水平潜流人工湿地处理北方低浓度生活污水研究

[目的]获得不同条件下水平潜流人工湿地的最佳运行参数。[方法]研究了水平潜流人工湿地在不同工况下处理北方低浓度生活污水的效果,探讨了CODCr、NH4＋-N、TN和TP等指标的去除率与温度、水力负荷等的关系。[结果]在0.04～0.15 m3/（m2.d）的水力负荷区间内,夏季高温采用高水力负荷[0.12～0.15 m3/（m2.d）]、秋季中温采用中水力负荷[0.07～0.10 m3/（m2.d）]、冬季采用低水力负荷[0.04～0.06 m3/（m2.d）]为最佳运行参数。[结论]温度是影响湿地处理效果的关键因素之一。     

人工湿地植物系统优化管理研究

在北京官厅水库附近建立潜流人工湿地(总面积:5×20m×2m),芦苇、蒲草混合种植,研究其工艺参数对植物生长状况的影响,植物生长优劣及杂草的存在对污染物去除效率的影响。结果表明,人工湿地运行初期控制水位和水力负荷对植物生长非常重要;在相同的水力负荷下,植物生长状况良好的人工湿地污水处理效果明显高于植物生长状况差的人工湿地,污染物去除效率与植物生长的优劣呈正相关关系;大量杂草特别是浅根旱生杂草的生长会降低人工湿地的净化效率。最后分析了人工湿地生态,提出系统植物的种植、运行期和冬季的管理方法和综合利用思路。     

表流湿地冬季运行效果及植物腐烂影响的初步研究

为探索改善表流湿地在冬季低效率的方法以及水生湿地植物腐烂对水质产生的影响,通过改变水力负荷(HLR)和进水方式研究了不同水力条件下表流湿地对CODMn、CODCrNH 4-N、TP的去除效果,并采集不同水生湿地植物地上部分的样品,浸泡测定浸出液中CODMn的含量变化.结果表明,在冬季水温3～10℃、水力负荷为0.092 m·d-1时,湿地对CODMn、CODCr、NH 4-N、TP的去除率分别为6.8%、30.2%、47.0%和25.1%.水力负荷降低到0.040 m·d-1时可进一步提高净化效果.而水力负荷上升到0.21 m·d-1后,表流湿地对CODMn、NH 4-N、TP的去除率几乎为零,对CODCr的去除率为负,出水中难降解有机质比例增大.将进水间隔从每日 1次增加到2次后,湿地对CODMn的去除率显著提高.冬季水生植物腐烂释放实验表明,植物的叶比茎更容易腐烂并释放出还原性物质.在种植湿地植物时应尽量选择冬季释放速率较低的品种,如芦苇(Phragmites communis)等.     

高位湖滩湿地在农业面源污染河水中的应用

[目的]研究高位湖滩湿地对农业面源污染河水的净化效果。[方法]根据抚仙湖北岸受农业面源污染入湖河流广南营沟、沙盆河水流量大、污染物浓度较低的特点,在河口区湖滩地采用拦污沉沙—二级表流湿地—砂砾床工艺路线设计了高位湖滩湿地,通过对湿地进水量、进出水质周年监测与分析。[结果]该系统对SS、CODCr、TN、TP平均去除率分别为90%、54%、50%、66%,设计水力负荷为0.47 m~3/(m~2·d)时,净化效果最佳。该工艺拦污沉沙区域,可以有效降低SS的含量,减轻后续湿地系统处理的压力,防止填料堵塞;二级表流—砂砾床湿地,脱氮除磷效果较好,有效削减入湖污染负荷量。[结论]该湿地系统适用于农业面源污染河水,具有良好的经济、环境、生态效益。     

A/O作为前处理工艺处理生活污水研究

[目的]研究A/O工艺对污染物的净化效果。[方法]以A/O作为人工湿地处理的前处理工艺,研究了水力停留时间、混合液回流比对A/O去污效果的影响。[结果]在温度15℃左右、A/O工艺水力停留时间3.4 h、混合液回流比1.0时,COD去除率达60%。[结论]出水浓度满足城镇污水处理厂污染物排放二级标准（GB18918-2002）和人工湿地后续处理要求。     

水力负荷对垂直流人工湿地堵塞的影响

[目的]为了缓解人工湿地的堵塞问题,探讨水力负荷对垂直流人工湿地堵塞的的影响。[方法]该试验通过人工土柱模拟垂直流人工湿地,设置4个水力负荷水平即50、100、150、200 cm/d,找出水力负荷对人工湿地堵塞的影响,并探索该因素运行过程的阈值。[结果]不同水力负荷水平在人工湿地堵塞过程中影响较大,在高水力负荷条件200 cm/d下,系统有效使用寿命只有半年时间,而且可以推测单因素水力负荷的阈值应该处于100~150 cm/d之间;低水力负荷系统的运行时间还可以持续6个月,中水力负荷系统的运行时间还可以持续3个月。[结论]对以后湿地堵塞试验提供分析依据。     

