的含氮量，说明7天的处理

27、效果比停留一天的处理效果好。（2） 停留1天和7天的去除率作比较图27停留1天和7天的氮的去除率从上图可得大体上停留7天的处理效果比停留1天的处理效果好。其中有的柱子停留1天和7天的处理效果有相同的，但总体平均具体数据分析如下：4号：土和有机质 1天的平均去除率为57.99%；7天的平均去除率为58.79%58号：蛭石和有机质 1天平均去除率为68.56%；7天平均去除率为82.00%912号：砂和有机质 1天平均去除率为34.74%；7天平均去除率为44.08%1316号：砂和蛭石、有机质 1天平均去除率为86.26%；7天平均去除率为88.34%1720号：（从下到上）公分石、腐殖土、土壤

28、、公分石 1天的平均去除率为51.61%；7天的平均去除率为60.09%2124号：（从下到上）公分石、腐殖土、细沙、粗砂 1天的平均去除率为37.24%；7天的平均去除率为57.86%综上所述可以得到不同的填料对氮的处理效果依次为：砂和蛭石蛭石土土和公分石细沙和粗砂砂。7天的处理效果比1天的好，说明时间长则处理效果就好一些。（3） 湿地的对氮的去除率和对磷的去除率作比较1、停留1天的对氮的去除率和对磷的去除率作比较表31停留1天的对氮的去除率和对磷的去除率作比较编号1号柱2号柱3号柱4号柱5号柱6号柱7号柱8号柱1天的磷的去除率%90.0279.6587.3692.4260.860.866.

29、570.11天的氮去除率（%）54.7967.8965.0244.2570.7875.3664.2263.89编号9号柱10号柱11号柱12号柱13号柱14号柱15号柱16号柱1天的磷的去除率%59.932.342.542.554.157.370.8751.441天的氮去除率（%）33.134.4128.5142.9389.386.182.2787.38编号新1号新2号新3号新4号新5号新6号新7号新8号1天的磷的去除率%64.863.2757.1469.3967.8669.3960.257.141天的氮去除率（%）61.0247.3353.1544.9439.8153.8336.3918.9

30、3图31停留1天的磷的去除率和氮的去除率注：116号是老柱子，1724号是新柱子从上图可以看出5、6、13、14、15、16号的柱子对氮的去除率高于对磷的去除率，其他柱子的处理效果是对磷的处理效果比处对氮的处理效果好。每一类柱子的平均处理效果如下表32。表32每类柱子的处理1天平均处理效果作比较14号柱子58号柱子912号柱子1316号柱子新的14号柱子新的58号柱子磷的平均去除率87.36%64.55%44.3%58.43%63.56%63.56%氮的平均去除率57.99%68.56%34.74%86.26%51.61%37.24%从上面的表格可以得到14号柱子、912号柱子、新的14号柱子

31、、新的58号柱子对氮的去除率低于对磷的去除率；58号柱子、1316号柱子对磷的去除率低于对氮的去除率。即土、砂、公分石和土壤、公分石和细沙及粗砂对氮的去除率低于对磷的去除率；蛭石、砂和蛭石对磷的去除率低于对氮的去除率。2、停留7天的对氮的去除率和对磷的去除率作比较表33停留7天的对氮的去除率和对磷的去除率作比较编号1号柱2号柱3号柱4号柱5号柱6号柱7号柱8号柱7天的磷的去除率%93.2295.6189.2294.8162.468.968.463.17天的氮去除率（%）51.2868.5352.5662.7881.9179.9583.8882.24编号9号柱10号柱11号柱12号柱13号柱14

32、号柱15号柱16号柱7天的磷的去除率%62.463.653.664.364.4866.8774.0665.287天的氮去除率（%）55.3833.4242.2745.2288.6687.789.387.7编号新1号新2号新3号新4号新5号新6号新7号新8号7天的磷的去除率%63.3972.4561.7373.9870.9272.4570.9263.277天的氮去除率（%）80.1958.9748.7152.4751.7955.5583.9540.15图32停留7天的磷的去除率和氮的去除率注：116号是老柱子，1724号是新柱子从上图可以知道5、6、7、8、13、14、15、16、23号柱子的对

33、氮的去除率高于对磷的去除率，其他柱子的对磷的去除率高于对氮的去除率。每一类柱子的平均处理效果如下表34。表34每类柱子的处理7天平均处理效果作比较14号柱子58号柱子912号柱子1316号柱子新的14号柱子新的58号柱子磷的平均去除率93.22%65.7%61.08%67.67%67.87%69.39%氮的平均去除率58.79%82.00%44.08%88.34%60.09%57.86%从上面的表格可以得到14号柱子、912号柱子、新的14号柱子、新的58号柱子对氮的去除率低于对磷的去除率；58号柱子、1316号柱子对磷的去除率低于对氮的去除率。即土、砂、公分石和土壤、公分石和细沙及粗砂对氮的去除率低于对磷的去除率；蛭石、砂和蛭石对磷的去除率低于对氮的去除率。3、 总的对氮和对磷的去除率分析一天的和七天都是一样的结果，都是14号柱子、912号柱子、新的14号柱子、新的58号柱子对氮的去除率低于对磷的去除率；58号柱子、1316号柱子对磷的去除率低于对氮的去除率