潜流式人工湿地在暴雨径流污染控制中应用

采用潜流式人工湿地系统对其在处理、控制暴雨径流污染问题进行了模拟研究,实验中人工模拟暴雨径流污染物浓度平均为CODcr291.23mg·L-1、TN26.08mg·L-1、TP1.38mg·L-1。实验结果表明,菖蒲-沸石湿地系统有较好的综合净化能力,去除率平均为CODcr87.13%、TN97.33%、TP77.29%。     

多级表面流人工湿地技术净化公园景观用水研究

采用多级表面流人工湿地技术净化公园景观水体,并监测其对污染物的处理效果。结果表明:多级表面流人工湿地对公园景观水体具有一定的净化能力,对化学需氧量(COD)平均去除率为43.64%,对总氮(TN)的去除率位于15%~35%之间,总磷(TP)的平均去除率为28.8%,能明显降低水体的浊度。湿地系统对COD、TN的去除率随着温度的升高而逐渐增大,对TP的去除影响不大。多级表面流人工湿地技术在景观水体的净化中具有广阔的前景。     

不同类型人工湿地处理富营养化水体的试验研究

【目的】针对富营养化水质,在同等条件下分别对表面流、潜流、垂直流3种人工湿地的净化作用进行对比,探索不同湿地类型应用于富营养化水体处理效率之间的差异。【方法】采用原位观测和室内化验的方法测定了人工湿地不同季节水质状况(TN、NH_4~+-N、TP、高锰酸钾指数、BOD_5和COD_(Cr)),研究了不同类型人工湿地对富营养化水体的净化作用。【结果】不同类型的人工湿地对水体的营养成分净化效果存在较大的差异,虽然具体的净化效果不尽相同,但3种类型的湿地对TN、NH_4~+-N、TP、高锰酸钾指数、BOD_5和COD_(Cr)去除率均体现出明显的季节变化特点,均呈倒"V"形的变化趋势,并在夏季达到最大水平的去除率,同样的月份,垂直流对水质各指标的去除效果最佳,其次是潜流、表面流,其中对BOD_5和COD_(Cr)的去除效果相对更佳,不同类型人工湿地对NH_4~+-N、TN的去除率在0.05的显著性水平下存在明显的差异,对高锰酸钾指数净化效果相差不大;垂直流和表面流对BOD_5和COD_(Cr)去除率差异并不显著。与潜流和表面流湿地相比,垂直流湿地植被N含量、P含量、N积累量和P积累量均为最高,而潜流和表面流差异不大。通过相关性分析发现,就这3种不同类型的人工湿地而言,其对NH_4~+-N、TN、TP的去除率分别与湿地植物N、P含量及累计量存在显著相关性,以此达到去除水质中N、P等元素的目的。【结论】垂直流人工湿地对富营养化水体的净化效果更佳。     

波形潜流人工湿地在贵阳农村的应用研究

[目的]探讨波形潜流人工湿地在贵阳农村的应用效果,为农村生活污水治理提供参考.[方法]设计7格波形潜流人工湿地,选用当地易得的废弃土砖、碎石、煤渣和沙土作填料处理农村生活污水,收集的农村生活污水经过收集管网首先进入厌氧池后通入波形潜流人工湿地,采样分析化学耗氟量(CODcr)、总氦(TN)和总磷(TP)等水样指标.[结果]CODcr、TN、TP的出水平均浓度为39.00、3.70、0.22 mg/L,平均去除率分别为83.00%、75.00%、91.00%.出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级排放标准,对P有很好的去除效果.[结论]波形潜流人工湿地工艺简单、无需动力消耗、管理容易,是农村地区生活污水处理的一种有效处理方式.     