人工湿地在我国北方地区冬季应用的研究

为确定利用人工湿地在北方地区冬季运行所需的设计参数,利用在官厅水库岸边建立的人工湿地,开展了潜流人工湿地系统处理官厅水库水的冬季试验研究。结果表明,在寒冷的冬季,潜流人工湿地系统在隔离层保护下可以正常运行,使用不同的覆盖物进行隔离保温,对系统的处理性能有很大的影响,在水力负荷率为0.25～0.45m·d-1时,冬季CODMn和NH4+-N的去除率分别为15%和50%,BOD5、TN和TP的去除率分别为65%、25%和35%。去除率随水力负荷率的提高而降低,当水力负荷超过0.4m·d-1时,去除率明显降低。潜流人工湿地系统在冬季寒冷低温条件下对微污染地表水有较好的净化效果。     

水力负荷对垂直流人工湿地堵塞的影响（英文）

[目的]为了缓解人工湿地的堵塞问题,探讨水力负荷对垂直流人工湿地堵塞的的影响。[方法]该试验通过人工土柱模拟垂直流人工湿地,设置4个水力负荷水平即50、100、150、200 cm/d,找出水力负荷对人工湿地堵塞的影响,并探索该因素运行过程的阈值。[结果]不同水力负荷水平在人工湿地堵塞过程中影响较大,在高水力负荷条件200 cm/d下,系统有效使用寿命只有半年时间,而且可以推测单因素水力负荷的阈值应该处于100~150 cm/d之间;低水力负荷系统的运行时间还可以持续6个月,中水力负荷系统的运行时间还可以持续3个月。[结论]对以后湿地堵塞试验提供分析依据。     

北方人工湿地耐冷菌株对模拟污水的处理效果

[目的]研究北方人工湿地耐冷菌株对模拟污水的处理效果。[方法]在冬季低温条件下采集人工湿地污泥,从中分离出6株耐冷菌株(编号为菌株A、B、C、D、E和F),并筛选出综合去除效果最好的菌株,确定该菌株的最佳生长条件。[结果]当温度为8℃时,6株耐冷菌对COD、总磷和氨氮的去除率分别为11.27%～62.92%、7.16%～61.20%和3.86%～58.63%,其中菌株E对该废水的净化效果最好。菌种E的最适生长温度为16℃,在最适生长温度下菌株E对COD、总磷和氨氮的去除率有所升高,分别为8℃时的1.20、1.25、1.02倍。[结论]菌株E在湿地污水处理冬季运行中具有良好的应用前景。     

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。     

湿地植物在不同水力条件下对中水的净化效果

[目的]研究湿地植物在不同水力条件下对中水的净化功效。[方法]在人工构建的湿地系统中,将中水回用作为湿地水源,研究了5种湿地植物菖蒲、美人蕉、梭鱼草、再力花和狐尾藻在不同水力停留时间、水深和水流速度(湿地表面流速和湿地渗滤流速)下对供试中水总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果。[结果]湿地植物在适宜水力条件下对中水具有一定的净化效果,其中菖蒲和美人蕉的TN系统出水含量符合"地表水环境质量标准Ⅲ类"水体要求,TP系统出水含量符合"地表水环境质量标准Ⅱ类"水体要求。综合考虑5种植物对TN、TP的去除效果,模拟湿地系统适宜采用的水力停留时间为2 d,水深为20 cm。该情况下,不同表面流速处理对中水TN平均表面去除率达到21.08%,TP平均表面去除率达到17.63%。而不同渗滤流速处理对中水TN、TP系统去除均值分别为57.72%和64.84%。[结论]该研究可为中水污染治理提供科学依据。     

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。     

抚仙湖磷矿开采区入湖河流末端湿地净化效果研究

[目的]研究抚仙湖磷矿开采区入湖河流末端湿地的净化效果。[方法]对东大河河口湿地系统运行参数进行了一周年的测试,分析该湿地系统对磷矿来源污水的净化效果。[结果]湿地对TN、TP、CODCr入湖污染负荷量的平均去除率分别为52%、32%、54%,设计水力负荷为0.67 m3/(m2.d)时处理效果最好。工程已稳定运行6年,达到无能耗、防堵塞、高去除率的运行效果。[结论]该湿地有效削减了磷矿开采产生的入湖污染物负荷量,对保护抚仙湖起到关键的作用。     

