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。     

复合人工湿地处理低浓度畜禽养殖废水的净化效果

为了解人工湿地对低浓度畜禽养殖废水的去除速度与净化效果,采用4级复合人工湿地以间歇进水的方式处理低浓度猪场废水,监测不同时期各级湿地进出水中TN、TP、NH_4~+-N、COD_(Cr)等污染物指标浓度的变化。结果表明,复合人工湿地进水中TN、TP、NH_4~+-N、CODCr年平均初始浓度分别为41.6、8.4、21.4、253.9 mg·L~(-1),去除率分别为94.66%、79.36%、91.04%、32.32%。其中1级湿地(芦苇-砾石垂直渗透流)对TN、TP和CODCr去除速度较快,分别为2.9、0.6、7.5 g·m~(-2)·d~(-1);2级湿地(芦苇-沸石垂直渗透流)对NH_4~+-N去除速度较快,为1.8 g·m~(-2)·d~(-1);3级湿地(芦苇-砾石水平潜流)和4级湿地(稻田水平表面流)对污染物的去除速度较低,对TN、TP、NH_4~+-N的去除速度均小于0.4 g·m~(-2)·d~(-1),对COD_(Cr)的去除速度小于2.3 g·m~(-2)·d~(-1)。污染物去除率受季节温度变化的影响较小。     

多介质膜生物反应器-复合人工湿地组合工艺处理农村生活污水中试试验

根据派河支流光明大堰河流域范围内产生的农村生活污水NH_3-N、COD含量超标的特点,以湿地技术为核心,设计了BA-MBR+复合人工湿地组合处理技术模型。模型经过调试运行,随着挂膜逐渐成熟后,对系统进出水质进行监测与分析。结果显示该系统对SS、COD_(Cr)、TN、NH_3-N、TP平均去除率分别达90%、55%、42%、75%、30%。该工艺采用多级曝气,增加溶解氧含量,对氨氮去除效果明显,提高脱氮效率。整套系统内部形成"好氧-厌氧"的环境,有效削减污染物含量,脱氮除磷效果较好。该工艺适用于处理农村生活污水,且工艺采用湿地净化技术,运行成本低,村镇融合效果好,环境、生态效益好,易于在农村地区推广。     

太阳能曝气强化人工湿地对养猪废水的净化效果

[目的]研究太阳能曝气强化人工湿地对养猪废水的净化效果。[方法]采用人工湿地工艺处理技术,研究"调节池→曝气沟→垂直流人工湿地"系统对养猪废水中氨氮(NH_3-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD_(Cr))的去除效果。[结果]太阳能曝气强化人工湿地系统对养猪废水中NH_3-N、TP、COD_(Cr)的去除效果较好,达到了预期目的。[结论]该工艺能使工程化处理养猪废水达到国家标准。     

3种湿地植物对养猪废水的净化效果

[目的]研究3种湿地植物对养猪废水的脱氮除磷效果。[方法]采用人工湿地工艺处理技术,研究水葫芦、芦苇、水花生对养猪废水中氨氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD_(Cr))的去除效果。[结果]水力停留时间(HRT)为20 d时,人工湿地对COD_(Cr)、NH_4~+-N、TP的去除效果较好,平均去除率分别达到85.5%、90.6%和82.2%,达到了预期目的。[结论]该工艺能使工程化处理养猪废水达到国家标准。     

改进型和传统型复合垂直流人工湿地的净化效果研究

通过构建传统型复合垂直流人工湿地系统(Integrated Vertical Flow Constructed Wetlands System:IVFCWS)和改进型复合垂直流人工湿地系统(Improved Integrated Vertical Flow Constructed Wetlands System:IIVFCWS),并在其中分别种植彩叶草-太阳草(Coleus blumei-Toninafluviatilis:CT)和美人蕉-大水剑(Canna indica-Acorus calamus:CA),以无植物人工湿地系统为对照,比较研究不同植物组合下两种构型的人工湿地系统对生活污水的净化效果.结果表明,IIVFCWS对COD_(Cr)、NH~+_4-N、TN的净化效果显著优于IVFCWS,而对TP的去除效果则是IVFCWS较IIVFCWS强.有植物的人工湿地系统去除污染物的效果较无植物的对照系统好,其中彩叶草-太阳草组合湿地系统的去除效果较美人蕉-大水剑组合的强,分别为:COD_(Cr)的平均去除率在80.8%-52.8%之间;NH~+_4-N的去除率在93.6%～52.3%之间;TN的去除率在96.4%～67.6%之间,TP的平均去除率均达93.6%以上.     

