处理生活污水的人工湿地系统构成及其优化配置研究进展

从生态学的角度阐述了人工湿地系统中植物、根际微生物和基质在净化生活污水中的作用方式,探讨了湿地植物的关联性、根际微生物的互动性、基质的承载性及其相互关系和系统优化配置,展望了利用湿地植物、根际微生物和基质的特性进行优化配置,以提高湿地生活污水处理能力的可能性。     

人工湿地污水净化效率与根际微生物群落多样性的相关性研究

微生物是人工湿地中净化污水最主要的因素之一.已有研究结果表明,植物根际微生物群落在有机污染物和氨氮等物质的降解过程中均发挥了重要的作用.本研究的目的是通过建立小型实验湿地系统,考察在不同植物组合条件下人工湿地系统的污染物去除效率与植物根际微生物群落功能多样性的相互关系.研究结果显示,旱伞草、美人蕉和芦苇组合系统的TN、TP和BOD,去除效率最高,而旱伞草和美人蕉组合系统的CODCr>净化效率最高.旱伞草、美人蕉、芦苇3种植物组合系统和旱伞草和美人蕉两种植物组合系统根际微生物群落功能多样性较高,利用碳源的能力较强;而单一旱伞草植物系统根际微生物群落功能多样性较小,利用碳源能力较差.实验结果表明,通过不同植物组合而成的湿地系统,可提高根际微生物群落功能多样性,从而提高人工湿地污染物净化的效率和稳定性.     

河北衡水湖湿地根际微生物的生态分布分析

研究了河北衡水湖湿地芦苇、长苞香蒲、水葱的根际与非根际土壤中,主要微生物类群的数量分布。结果表明,异养细菌是湿地土壤中的主要微生物。在三种植物的根际中,各类微生物的数量均比非根际中多,说明微生物的根际效应明显。植物的根际效应对微生物影响的程度为,异养细菌硝酸细菌亚硝酸细菌好氧性纤维素分解菌反硝化细菌放线菌真菌。     

生活污水对土壤及湿地植物根际细菌群落的影响

为探究生活污水对土壤及湿地植物根际细菌群落丰富度和多样性的影响,选择芦苇、水葱、千屈菜、扁秆藨草和长苞香蒲5种湿地植物单独种植,利用PCR-DGGE技术,分别测定试验土壤ck1、浇灌污水的土壤ck2、浇灌自来水的湿地植物ck和污水处理湿地植物根际的细菌群落。结果表明:污水处理植物根区土壤细菌种群丰富度和多样性指数最高,其次是污水浇灌的土壤ck2和自来水浇灌的植物ck,试验土壤ck1的最低。试验测定的优势细菌如下:ck1有根瘤菌属(Rhizobium)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas);ck2有鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、根瘤菌属(Rhizobium)、节杆菌属(Arthrobacter)和赤杆菌属(Erythrobacter);ck有黄杆菌属(Flavobacterium)和节杆菌属(Arthrobacter);污水处理植物根区有节杆菌属(Arthrobacter)、梭菌属(Clostridium)、硫酸盐还原细菌(Sulfate-reducing bacterium)、牦牛瘤胃菌(Proteiniclasticum)和黄杆菌属(Flavobacterium)。综上认为,污水浇灌的土壤ck2和污水处理5种湿地植物根际细菌群落多样性均高于自来水浇灌植物ck和试验土壤ck1,湿地植物根际细菌群落随植物种类不同差异较大,其中污水处理千屈菜根区细菌种群丰富度最高,其次是水葱、芦苇和长苞香蒲扁,扁秆藨草根区细菌种群丰富度最低。浇灌污水和种植湿地植物均明显改变了土壤中的细菌群落结构和多样性,污水对土壤细菌群落多样性的影响作用高于植物。     

人工湿地运行的影响因素分析

人工湿地处理污水技术已广泛应用,文章分析了人工湿地的构成成分因素--包括基质、湿地植物和湿地微生物,水力负荷因素--进水水质、水力负荷和水力停留时间,以及环境因素--温度、pH值和光照,对人工湿地运行效果,包括污水净化效果、污水处理量和湿地可持续运行的影响,指出应因时因地制宜,合理选择、搭配和设计湿地植物和基质,以保障人工湿地持续高效运行。     

