人工沉床技术在水环境改善中的应用研究进展

人工沉床技术是利用沉床载体和人工基质栽植大型水生植物,对污染水体进行原位修复的一种生物-生态水体修复技术,大型水生植物是该技术的核心。人工沉床技术中大型水生植物对水体的净化作用是一个复杂的物理、化学和生物过程,其作用机理包括:①直接吸收营养物质和富集重金属;②通过物理吸附去除悬浮物和高分子有机物,提高水体透明度;③释放氧气,提高水体DO含量;④通过植物化感作用抑制藻类和细菌生长;⑤为微生物活动提供附着载体和氧源,形成植物-微生物的协同净化。然而,以往水生植物特别是沉水植物在水底直接栽植易受水体透明度、水深等条件的制约,成为高等水生植物在低透明度和水深较大的重污染水体修复应用的重要障碍。而人工沉床技术可以通过床体升降人为调控植物在水下的深度,克服水深、透明度等因素对植物生长的制约,易于实现植物种群优化配置和群落构建,而且有利于植物后期的维护和管理,将为利用高等水生植物修复透明度低、水深较大或水位变化较大的重污染水体提供一条新的思路。     

室内中试人工湿地无植物填料床去污性能研究

完成人工湿地填料筛选后，为进一步确定无植物条件下人工湿地填料床去污性能，在柱状填料去污实验结果的基础上进行室内中试实验。中试实验装置包括污水配给箱、无植物填料床（有机玻璃材质，长×宽×高=3m×1m×1．5m）、出水池和电磁流量计等。装置内填充页岩、粗砾石、麦饭石构建无植物填料床，研究无植物条件下湿地填料的COD、TN、TP去除效果。实验结果表明，当水力负荷为400mm·d^-1时，页岩和麦饭石为主填料层的1#COD、TN、TP最高去除率分别为15％、33％和60％，单一页岩为主填料层的2#COD、TN和TP去除率稍高于1#，分别为20％、38％和69％，湿地填料对污染物质去除贡献较小。为确定污染物质去除之间的相关关系，将COD、TN、TP去除率进行相关性分析，发现COD去除与TP去除呈正相关关系，COD去除与TN去除、TN去除与TP去除呈负相关关系。     

间歇曝气对生物填料人工湿地氮磷去除性能的影响

采用部分生物填料替换页岩构建生物填料人工湿地处理津河富营养化水体,并在填料内部设置曝气装置研究间歇曝气对湿地氮磷去除效果的影响.设计水力负荷800 mm·d-1,气水比15∶1.结果表明,当氨氮(NH4-N)、总氮(TN)、溶解性反应磷(SRP)和总磷(TP)平均进水浓度为4.61、5.68、0.338和0.464 mg·-1时,无曝气条件下NH4-N、TN、SRP、TP平均去除率分别为65.9%、65.3%、62.2%和56.9%.中部曝气使NH4-N、TN、SRP和TP平均去除率分别提高15.9%、8%、13.7%和8.9%,底部曝气则为24.4%、12.9%、16.1%和12%,间歇曝气能够有效提高生物填料人工湿地NH4-N、TN、SRP和TP去除效率.但是曝气产生的有氧环境不利于硝酸盐氮(NO3-N)去除,试验期间底部曝气和中部曝气NO3-N出水浓度均高于无曝气系统.