不同种植方式下冬小麦土壤水分动态变化研究

[目的]探索华北地区冬小麦不同种植方式下土壤水分的动态变化规律。[方法]以冬小麦济麦20为材料，按平作、平作覆盖秸秆、起垄覆盖地膜3种种植方式，用中子水分仪测定冬小麦田不同土壤深度的水分变化。[结果]结果表明，3种种植方式下0～30cm土壤层田间水分变化均呈现“先降后升再降再升”的W型变化。不同处理的土壤水分含量在灌溉后下降幅度是平作〉垄膜〉秸秆覆盖；冬小麦拔节期～灌浆期，土壤水分含量高低顺序是秸秆覆盖〉垄覆膜〉平作。在冬小麦的全生育期，30～60cm土壤水分含量均是秸秆覆盖〉平作〉起垄覆膜，60～90cm土壤水分动态变化呈下降趋势。[结论]秸秆、塑料薄膜覆盖均有良好的保持土壤表层水分作用，30～60cm的土壤水分变化幅度较大。降水及灌溉对土层中层土壤水分影响较大，而降水及灌溉水不易影响下层土壤水分（60～90cm）。为华北地区的农业干旱监测调控提供了理论依据。     

立体式人工湿地处理微污染源水的应用与研究

[方法]探讨立体式人工湿地在微污染源水体处理中的应用。[方法]提出了一种立体式人工湿地模式,重点分析了运用该模式的嘉兴石臼漾水厂引水河道新塍塘的水质生态净化中试工程,并从水质水量、季节气候、物种配置以及管理维护4个方面,探讨了该项技术净化水质的影响因素。[结果]在夏秋两季,3种不同水力负荷的工况下,中试工程能够改善水体透明度及溶氧环境,有效降低了微污染源水中的SS、CODCr、NH3-N、TN、TP等水质指标,出水基本能稳定达到地表水III类标准。[结论]该立体式人工湿地对微污染源水的净化处理是可行的,具有极其广阔的应用价值与推广前景。     

5种水生植物冬季水质净化效果的研究

[目的]研究5种水生植物冬季水质净化效果。[方法]在郑州市贾鲁河畔构建表面流湿地模型,引种5种冬季可以正常生长的水生植物进行冬季水生植物筛选试验。[结果]5种植物均生长良好,表现出较强的抗寒性。5种植物对水质净化能力存在一些差异,水芹菜和伊乐藻对TN净化效果较好,去除率分别为44%和41%;西伯利亚鸢尾和水芹菜对TP净化效果较好,去除率分别为41%和37%;5种植物对NH4＋-N去除效果差别不大,伊乐藻效果最好,去除率达73%,其次为水芹菜,去除率为71%,西伯利亚鸢尾、酸模和菹草的去除率均为70%;5种植物对CODCr的净化效果均不明显,西伯利亚鸢尾和酸模去除效果相对较好,去除率分别为14%和13%。[结论]在我国北方地区冬季湿地植被组建中,可以通过构建挺水植物和沉水植物双层次群落结构,提高湿地冬季的净化效果。     

5种水生植物冬季水质净化效果的研究（摘要）

[目的]研究5种水生植物冬季水质净化效果。[方法]在郑州市贾鲁河畔构建表面流湿地模型,引种5种冬季可以正常生长的水生植物进行冬季水生植物筛选试验。[结果]5种植物均生长良好,表现出较强的抗寒性。5种植物对水质净化能力存在一些差异,水芹菜和伊乐藻对TN净化效果较好,去除率分别为44%和41%;西伯利亚鸢尾和水芹菜对TP净化效果较好,去除率分别为41%和37%;5种植物对NH4^＋-N去除效果差别不大,伊乐藻效果最好,去除率达73%,其次为水芹菜,去除率为71%,西伯利亚鸢尾、酸模和菹草的去除率均为70%;5种植物对CODCr的净化效果均不明显,西伯利亚鸢尾和酸模去除效果相对较好,去除率分别为14%和13%。[结论]在我国北方地区冬季湿地植被组建中,可以通过构建挺水植物和沉水植物双层次群落结构,提高湿地冬季的净化效果。     

不同运行模式人工湿地中溶解氧与净化效率的关系研究

[目的]研究不同运行模式人工湿地中溶解氧与净化效率的关系。[方法]采用在线试验模型和现场监测分析方法,研究不同运行模式的有/无植物人工湿地对污水的净化效果与溶解氧的关系。[结果]连续运行的人工湿地上有无植物对有机物和氮磷污染物的净化效果没有明显影响,间隔运行的人工湿地上有无植物对污水中CODCr、NH4+-N、TN的平均去除率存在显著性差异,种有植物间隔运行的人工湿地对CODCr、NH4+-N、TN的平均去除率比连续运行的人工湿地和没有种植植物间隔运行的人工湿地高。人工湿地系统对污水中CODCr、NH4+-N、TN的净化效率在昼间较高、夜间较低,污染物净化效果与溶解氧之间存在着正相关的关系。人工湿地的前置单元增氧有利于改善后置湿地单元的溶氧环境条件,可以提高人工湿地系统净化污染物的能力。种植植物的人工湿地系统宜在昼间运行,利用好植物的光合增氧潜力,则可表现出良好的净化污染物的效果。[结论]该研究为氧化塘-人工湿地系统的运行管理提供了科学依据。