人工湿地对城市降雨径流污染物的削减效应

根据四川省成都市降雨径流的水质和水量特征,采用新型折流式人工湿地对其进行降雨径流净化研究。对人工湿地不同运行阶段模拟降雨径流的净化效果进行对比,分析CODCr、BOD5、SS、TN、TP、NH_4~+-N在湿地系统中的沿程变化,探讨人工湿地削减城市降雨径流污染效应。结果表明:各污染物在人工湿地中的削减效应大小依次为SSCODCrBOD5NH_4~+-NTNTP,其中对SS的削减效应显著高于对其他污染物的削减效应(P0.05),对TP的削减效应最弱(P0.05);人工湿地对CODCr、BOD5、SS、TN、TP、NH_4~+-N的削减效应在1—7月呈逐渐增加趋势,局部有所波动,9月达到最大值,9月以后削减效应趋于平稳;除了TN外,折流式人工湿地系统出水各污染物均达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类质量标准,其中TN达Ⅳ类标准。降雨径流各污染物主要在人工湿地的第1格被去除,其中,CODCr、BOD5、SS、TN、NH_4~+-N均有一半以上的削减效应发生在第1格,随着人工湿地沿程进水浓度的增加,其削减效应逐渐下降。相关性分析表明,各降雨径流各污染物之间存在一定的相关性,而TP与各污染物指标之间没有相关性(P0.05)。本研究表明,折流式人工湿地系统对城市降雨径流的净化效果显著,并且该湿地系统具有较强抗冲击负荷能力,可用于城市降雨径流污染的控制和雨水利用。     

不同类型人工湿地对生活污水的净化效果

分别研究垂直流、水平流和沟渠型人工湿地对生活污水中总氮(TN)、总磷(TP)、氨态氮(NH_4~+-N)、生物耗氧量(BOD5)、化学耗氧量(CODCr)的去除效果。结果表明:不同类型人工湿地对生活污水中各种污染物的净化效果存在一定的差异,对污水去除率均呈倒"V"形变化规律,不同时间的去除率排序基本表现为反弹期稳定期恢复期启动期;综合比较可知,不同类型人工湿地均能有效促进水质的净化,其中垂直流人工湿地对污水中TP、BOD5、CODCr的去除率较大,水平流人工湿地对污水中TN、NH_4~+-N的去除率较大;从出水水质稳定性来看,垂直流人工湿地出水各项指标较稳定,水平流、沟渠型较差,说明不同类型人工湿地对污染物的去除效果和机制不同;不同类型人工湿地植被地上、地下生物量所占的比例各不相同,地上部生物量、氮、磷含量均高于地下部,并且地上地下生物量比(A/U)均大于1,不同类型人工湿地植被地上和地下氮、磷累积量均呈"V"形变化规律,各时期积累量排序基本表现为反弹期稳定期恢复期启动期。相关性分析表明,不同类型人工湿地植被氮、磷积累量分别与生物量、氮含量、磷含量呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的线性关系,由此推测,可以通过生物量和植被氮、磷含量来评价湿地植被对氮、磷的去除作用。     

人工湿地不同植被净化水质效果与生理特性

通过模拟垂直流人工湿地污水系统,研究湿地植被鸢尾(Iris tectorum Maxim.)、菖蒲(Acorus calamus L.)、茭白(Zizania latifolia)和芦苇(Phragmites communis Trin.)对生活污水总氮(total N,简称TN)、总磷(total P,简称TP)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)、生物耗氧量(biochemical oxygen demand,简称BOD5)和化学耗氧量(chemical oxygen demand,简称CODCr)的去除效果。结果发现,人工湿地4种植被对各种污染物的净化效果存在一定的差异,净化效果基本表现为鸢尾和芦苇高于菖蒲和茭白;人工湿地4种植被对氮素的去除效果较好,对TP的去除效果较差,说明4种湿地植被对生活污水中氮素的吸收效果较好;人工湿地4种植被地上部和地下部生物量、根系活力和基质酶活性均表现为鸢尾和芦苇高于茭白和菖蒲;4种植被地上部生物量均大于地下部生物量,就植株体内的N、P含量而言,地上部分N和P积累量高于地下部分;回归分析结果表明,人工湿地不同植被N、P积累量分别与生物量N、P含量呈显著的线性关系(P0.05),由此推测,通过生物量和植被N、P含量来评价湿地植被对N、P去除的作用;相关性分析结果表明,人工湿地植被对生活污水各指标的去除率与植被自身生理特性密切相关,从相关系数来看,人工湿地植被对生活污水各指标的去除率与其根系活力和基质酶活性密切相关;除此之外,人工湿地植被对TN的去除与自身体内氮素密切相关,对TP的去除与自身体内磷素密切相关。     