不同类型护坡对降雨径流中污染物的削减效果分析

[目的]本试验旨在研究不同类型护坡对降雨径流中污染物的削减效果差异.[方法]设置4种类型的护坡(网面护坡、砖面护坡、草面护坡和土面护坡),采用人工进水方式,开展为期15 d的护坡处理降雨径流中试试验.试验于不同时段采集底部出水,监测氮[总氮(TN)、铵态氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N)]、磷[总磷(TP)、颗...     

折流式表面流湿地对水质净化效果的影响

[目的]研究折流式表面流湿地对水质净化效果的影响,为受污染河流的生态修复提供参考。[方法]在贾鲁河畔建成总面积为7400m2的条带折流式表面流湿地系统,并测定水中DO、TN、TP、NH4＋-N、CODCr、SS、SD等指标含量。[结果]折流式表面流湿地能显著改善出水水质,提高透明度和溶解氧含量,降低SS含量;TN去除率夏季保持在73%以上,初冬TN去除率降到23%;TP去除率受温度影响不大,夏季保持在77%以上,秋冬仍在保持在69%以上;NH4＋-N去除率夏季保持在83%以上,秋冬季略有下降,但仍保持在75%以上;对CODCr的去除率在14%～50%。[结论]折流条带式表面流湿地技术有效地提高了表面流湿地净化效果,是可行的生态恢复手段。     

折流式表面流湿地对水质净化效果的影响

[目的]研究折流式表面流湿地对水质净化效果的影响,为受污染河流的生态修复提供参考。[方法]在贾鲁河畔建成总面积为7400m^2的条带折流式表面流湿地系统,并测定水中DO、TN、TP、NH4＋-N、CODCr、SS、SD等指标含量。[结果]折流式表面流湿地能显著改善出水水质,提高透明度和溶解氧含量,降低SS含量;TN去除率夏季保持在73%以上,初冬TN去除率降到23%;TP去除率受温度影响不大,夏季保持在77%以上,秋冬仍在保持在69%以上;NH4＋-N去除率夏季保持在83%以上,秋冬季略有下降,但仍保持在75%以上;对CODCr的去除率在14%～50%。[结论]折流条带式表面流湿地技术有效地提高了表面流湿地净化效果,是可行的生态恢复手段。     

3种人工植物群落对污水净化模拟试验

[目的]研究不同植物群落对氮磷的去除能力以及腐烂植物对水体的二次污染影响。[方法]通过构建模拟试验,选取6种重庆市常见的湿地植物进行组合配置,形成了3个人工湿地植物群落,比较分析人工湿地植物群落对生活污水净化的差异。[结果]在生物量方面,3个人工湿地植物群落的总生物量存在显著差异(P<0.05),同种植物在不同人工群落的生物量也存在显著差异;在净化效果方面,各人工湿地植物群落的TN和NH_4~+-N月平均去除率表现为群落3(再力花+菖蒲+鸢尾+狐尾藻)>群落2(再力花+菖蒲+水葱+狐尾藻)>群落1(美人蕉+菖蒲+水葱+狐尾藻),TP月平均去除率排序依次为群落1>群落3>群落2;对比2种腐烂植物对水体的二次污染影响发现,相同时间内狐尾藻水体中的TN、NH_4~+-N、TP浓度升高比菖蒲快,沉水植物相对于挺水植物更容易分解。[结论]该研究为重庆地区构建健康稳定的植物群落和提高湿地系统的净化能力提供科学依据。     

