人工湿地污泥处理技术研究进展

人工湿地污泥处理技术是利用植物、污泥微生物和自然力对活性污泥法处理城市污水的剩余污泥进行脱水与稳定。该技术具有运行费用低、不需要添加化学药剂、终产物可以安全处置或农用等优点。文中介绍了人工湿地污泥处理技术的概念、工作原理、脱水和稳定效果、温室气体排放以及设计和运行中常见的问题。在人工湿地处理污泥过程中,污泥脱水是由植物蒸发蒸腾、污泥渗滤和矿化作用协同完成的;污泥中有机质和氮磷等物质的转化和去除受进泥性质、运行参数和气象条件等因素影响较大。湿地植物芦苇能够保持足够的渗透系数并通过蒸腾作用去除污泥中的毛细水,在污泥脱水和污泥稳定中发挥着显著作用。由于人工湿地技术处理污泥工程实践时间相对较短,运行时通常出现一些问题,常见问题包括芦苇的长势不良、湿地中的液态厌氧污泥含水率过高、最后的稳定期污泥含水率过低等,需要在实践中予以解决。     

黄河三角洲芦苇湿地不同水期土壤-植被重金属分布特征

ICP-AES法研究了黄河三角洲湿地平水期(4月)、丰水期(8月)和枯水期(10月)土壤和植被重金属(Hg,Cu,Zn,Pb,Cd和Cr)含量分布特征,并分析了土壤和植被重金属含量的关系。结果表明:(1)黄河三角洲芦苇湿地表土和底泥Hg,Cu,Zn平均含量变化呈递减趋势,依次表现出:平水期丰水期枯水期,不同时期土壤重金属Hg,Cu,Zn含量均表现为表土底泥;黄河三角洲芦苇湿地表土和底泥Pb,Cd和Cr平均含量变化呈递增趋势,依次表现出:枯水期丰水期平水期,并且不同时期土壤重金属Pb,Cd和Cr含量均表现为底泥表土,局部有所波动,综合分析可知,黄河三角洲芦苇湿地平水期的Hg,Cu,Zn污染最严重,枯水期Pb,Cd和Cr污染最严重;(2)黄河三角洲芦苇湿地表土重金属Hg,Cu,Zn含量高于底泥,表土重金属Pb,Cd和Cr含量低于底泥;(3)黄河三角洲芦苇湿地植被重金属Hg,Cu,Zn,Pb,Cd和Cr含量均显著高于土壤(p0.05),说明植被的吸收作用在土壤重金属污染中起着关键作用;(4)主成分分析表明黄河三角洲芦苇湿地土壤中Hg和Zn含量、植被中Pb和Cd的含量变化是黄河三角洲芦苇湿地的重金属污染主要影响因子;相关性分析表明,植被体内的重金属含量主要来自和依赖于土壤重金属含量,同时植被对于土壤各重金属的吸收也保持一定的独立性。     

芦苇不同生育期盐碱土离子含量动态变化研究

研究芦苇不同生育期盐碱土离子含量的动态变化,为生物措施治理盐碱土壤的应用提供参考。自制水泥圆柱装置,0.8 m（内径）×0.98 m（高度）20个,用陕西定边盐碱土进行填装,一排10个装置分别种植芦苇,另一排10个装置不种植任何作物,采用土钻在芦苇各生育期取每个装置0—20 cm土样,分别测定了芦苇出苗期、展叶期、开花期、成熟期和枯黄期盐碱土pH,电导率,Ca²⁺,Mg²⁺,K⁺,Na⁺,CO₃^2-,HCO₃^-,Cl^-,SO₄^2-的含量。芦苇在整个生长阶段能促进盐碱土壤的pH值降低0.65个单位,电导率总体下降756.55 μS/cm,Ca²⁺含量减少138.70 mg/kg,SO₄^2-含量减少115.35 mg/kg,Cl^-含量减少57.76 mg/kg,HCO₃^-含量减少57.76 mg/kg,Na⁺含量减少55.58 mg/kg,CO₃^2-含量减少31.66 mg/kg,Mg²⁺含量减少26.93 mg/kg,K⁺含量减少12.65 mg/kg。盐碱土上种植芦苇比不种植芦苇的土壤pH,电导率,Ca²⁺,Mg²⁺,K⁺,Na⁺,CO₃^2-,HCO₃^-,Cl^-,SO₄^2-含量均有所降低,芦苇可能存在富集盐分的能力,在一定程度上能改良陕西定边土壤的盐碱化状况。     

不同处理方法对不同生育期新疆小芦苇发酵品质及营养成分的影响

以不同生育期(抽穗期、开花期、结实期)的新疆小芦苇为实验材料,同一生育期采用鲜贮、鲜草+糖蜜10和15 g/kg、鲜草+甲酸2和3 mL/kg等5种青贮处理,并对其相互间发酵品质和营养成分进行比较.结果表明:在三个生育期中,以鲜贮的pH效果最差、甲酸组效果最好;CP含量在同一生育期内各处理组与对照组(原料草)之间具有显著差异(P＜0.01),特别是在抽穗期鲜草+15.0 g糖蜜组及2.0 mL甲酸组比原料草分别高2.05;、2.53;;NDF和ADF含量变化依生育期的推进其含量逐步增加,而同一生育期的各种处理组之间ADF含量没有显著差异(P＞0.05),但抽穗期里各种处理的NDF含量与对照组之间差异显著(P＜0.05).结果表明:添加甲酸可明显降低新疆小芦苇青贮pH值,最佳青贮时期是抽穗期,最佳青贮方式是鲜草+3.0 mL甲酸/kg处理.     

