湿地植物对富营养化水体中氮磷的吸收及去除贡献

为探明湿地植物对富营养化水体氮、磷的吸收与人工湿地脱氮除磷之间的关系,以威宁草海西海码头人工湿地为研究对象,全年监测了人工湿地氮、磷的去除效果,对4种湿地植物的生物量和体内氮、磷含量进行分析并测算4种湿地植物的氮磷吸收能力及去除贡献。结果表明:湿地植物种类不同,其吸收氮、磷能力差异较大,菖蒲、水葱对氮、磷的吸收能力较高,茭白、美人蕉的吸收能力较弱(以吸收能力综合评分评定)。按全年衡算,湿地植物TN吸收量为13.08~104.18 g/(m2·a),植株TN吸收量占湿地氮去除量的0.31%~2.49%,地上部分吸收量占湿地氮去除量的0.2%~1.51%;TP吸收量为0.90~5.55g/(m2·a),TP的吸收积累量占湿地磷去除量的0.18%~1.13%,地上部分吸收量占湿地去除量的0.12%~0.72%。湿地植物的直接吸收量对人工湿地脱氮除磷的贡献较小(小于10%),在其利用和选择上应考虑其综合作用及其生态效益。     

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。     

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。     

模拟人工湿地脱氮除磷效果及其影响因素研究

[目的]研究模拟人工湿地脱氮除磷效果及其影响因素.[方法]以建筑垃圾中产生量最大的废砖作为人工湿地基质,对校园生活污水进行处理,测定其脱氮除磷的效果,并从植物生长阶段、光照强度、温度、pH、进水浓度等多个方面对建筑垃圾人工湿地脱氮除磷效果的影响进行讨论.[结果]建筑垃圾人工湿地脱氮除磷的效率都出现先下降后上升,最后再下降至稳定的趋势;综合考虑外界影响因素下,pH与氨氮去除率、氨氮面积负荷去除率、总磷去除率及光照强度与总磷面积负荷去除率,温度与总磷面积负荷去除率均在一定范围内存在显著线性关系.[结论]和传统脱氮除磷工艺相比,人工湿地技术具有良好同步脱氮除磷效果,人工湿地系统也更适用于光照条件较好、温度偏高且污水pH偏碱性的场合.     

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。     

地沟式污水土地处理和人工湿地中植物对磷去除的效果研究

采用盆栽实验和中试实验系统，研究了地沟式土地处理系统和人工湿地中不同植物对磷的去除效率。结果表明，7种试验植物对生活污水中的磷均有很高的净化率，其中以芋头、菖蒲和岩豆藤3种植物对磷的净化效率最高。同时还对中试各处理槽的不同位置和深度的土壤中的微生物种类和数量进行了分析，进一步阐述了地沟式土地处理系统和人工湿地中植物的除磷机理。     

姜花在人工湿地中脱氮除磷研究

选取芦苇和人工湿地处理中未见应用报道的姜花,通过人工模拟湿地,采用畜禽养殖废水处理二级工艺出水进行处理,研究它们在处理过程中的脱氮除磷效果。结果表明:有植物床的脱氮除磷效果好于无植物床,复合床脱氮除磷效果最好,但芦苇床、姜花床、复合床之间的差异不显著;污水处理后,湿地植物各器官中的氮磷含量及分布有变化,芦苇叶对氮、磷的积累量最大,姜花根对氮的积累量最大,而对磷积累不明显;姜花可用于人工湿地进行处理污水。     

姜花在人工湿地中脱氮除磷研究

选取芦苇和人工湿地处理中未见应用报道的姜花,通过人工模拟湿地,采用畜禽养殖废水处理二级工艺出水进行处理,研究它们在处理过程中的脱氮除磷效果。结果表明:有植物床的脱氮除磷效果好于无植物床,复合床脱氮除磷效果最好,但芦苇床、姜花床、复合床之间的差异不显著;污水处理后,湿地植物各器官中的氮磷含量及分布有变化,芦苇叶对氮、磷的积累量最大,姜花根对氮的积累量最大,而对磷积累不明显;姜花可用于人工湿地进行处理污水。     