池塘循环水养殖系统净化效果评价及分析

为了掌握养殖区水质在不同月份的变化规律,为以后的健康养殖模式提供科学且合理的理论依据,对养殖区池塘、人工湿地、沟渠、对照塘4个相关水体进行为期4个月的水质监测,测定水温(T)、溶解氧(DO)、水体透明度(SD)、pH值、氨态氮(NH_3-N)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))、总氮(TN)、亚硝态氮(NO-2-N)、叶绿素a(Chla)等指标。结果表明,池塘的T、TP、TN、SD、COD_(Mn)在7月与10月之间存在显著性差异(P0.05);人工湿地的pH值、TN、Chla在4个月中无显著性差异,T、TP、NH_3-N、NO-2-N、COD_(Mn)在7月与10月之间存在显著性差异(P0.05);沟渠的SD在4个月中无显著性差异,T、NH_3-N、COD_(Mn)、TN、TP、NO-2-N、Chla在7月与10月之间存在显著性差异(P0.05);对照塘的TN在4个月中无显著性差异,T、DO、SD、TP、NO-2-N、Chla在7月与10月之间存在显著性差异(P0.05)。其中养殖水体的营养状态大部分都处于重度富营养化,所以该养殖区域的养殖水富营养化程度比较严重,今后可以通过种植少量水生植物来对水质进行一定程度的净化。     

下凹式绿地对降雨径流及其污染物削减作用

针对日益严重的城市内涝及降雨径流污染问题,搭建下凹式绿地装置,人工配水模拟地表降雨径流及污染物,通过改变基质种类和结构、不同植被考察下凹式绿地对降雨径流污染物去除效果及对降雨径流的削减效果。结果表明:无植被覆盖情况下,沸石、草炭土分层填装和混合填装处理装置中,4#沸石+土壤混合填装的装置对COD、NH3-N和TP的去除效果最好,分别达到55.61%,99.55%和89.00%;2#沸石+土壤分层装置对径流削减能力最强;种植植被狗牙根和高羊茅后装置对污染物的去除率和径流削减能力明显提升,其中种植高羊茅的装置去除效果较优,对COD、NH3-N和TP的去除率达到66.78%,89.98%和96.92%,径流削减率最高,达到了46.00%。     

生态沟-湿地系统对农田排水氮磷的去除效应

为探讨生态拦截系统对农田尾水氮、磷的去除效应及其应用前景,在太湖水源地陆域保护区原位构建生态沟-湿地系统对涵盖施肥期的农田尾水进行了拦截净化。结果表明,生态沟-湿地系统可对TN、NH_4+-N、TP平均浓度分别为23.45、19.87 mg·L-1和0.341 mg·L-1的高浓度农田尾水有效净化,出流最低TN、NH_4+-N分别可达地表Ⅴ类水和Ⅳ类水标准,出流TP稳定达到地表Ⅲ类水标准。生态沟对农田排水TN、NH_4+-N、TP平均去除率分别为49.95%、48.55%和53.22%,尾水进入人工湿地后得到再次净化,去除率分别为18.4%、9.43%和23.35%,系统总体去除率分别为59.6%、51.69%和60.92%。研究表明,生态沟末端配置人工湿地能有效提高氮、磷去除效率,系统具有一定的环境经济效益和可移植性,为太湖东部同类型农田排水的生态拦截提供案例参考。     

不同基质厌氧折流-垂直流人工湿地(ABR-VFW)对农村生活污水的处理效果

为筛选不同污染浓度下垂直流人工湿地处理农村生活污水的最优基质,选取4种常见的基质:页岩砖渣(YYZZ)、火山岩(HSY)、生物陶粒(SWTL)和无烟煤(WYM),构建厌氧折流-垂直流人工湿地(ABR-VFW),水力负荷统一设置为4.2 m3·m~(-2)·d~(-1),通过对比分析不同污染浓度(低、中、高)下4种基质对农村生活污水中的有机物(以COD计)、总氮(TN)、总磷(TP)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO-3-N)的处理效果,为垂直流人工湿地治理农村生活污水最佳基质的选取提供了合理依据。结果表明:YYZZ对污水中COD和TN的去除率最高,分别为88.12%~95.78%(低浓度)、64.05%~84.09%(中浓度)、61.25%~74.07%(高浓度)和51.98%~55.98%(低浓度)、38.52%~50.84%(中浓度)、47.42%~53.22%(高浓度),其次为WYM和HSY,而SWTL最低;SWTL对农村生活污水中NH_4~+-N和TP的去除率显著高于其他基质,其分别高12%~24%(NH_4~+-N)和13%~23%(TP)。研究表明,对COD和TN含量较高的农村生活污水以YYZZ基质去除效果为佳,而对TP或NH_4~+-N为主的农村生活污水以SWTL基质去除效果为优。     