弯囊苔草(Carex dispalata)对生活污水的净化效果

通过水培试验,研究了弯囊苔草在不同浓度生活污水中的生长特性及对生活污水TN、NH3-N、TP、CODcr的去除效果.结果表明,弯囊苔草在中浓度污水中生长最好,其生物量显著高于低浓度(p＜0.05),略高于高浓度(p＞0.05).弯囊苔草对3种浓度生活污水中TN、NH3-N、TP、CODcr的净化效果均显著高于对照(p＜0.05).在低、中、高3种生活污水中,对TN的去除率分别为87.04%、88.84%和68.87%;对NH3-N的去除率分别为96.70%、98.81%和96.68%;对TP的去除率分别为94.48%、96.98%和96.75%;对CODcr的去除率分别为63.20%、83.80%和82.33%.弯囊苔草对高、中浓度污水中NH3-N、TP、CODcr的净化效率显著高于低浓度(p＜0.05),其中对NH3-N和TP的去除率均超过95%;对中、低浓度生活污水中TN的去除率显著高于高浓度(p＜0.05).除生活污水中的NH3-N外,TN、TP、CODcr的去除速率在试验初期较快.试验表明弯囊苔草对生活污水具有较好的净化能力,可以作为水体生态修复工程中的修复植物.     

不同季节部分鸢尾属植物对富营养化水体的净化研究

【目的】比较部分鸢尾属观赏植物对夏季及冬季不同浓度富营养化水体的净化能力。【方法】通过温室静态水培实验和人工湿地动态流水实验研究了花菖蒲(Iris ensata var.hortensis)、黄菖蒲(I.pseudacorus)、路易斯安那鸢尾(Louisiana iris)、红籽鸢尾(I.foetidissima)、鸢尾(I.tectorum)和蝴蝶花(I.japonica)6种鸢尾属观赏植物对夏季不同浓度富营养化水体以及路易斯安那鸢尾(Louisiana iris)、红籽鸢尾(I.foetidissima)、德国鸢尾(I.germanica)和蝴蝶花(I.japonica)4种常绿鸢尾属植物对冬季富营养化水体的净化效果。【结果】黄菖蒲、花菖蒲和路易斯安那鸢尾对夏季富营养化水体TN、TP的去除量与不同浓度富营养化水体TN、TP含量呈正相关,显著降低了水体TN、TP含量,另外,对降低水体COD含量也基本上具有一定促进作用。其中,供试植物中黄菖蒲对水体的净化效果最好,在高浓度富营养化水体中其对TN、TP的去除率分别高达95.5%和93.1%,因此最适合作为夏季水体净化材料;其次为花菖蒲和路易斯安那鸢尾;红籽鸢尾、鸢尾和蝴蝶花因在夏季富营养化水体中生长不良均不适宜于作为夏季富营养化水体净化。冬季供试鸢尾属植物中对水体TN、TP净化效果最佳的为路易斯安那鸢尾,其对TN净化效果显著(P0.05),种植20 d后水体TN含量为0.925 mg/L,去除率为92.1%,达国家Ⅲ类水质标准(TN≤1 mg/L),水体TP去除率达91.6%;红籽鸢尾、德国鸢尾和蝴蝶花对水体净化效果相对较弱。冬季人工湿地动态流水净化模拟试验研究也表明:路易斯安那鸢尾净化效果最好,其TN去除率为46.0%~67.8%,TP去除率为54.3%~67.9%;红籽鸢尾TN去除率为39.5%~55.9%,TP去除率为28.6%~52.5%。【结论】供试植物中黄菖蒲对夏季富营养化水体的净化效果最好,路易斯安那鸢尾对冬季富营养化水体净化效果最好。     

低负荷人工湿地对城市生活污水处理效果的研究

采用模拟湿地,研究低负荷人工湿地对城市生活污水中化学需氧量(重铬酸钾法测定,CODCr)、总氮(TN)、总磷(TP)、铵态氮(NH4 -N)和硝态氮(NO-x-N)的处理效果,探讨污染负荷对污染物去除效果的影响。结果表明:以黑麦草为湿地植物的人工湿地对城市生活污水有较好的净化效果,其对CODCr、TN、TP、NH4 -N和NOx--N的去除率分别为75.6%、93.2%、95.7%、96.2%和66.5%;污水中65.7%的CODCr、87.2%的TN和95.0%的TP在进水后1 d内被去除,其中基质的物理化学固定作用是污染物快速去除的重要因素;停留5 d以上时可去除湿地中硝化作用累积的少量NOx--N。在一定的污染负荷范围内,CODCr、TN、TP和NH 4-N的去除速率均与其污染负荷呈显著线性正相关。污染负荷是低负荷人工湿地中污染物去除的重要影响因素。     