人工湿地植物的作用与影响因素

人工湿地污水系统由于其高效、易管理和低运行费用等特点而被用于生活和工业污水处理。湿地植物在人工湿地中起着重要的作用,不但可以直接摄取和利用污水中的营养物质、富集污水中的重金属等有毒有害物质,而且还能输送氧气到根区,提供根区微生物生长、繁殖和降解过程对氧的需求。阐述了植物在湿地系统中的重要作用,分析了湿地植物在人工湿地处理污水起作用的影响因素。     

影响人工湿地污水净化效果的因素综述

人工湿地作为一种污水净化技术,不但能够对污水进行有效的深度处理,而且成本较低、管理也相对简单,在污水净化方面有很好的应用前景。从湿地植物、湿地微生物和人工湿地设计参数等3个方面对影响人工湿地污水净化的效果进行了综述。不同种类湿地植物的根系泌氧能力、根系分泌物种类和所产生的化感物质的种类、数量及功能均不同,因此对污水净化能力亦不同;湿地微生物能有效降解污水中有机大分子物质和氮磷等污染物,但其多样性和丰度受基质结构、不同植物组合和碳源等多种因素的影响;湿地构型、进水浓度、水力负荷和水力停留时间等基础设计参数在一定程度上决定了湿地系统的净化能力。此外,还展望了人工湿地污水净化技术需要进一步研究的内容,以期提高人工湿地净化畜牧业污水的技术经济效果。     

应用人工湿地技术处理城镇生活污水工艺设计研究

［目的］介绍应用人工湿地技术处理500人居住的小城镇的生活污水的工艺设计。［方法］包括人工湿地的面积、基质和植物等的设计。设计中湿地的长度为34.3 m,宽为26.6 m。将页岩和粗砾石的组合填料作为湿地的基质,湿地植物为1/3芦苇和2/3茭草组合植物系统。［结果］该设计工程造价总费用为10.305万元,为传统工艺的10%-50%。［结论］与其他直接利用人工湿地去除污水的工艺相比,该设计利用厌氧池对预处理的污水进行二级处理,使较低浓度的废水流进人工湿地,最后经处理后的废水可用于农田灌溉,实现了废水的回收再利用。     

人工湿地基质和植物中重金属的分布规律研究

为了探索人工湿地植物和基质中重金属的分布规律,选择西安市皂河人工湿地示范基地为研究区域,通过测定该湿地水、基质和植物中Cr和Cu的浓度,对该湿地中Cr和Cu的分布特征、转移富集特性以及重金属含量的相关性进行分析。结果表明:(1)芦苇和香蒲各部位中Cr浓度表现为根>茎>叶,而Cu浓度则表现为根>叶>茎,但都比其根际基质中的浓度小得多;(2)芦苇和香蒲中Cr和Cu的迁移指数差距较小,表明植物的种类不是影响TF的主要因素;植物中Cu的生物富集系数都大于Cr,说明基质中的Cu更易被植物的根吸收;(3)水样和基质中的Cr浓度、植物叶和水样中Cu浓度呈正相关,植物茎与基质之间Cr和Cu浓度均呈正相关,表明基质中Cr和Cu浓度会影响植物茎中Cr和Cu浓度,植物茎和叶之间Cr和Cu浓度呈正相关,表明植物内部Cr和Cu易于由茎向叶的转移。     

人工湿地基质和植物中重金属的分布规律研究

为了探索人工湿地植物和基质中重金属的分布规律,选择西安市皂河人工湿地示范基地为研究区域,通过测定该湿地水、基质和植物中Cr和Cu的浓度,对该湿地中Cr和Cu的分布特征、转移富集特性以及重金属含量的相关性进行分析。结果表明:(1)芦苇和香蒲各部位中Cr浓度表现为根>茎>叶,而Cu浓度则表现为根>叶>茎,但都比其根际基质中的浓度小得多;(2)芦苇和香蒲中Cr和Cu的迁移指数差距较小,表明植物的种类不是影响TF的主要因素;植物中Cu的生物富集系数都大于Cr,说明基质中的Cu更易被植物的根吸收;(3)水样和基质中的Cr浓度、植物叶和水样中Cu浓度呈正相关,植物茎与基质之间Cr和Cu浓度均呈正相关,表明基质中Cr和Cu浓度会影响植物茎中Cr和Cu浓度,植物茎和叶之间Cr和Cu浓度呈正相关,表明植物内部Cr和Cu易于由茎向叶的转移。     