生物炭折流湿地对生活污水的净化效果

为提升西北地区农村生活污水的治理水平,结合西北地区气温特征,以生物炭为主体构建了折流湿地,并分析其对生活污水中污染物的净化效果。结果表明:在水温8～12℃条件下,折流湿地的最佳水力停留时间(HRT)为2.5 d,此时,湿地中污水的化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4~+-N)、磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、悬浮物(SS)的去除率分别为90.51%、72.38%、90.73%、94.57%。此外,各自污染物去除率与其停留时间和沿程均呈显著正相关(P0.05)。折流湿地经过12个月的运行,对COD、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P、SS的年平均去除率分别为88.16%、83.16%、92.55%、96.30%,且出水水质稳定。生物炭作为折流湿地填料对COD、PO_4~(3-)-P、SS的去除过程均较好地符合一级动力学模型(R~20.91),并且对SS具有较快的去除速率。研究表明,生物炭作为折流湿地填料具有良好的应用价值,对解决西北地区农村水污染问题具有重要的意义。     

集雨型绿地雨水净化功能效果评估——以北京望和公园为例

【目的】为了研究集雨型城市绿地对雨水径流中污染物的净化效果,选择望和公园作为研究对象,监测城市绿地降雨径流污染特征。【方法】采用"前密后疏"的方式对采样点雨水进行采样,并按照国家水质分析标准对水样进行水质指标测定与分析。【结果】结果表明:绿地各项主要污染物浓度最大峰值出现滞后于径流量峰值,而对照点的污染物浓度的峰值出现在降雨初期,各项指标监测浓度的峰值出现提前于径流量峰值;城市绿地降雨径流的主要污染物总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_3-N)和化学需氧量(COD),其场次降雨污染物平均浓度(EMC)平均值分别为4.10、0.33、0.69、28.78mg/L。【结论】通过试验证明,集雨型绿地对雨水径流中的污染物有很好的滞留效果,在三场次降雨中,集雨型绿地对TN、NH_3-N及COD的平均消减率分别为18.88%,63.75%和8.83%。     

模拟黑麦草植被缓冲带对径流中氮、磷以及悬浮颗粒物的截留效果研究

农业面源污染已成为湖泊和河流的主要污染源之一,河岸植被缓冲带的存在可以对面源污染物进行有效吸收和截留。为阻控径流中农业面源污染物向水体的迁移,以模拟黑麦而麦草植被缓冲带为研究对象,采用模拟径流和降雨试验方法,通过6组模拟试验,分析其对地表径流及渗流中氨氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)、溶解态磷(DP)及悬浮颗粒物(SS)的截留、阻控效果。结果表明:黑麦草植被缓冲带对地表径流及土壤不同深度渗流中氮、磷及SS等面源污染物均具有一定的截留效果。模拟径流和降雨条件下,随着渗流取样深度的增加,黑麦草对各形态氮磷污染物的截留效率逐渐增大。模拟降雨条件下,黑麦草植被缓冲带对40cm渗流中NH_4~+-N、TP和DP的截留效率高于模拟径流中污染物的截留效率,其最大值分别为28.0%,12.4%和25.6%。植物根系吸收、土壤的入渗以及土壤吸附等作用是黑麦草植被缓冲带对地表径流和渗流中各形态氮磷及SS的截留、阻控作用机制。     

人工快渗-人工湿地-浮岛工艺处理农家乐生活污水

针对湖北省十堰市百二河沿途农家乐污水的水质特点,从当地水质规划要求出发,结合当地实际设计基于分散式生活污水处理方式的人工快渗-人工湿地-复合浮岛组合工艺对其进行处理。考察该组合工艺稳定运行过程中对化学需氧量(COD)、总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)和总磷(TP)的去除效果及各工艺对水体中污染物的去除贡献率。结果表明,该组合工艺对百二河流域周边农家乐生活污水处理效果较好,对COD、NH_4~+-N、TN、TP的平均去除率分别为86.2%、88.3%、91.1%、89%,系统的抗冲击能力较强,出水的COD、NH_4~+-N浓度、TN浓度、TP浓度达到GB3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅳ类标准,是一种较好的组合工艺。这为百二河流域地区处理农家乐生活污水提供了重要的借鉴和参考。     

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。