1. 研究目的与意义（文献综述）

随着我国经济的快速发展，水污染问题日益突出，水处理技术已成为事关经济发展和环境保护的重要举措。人工湿地作为一种低投资、低能耗、低处理成本和具有氮磷去除功能的污水生态处理技术已逐渐被世界各国所接受。人工湿地最早应用于西德，并在西方国家开始了大规模的应用；至今，人工湿地污水处理系统已经遍布世界各地，在亚洲、非洲等欠发达的地区也得到了广泛的应用。根据人工湿地系统中水流方式的不同，人工湿地可分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地。其中，垂直潜流人工湿地具有良好的去污效果，其中水的流态分为下流式和上流式，最常见的是下流式垂直流人工湿地，它主要引导水流沿垂直方向流动，所携带的氧气量能够满足填料床的需要，具有较强的富氧能力和杂质去除能力，对有机物和氨氮有较好的去除效果。同时，在处理重金属废水时也有一定的效果。

基质是人工湿地的重要组成部分，这是由于基质可以提供合适的植物生长环境，湿地净化过程的大部分物理、化学和生物反应都在基质中进行。人工湿地基质在为植物和微生物提供营养的同时，还通过吸附、沉淀、过滤等作用直接去除污染物。长久以来，多数传统基质由于其固定化、低效率、易损耗等缺点严重影响了人工湿地的寿命，因此新型高效改性、适应性强且廉价的材料被广泛应用于湿地水处理领域。张翔凌等在前期研究中发现，利用6种不同类型的金属化合物两两组合在碱性条件下采用水热—共沉淀法生成层状双金属氢氧化物对无烟煤进行改性后，其对化学需氧量、总磷、氨态氮的净化效果显著提升。

层状双金属氢氧化物简称ldhs，其最基本的结构特征就是“层状”。随着科技的进步，人们逐渐对ldhs有了更深入的了解，在其层状结构中人们发现层间有很多带负电荷的阴离子，而正是这些阴离子在层间的柱撑及交换作用使ldhs材料具备了很多独特的性质及功能。基于ldhs独特的层状结构及优良的阴离子交换功能，其在离子交换、水处理、吸附等方面发挥了重要作用。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

（1） 常用垂直流人工湿地基质的筛选及基质物化特性分析

基质的选择关系着人工湿地的净化能力和使用寿命。常见的人工湿地基质包括砾石、沙粒、土壤等常见的自然材料。近年来，为提高基质在人工湿地中的处理效果，一些工业副产品如粉煤灰、沸石、陶瓷等也常作为人工湿地基质应用。人工湿地中通常选择孔隙率、比表面积较大且含水率较高的基质，因为孔隙率大的基质储水性能较好，湿地运行期间基质基本被水浸没，缺氧条件下有利于反硝化细菌脱氮作用；同样较大的比表面积有利于氧气流通，可以为附着在基质表面的硝化细菌提供充足的氧气进行硝化作用。很多相关文献报道，人工湿地中磷的去除与基质的物理化学性质相关性最大，主要是由于磷酸盐可以与基质中的金属离子进行反应生成沉淀，而得以去除。本实验拟采用不同人工湿地基质开展改性实验，并分别利用场发射扫描电子显微镜和x荧光光谱仪对改性前后的基质进行物理结构和化学组成成分的分析。

3. 研究计划与安排

第1-2周：毕业实习、实习报告编制。

第3周：完成开题报告，进行调研及文献资料的收集，确定实验方案。

第4周：购买实验药剂、原材料，熟练实验方法。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 周贤波,王俭.人工湿地技术研究进展[j].安徽化工,2017,43(06):18-21.

[2] 张翔凌,郭露,陈俊杰,刘小婷,徐璐,陈巧珍,王晓晓.不同类型ldhs对垂直流人工湿地无烟煤基质的覆膜改性及其脱氮效果研究[j].环境科学,2014,35(08):3012-3017.

[3] 高志勇,谢恒星,王志平,刘史力.人工湿地处理废水中的植物和基质选择[j].渭南师范学院学报,2017,32(08):62-67.