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。     

三种人工湿地植物对城镇生活污水的处理

利用人工湿地处理技术探讨城镇生活污水治理与利用,研究菖蒲、美人蕉、麦冬3种植物在水力停留时间分别为1、3、5、7 d时对城镇生活污水的净化效果。结果表明,3种植物中美人蕉的处理效果最好,麦冬较差。在水力停留时间为7 d、密度为10株/m2时美人蕉对BOD5、CODcr、TP和TN的去除率分别为92.3%、88.2%、94.9%、94.6%。人工湿地生态系统适合以生活污水为主的城镇污水处理。     

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。     

间种式植物人工湿地对校园生活污水净化的效果研究

[目的]研究人工湿地景观设计效果及不同人工湿地植物对生活污水的处理效果.[方法]选择美人蕉＋菖蒲＋野菱＋轮叶黑藻构成人工湿地植物组合,测定该组合对试验水样NH3-N、CODCr、TP的去除率.[结果]组合植物对NH3-N的削弱作用最为显著,其次是CODCr、TP.水力停留时间3d对NH3-N、CODCr、TP的去除率分别为：50.25％～ 99.40％、37.10％～72.83％、-28.48％ ～91.81％;最高去除率分别为99.40％、72.83％、91.81％.第一周期到第四周期NH3-N、CODCr、TP的去除效率曲线表明：曲线的斜率呈现出增加趋势.[结论]该研究可为复合人工湿地植物群落对生活污水的去除效果提供重要的运行参数和技术支持.     

人工湿地构建及其在奶牛场污水处理中的应用

介绍了福建省南平市大横奶牛场构建复合型人工湿地处理污水的工艺流程,分析了复合型人工湿地各阶段对污染物的去除情况。结果表明,通过复合型人工湿地处理,污水的N、P、BOD、COD、SS去除效果显著;同时,通过人工湿地植物的选择栽种,解决奶牛青饲料,降低奶牛场的经营成本,达到养分的循环利用和去污目的。     

复合人工湿地对新农村生活污水的净化效果

[目的]研究复合人工湿地对新农村生活污水的净化效果。[方法]通过建设复合垂直流-水平潜流人工湿地系统,研究其对接收新农村生活污水及雨污的池塘废水的净化效果。[结果]在春、夏、秋三季,复合人工湿地系统对废水均有较好的去除效果,且去除效果稳定。在整个运行期内,复合人工湿地系统对CODCr、TP、TN、NH4+-N的平均去除率分别达到64.71%、64.81%、40.21%、54.26%以上,且出水平均浓度均达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类水质标准。复合人工湿地系统的二级湿地单元出水水质明显优于一级湿地单元,但第一级的处理效果高于第二级。[结论]该研究可为新农村生活污水治理提供参考依据。     

贵州喀斯特地区人工湿地应用存在的问题与解决对策

人工湿地是近几十年来发展起来的一种新型的污水生态处理技术,近年来在有条件的地方得到了推广应用。为改善贵州省居民饮用水水质,贵州省政府实施了乡村清洁工程——利用人工湿地技术处理农村生活污水。结合农村生活污水及贵州省喀斯特地质的特点,介绍了人工湿地在贵州省农村污水处理系统中的应用,并分析了人工湿地在贵州省处理农村生活污水中存在的问题,针对这些问题提出了相应的解决措施。     

模拟人工湿地系统净化生活污水研究

以无植物、沸石和石灰石1：1体积混合为基质的模拟人工湿地系统为对照,研究了美人蕉与富贵竹在不同种植方式及3组反应停留时间下对生活污水中污染物的净化效果。结果表明,不同类型湿地在72h停留时间下具有更好的脱氮除磷效果,而COD的去除效果则在48h停留时间下较为稳定,24h停留时间下各个湿地的处理效果均不理想。不同植物对脱氮除磷的效果差异较大,但各个湿地的COD去除效率在相同停留时间下差别不大。关人蕉湿地的脱氮除磷效率在3个停留时间下均优于其他湿地。美人蕉和富瓷竹混合种植体系对生活污水的净化效果与美人蕉单一种植体系差异不明显,美人蕉湿地表现出更稳定的处理效果。     

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%。