5种水生植物脱氮除磷能力比较

采用室内静态水培的方法测试了5种高等水生植物对人工配置污水的净化能力,旨在筛选适宜的湿地植物。结果表明:有植物处理系统总氮和总磷的去除效果明显高于无植物对照,植物本身的氮、磷累积作用对氮的去除贡献为23%～81%,磷的去除贡献为56%～88%。多数测试植物对氮、磷的富集量以茎叶高于根系。不同植物的净化能力具较大差异,从强到弱的顺序依次为千屈菜>菖蒲>雨久花>泽泻>慈姑。     

姜花在人工湿地中脱氮除磷研究

选取芦苇和人工湿地处理中未见应用报道的姜花,通过人工模拟湿地,采用畜禽养殖废水处理二级工艺出水进行处理,研究它们在处理过程中的脱氮除磷效果.结果表明有植物床的脱氮除磷效果好于无植物床,复合床脱氮除磷效果最好,但芦苇床、姜花床、复合床之间的差异不显著;污水处理后,湿地植物各器官中的氮磷含量及分布有变化,芦苇叶对氮、磷的积累量最大,姜花根对氮的积累量最大,而对磷积累不明显;姜花可用于人工湿地进行处理污水.     

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。     

红树林人工湿地处理含海水污水效果研究

以红树植物秋茄为湿地植物构建耐盐人工湿地系统,以研究采用红树林人工湿地工艺处理含海水污水的可行性及其处理特性,实验中分别研究了红树林人工湿地系统处理含海水比例为10％、30％和50％的污水时的处理效果。研究结果表明,当污水中海水比例在30％以下时,红树林人工湿地对含海水污水具有较好的处理效果,其对NH4^＋-N、TN、TP及COD等指标的去除率分别达到71．6％．79．8％、75．5％～89．6％、82．7％～97．4％及66．6％-85．3％,处理效果较好。当海水比例为50％时,红树林人工湿地的净化效果明显下降,对COD的去除率下降至40％左右。实验中进一步研究了在进水海水比例为30％情况下人工湿地的负荷对其净化效果的影响,研究结果表明,当进水COD负荷维持在12．6。18．9g／（m^2·d）范围内,可使红树林人工湿地达到较高的运行效率,其对对COD的去除率稳定在70％左右。     

湿地缓冲带对氮磷营养元素的去除研究

湿地缓冲带是介于水-陆之间特殊的生态交错带,具有独特的水体净化功能。基于国内较少开展自然湿地水体净化功能的研究,选取扎龙湿地湖滨湿地缓冲带剖面作为研究对象,利用电导率的剖面变化判断水流的方向,同时利用氯离子作为示踪剂验证剖面水体来自同一水源。在此基础上,发现其对水体中营养元素具有明显的去除效应,TN、TP的去除率分别达74.1%、84.6%。缓冲带内的湿地植物量较小,决定了植物吸收并非氮磷去除的主要机制。根据溶解有机碳和重碳酸酸根的变化,认为反硝化作用是湿地缓冲带去除氮的主要途径,剖面末段处的浅水位和相对茂盛的植物,使其具有相对较强的脱氮能力;土壤吸附与沉淀作用是湿地缓冲带去除磷的主要途径,剖面起始处较高的磷浓度使其具有较高的磷去除能力。因此,利用并强化湿地缓冲带的自然净化能力有助于控制湿地水体富营养化的发展。     