集成型人工湿地系统处理北京郊区校园生活污水的中试

采用多级复合式人工湿地系统、地埋式一体化预处理系统、景观湿地系统的组合工艺对北京郊区校园生活污水进行中试试验研究。结果表明该系统具有较好的污染物去除效果：COD主要是在一体化预处理系统中被去除;而NH3-N、TN和TP主要是在人工湿地系统中被去除,出水平均COD、NH3-N、TN和TP浓度分别为45.58 mg/L、19.51 mg/L、31.9 mg/L和1.49 mg/L;景观湿地也起到了很好的深度处理作用,出水平均COD、NH3-N与TP浓度分别为13.33 mg/L、0.34 mg/L和0.53 mg/L。     

不同种植模式的人工湿地对生活污水的净化效果

以生长良好的凤眼莲和水鳖作为供试材料,探讨了由凤眼莲单植、水鳖单植和凤眼莲-水鳖混植等种植模式构建的人工湿地对生活污水中COD、SS、TN、TP的净化效果。结果表明:凤眼莲单植的湿地对污水中COD、TN的去除率最高,其次为凤眼莲-水鳖混植的湿地;而水鳖单植的湿地对污水TP的去除率最高,其次为凤眼莲-水鳖混植的湿地;凤眼莲和水鳖对污水中SS均有较好的去除效果;试验后期,因水鳖叶片的死亡,富集于植株叶片内的氮磷元素随死亡残体重新进入水体,导致水体中TP、TN含量升高。     

4种湿地植物对污水中氮磷的去除效能及其迁移规律

为探讨湿地植物对水体中氮、磷营养元素的去除效果,本试验选取了4种水生植物芦苇、香蒲、菖蒲和水葱作为试验材料,通过分别设置3个不同浓度梯度总氮、总磷的生活污水处理,分析不同植物对污水中总氮、总磷的吸收效果。结果表明:1）不同湿地模拟系统中,植物对总氮的吸收作用以植株地上部分为主。植物对污水中的总氮的累积量大小顺序依次为水葱、芦苇、香蒲、菖蒲。2）不同湿地模拟系统中,植物对总磷的吸收作用虽以根系为主,但受生物量的影响,各植株TP含量仍以地上部分居多。植物对总磷的累积量大小顺序依次为香蒲、菖蒲、芦苇、水葱。3）随着总氮、总磷的处理浓度的增高,污水中总氮、总磷的去除率随之增高,说明植物对氮、磷含量高的污水去除效果较好。4种湿地植物对生活污水中总氮的去除率范围为80.3%~93.6%,对总磷的去除率范围为75.7%~97.2%。     

人工湿地技术处理金华市孝顺镇污水研究

[目的]研究一种适合我国国情的低耗、高效、绿色的人工湿地生态修复技术,以更好地处理中小城镇污水,拓展人工湿地的绿色生态功能。[方法]采用模拟人工湿地系统,取浙江省金华市孝顺镇生活污水,在每轮湿地系统中水力停留7 d,考察进水水质及出水水质中总磷(TP)、总氮(TN)和化学需氧量(COD)的变化情况,进行湿地基质和植物的筛选。同时,对这几种基质和植物进行搭配组合,筛选出适合处理金华市孝顺镇污水的最佳组合,并进行景观设计研究。[结果]融合景观设计后的湿地系统TP去除率为71.23%,TN去除率为78.08%,COD去除率为71.70%,处理效果较好。[结论]结果表明,从上到下依次为碎石、石灰石、煤渣的基质搭配组合加上美人蕉+茭白的植物搭配组合,进行景观设计后,去污能力最优。     