滨江湿地芦苇的能量获取与收获机械化

根据滨江湿地的高物质生产力与高能量输出的特征,探讨滨江湿地优势植物芦苇的能量获取方式,分析芦苇机械收割的必要性;通过对芦苇人工收割与机械化收割成本收益的比较,说明在滨江湿地实施芦苇机械化收割的意义.同时,针对国内芦苇收割的现状和存在的问题,提出了我国芦苇收获机械化的发展对策.     

湿地芦苇发育模拟模型的研究

植物发育模型为掌握植物生长发育状况提供理论依据。通过对北固山湿地芦苇的连续试验观测,将芦苇生育期划分为五个阶段,采用生长度日法建立芦苇发育进程模拟模型,并确定了各生育阶段的生长度日参数。通过试验结果检验,表明该模型对植株生长发育具有一定的预测性和可行性。     

白洋淀芦苇湿地生态系统中植硅体的产生和积累研究

植硅体(phytoliths),又称植物蛋白石,存在于大部分植物组织细胞中,主要是依靠植物的根系吸取土壤溶液中的可溶性二氧化硅,在植物细胞或细胞内沉淀硅化而形成的一种固体的非晶质含水二氧化硅颗粒物[1].植硅体主要组成部分是二氧化硅(67％～95％)、水(1％～12％)、碳(0.1％～6％)及少量的无机元素Na、K、 Ca、 Fe、 AL、 Ti等[2],由于其具有较强的抗分解、抗腐蚀和耐高温等特性,可以长时间较稳定地保存在一些岩石和土壤中[3-5],在硅的生物地球化学循环中有着重要的作用,是全球硅循环的重要参与者[6].虽然植硅体作为生物硅的重要组成部分,在全球硅的生物地球化学循环中占据着重要地位,但在湿地生态系统中植硅体产生和积累研究则鲜见报道[7].     

有机基质培在蔬菜无土栽培上的应用研究

以造纸厂废料制作的芦苇末基质添加不同种类固体基质和肥料,进行樱桃番茄和瓠瓜的无土栽培试验。结果表明,与对照岩棉基质培相比,植株生长健壮、生育期提前,产量提高１０％以上,显改进品质,并且大大降低成本,对环境无污染。     

基质改良对河岸带芦苇区冬季脱氮效果及土壤-植物化学计量特征的影响

为探究基质改良对亚热带地区河岸带芦苇区冬季脱氮效果和土壤-植物化学计量特征的影响,以河岸带土壤基质为对照,通过芦苇湿地模拟实验,系统探讨不同基质（砾石、砾石+生物炭、陶粒+生物炭、改性陶粒+生物炭）添加条件下,芦苇湿地的冬季脱氮效果,以及土壤和植物各器官中C、N、P含量及其化学计量比。结果表明：基质改良能够提高芦苇湿地冬季脱氮效果,添加砾石处理使 NH₄⁺-N去除率提高8.3个百分点（P<0.05）,添加砾石+生物炭处理使TN和NH₄⁺-N去除率均提高8.9个百分点（P<0.05）。基质改良能够增加土壤TC、TN和TP含量,其中,添加砾石+生物炭处理使三者含量均显著增加（P<0.05）。添加生物炭的3个处理均有利于根C固定和植物N吸收,添加陶粒+生物炭和改性陶粒+生物炭处理对植物生长具有促进作用。土壤-植物化学计量特征存在一定的相关性,且土壤与植物茎和根之间的关系更大;与植物相比,基质改良使芦苇湿地冬季脱氮效果更易受到土壤化学计量特征的影响。研究表明,适当的基质改良能够提高亚热带地区河岸带芦苇区冬季脱氮效果,增加土壤养分,促进植物生长。     

双台河口湿地芦苇对造纸废水中重金属净化效果研究

采集辽宁盘锦双台河口芦苇湿地芦苇样品对造纸废水中Cu、Zn、Pb、Cd的净化进行模拟试验,研究分析了芦苇在不同生长期对Cu、Zn、Pb、Cd的净化效果。结果表明:芦苇在拔节期对Cu、Zn、Pb、Cd的净化效果最好;在发芽期和展叶期对Pb的净化率最大,分别为21%和30%;在拔节期和成熟期对Zn的净化率最大,分别为53%和29%;在抽穗期对Cd净化率最大,为40%。在芦苇整个生长期内,芦苇根组织对Cu、Zn、Pb、Cd的吸收量均为最大,其次为茎组织,而叶组织对其的吸收量最小。整个植株对Cu、Zn、Pb、Cd的吸收能力存在极显著性差异(p<0.01),其吸收量大小顺序为:Pb>Zn>Cu>Cd。芦苇根系对Cu、Zn、Pb、Cd的吸收量分别显著性的高于茎和叶(p<0.05);而芦苇茎对Zn和Cd的吸收量与叶对Zn和Cd的吸收量。都没有达到显著性差异(p>0.05)。