生物电化学措施下潜流人工湿地反硝化性能的强化 及微生物学特征

通过两种类型共4组人工湿地装置的优化对比试验，分析电解强化潜流人工湿地（E-CW）在不同电压梯度下（0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 V）自养反硝化阶段的脱氮性能的变化及微生物群落结构特征，考察电解对湿地系统的影响。结果表明，在1.5 V电压条件下，虽然E-CW耦合系统的NH₄⁺-N去除率低于不加电解强化措施的CW湿地装置，但是E-CW系统的反硝化速率较高，使得TN去除率高，其中E-CW3的TN平均去除率为9.52%，显著高于CW1；E-CW4的TN平均去除率为45.66%，显著高于CW2。各湿地中共发现14个优势菌门和30个优势菌目，优势菌门中的变形菌门相对丰度最高并且在各湿地中均有分布，含有许多硝化细菌和反硝化细菌，对污染物的去除起重要作用；优势菌目中的红杆菌目（Rhodobacterales），鞘氨醇菌目（Chiti-nophagales），伯克氏菌目（Burkholderiales），懒杆菌目（Ignavibacteriales）， Saccharimonadales和厚壁菌门中的芽孢杆菌（Bacillus）在E-CW中的相对丰度显著高于CW，这6种细菌群属于反硝化菌，相对丰度越高，反硝化能力越强。适宜电解措施能够强化系统的自养反硝化作用，强化脱氮性能，并且也会增加群落中反硝化细菌的种类和数量，此试验的最佳外加电压为1.5 V。     

垂直潜流湿地对生活污水的净化效能研究

采取间歇式进水和垂直潜流湿地结合的方法处理实际生活污水,构建了4个人工湿地,即菖蒲湿地、芦苇湿地、混栽湿地（菖蒲和芦苇）及空白对照湿地,针对不同水力停留时间（HRT）及植物种属进行研究。结果表明：总氮（TN）和氨氮（NH4＋-N）的去除,种植植物的湿地以HRT为7d处理效果最好,TN和NH4＋-N去除率最高分别达到99.60%和99.58%。空白湿地中,TN去除率以HRT为6d和NH4＋-N去除率以HRT为5d为最好,最高分别达到87.90%、91.80%。对总磷（TP）的去除,4个湿地均以HRT为6d为最佳,去除率均高于93.00%。通过对不同植物的研究,发现植物床对氮的去除效果优于空白湿地,芦苇湿地和混栽湿地的处理效果均优于菖蒲湿地。     

垂直流-表面流复合人工湿地系统对污水的净化效果研究

[目的]研究垂直流-表面流复合人工湿地系统对污水的净化效果。[方法]采用表面流湿地与垂直流湿地组合成的复合人工湿地系统对污水进行处理,研究该系统在水力停留时间分别为48、24、12、6 h时对污水的净化效果。[结果]垂直流湿地对COD、BOD的去除率达52%以上,复合湿地系统对有机物的去除率随水力停留时间的增加而有所增加,对COD、BOD的去除率分别为62%~70%、60%~82%。表面流湿地在N的去除上起比较重要的作用,复合湿地系统对TN、NH4+-N的去除率分别为23.5%~46.4%、42.85%~80.38%。垂直流湿地对TP的去除效果明显好于表面流湿地,在不同配水条件下,复合湿地系统对TP的去除率达47.84~73.56%。[结论]垂直流-表面流复合人工湿地系统对污水的净化效果较好。     

农村生活污水处理的组合工艺试验研究

根据农村生活污水的特点,结合人工湿地工艺的优势,采用生物接触氧化与人工湿地相结合的组合工艺对农村生活污水进行了处理试验研究,并探讨了不同负荷对该工艺处理效果的影响。结果表明,组合工艺对农村生活污水具有良好的处理效果,工艺对主要指标CODCr、TN、TP的平均去除率分别达到72.9%、86.6%、89.1%,且进水负荷的变化对去除效率影响较小,出水水质能稳定达到国家一级排放标准。     

处理农村生活污水的生物接触氧化-人工湿地组合工艺

根据农村生活污水的特点,采用生物接触氧化与人工湿地相结合的技术,设计了农村生活污水处理工艺,探讨了不同负荷对该工艺处理效果的影响.工程运行实践表明,该工艺对农村生活污水具有良好的处理效果,其中CODCr的平均去除率达到72.9%,对总氮、总磷的平均去除率分别为86.6%、89.1%,出水水质能稳定达到国家一级排放标准.