太湖乔木林河岸植被缓冲带截留氮素效率

为研究河岸植被缓冲带对氮素的截留效率,以太湖流域平缓坡地上人工林河岸缓冲带作为研究对象,分析了不同河岸缓冲带宽度（5,15,30,40 m）,不同植物类型（‘南林95’杨Populus×euramericana ‘Nanlin 95’林、中山杉Taxodium hybrid ‘Zhongshanshan’林、南林杨95-中山杉混交林）对不同深度径流水及土壤中氮素的截留效果。结果表明:15 m宽的河岸缓冲带即能很好地截留各形态氮素,40 m缓冲带对径流水中硝态氮、铵态氮、总氮的截留率分别达68.8%,68.7%和66.0%;同一宽度条件下,缓冲带对40 cm深径流水中铵态氮、总氮的截留率较高,分别达71.4%和69.1%,对20 cm深径流水中硝态氮截留率较高,达70.6%;森林土壤对铵态氮和硝态氮的截留主要在中层土壤,对总氮截留主要在表层土壤;杨树林缓冲带对径流水中铵态氮和硝态氮的截留率较高（P < 0.05）,达77.4%和66.3%;杨树-中山杉混交林缓冲带对总氮的截留率较高（P < 0.05）,达73.0%;植物叶片（r=-0.53）全氮和土壤总氮（r=-0.59）均与径流水中总氮呈负相关关系。     

人工湿地的基质及其深度对生活污水中氮磷去除效果的影响

目前人工湿地常用的基质一般为土壤、河砂和砾石,这类基质净化效率低,容易吸附饱和,且除磷脱氮的能力不高,致使出水中氮、磷浓度较高.针对于此,本试验研究选择了沸石、草炭、蛭石、页岩、砂子5种基质,利用两组模拟土柱系统模拟人工湿地对生活污水的处理,主要研究基质种类及其深度对生活污水处理效果的影响,并根据各基质对生活污水中总氮(TN)、总磷(TP)的去除率进行方差分析及基质对污水处理能力的显著差异性分析.实验结果表明:(1)各基质去除TN的能力差别不明显,沸石、蛭石、页岩的处理效果稍好.对TP的去除能力依次为草炭>页岩>砂子>沸石>蛭石.(2)基质深度的增加对2个指标处理效果的影响不同.对TN来说,深度对各基质的处理效果无明显影响.对TP来说,当深度在100 cm以内时,5种基质对11P的去除率均随深度的增加而明显增大,当深度超过100 cm后.各基质的这种增大趋势都不太明显.因此,对这2个指标而言,基质的填充深度应为100 cm.     

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。     

人工湿地细菌量与污染物去除率相关性研究

通过模拟人工湿地系统,探讨在无植被状态下的人工湿地系统中不同污染物去除效率与模拟湿地水体中细菌数量变化之间的相关性。结果表明,无植被人工湿地对生活污水中典型污染物有较显著的净化作用,其中,TN的平均去除率为48.39%,CODcr的平均去除率为47.36%,TP的平均去除率为21.81%;模拟湿地水体中的细菌数量变化不稳定,呈现增加-减少-增加的波动趋势;经相关性分析,水体中细菌数量与TP去除率之间无显著相关性(P0.05,r-0.3);但细菌数量与CODcr、TN去除率之间均呈显著相关,分别为P0.01,r=0.549;P0.05,r=0.507。     

低负荷人工湿地对城市生活污水处理效果的研究

采用模拟湿地,研究低负荷人工湿地对城市生活污水中化学需氧量(重铬酸钾法测定,CODCr)、总氮(TN)、总磷(TP)、铵态氮(NH4 -N)和硝态氮(NO-x-N)的处理效果,探讨污染负荷对污染物去除效果的影响。结果表明:以黑麦草为湿地植物的人工湿地对城市生活污水有较好的净化效果,其对CODCr、TN、TP、NH4 -N和NOx--N的去除率分别为75.6%、93.2%、95.7%、96.2%和66.5%;污水中65.7%的CODCr、87.2%的TN和95.0%的TP在进水后1 d内被去除,其中基质的物理化学固定作用是污染物快速去除的重要因素;停留5 d以上时可去除湿地中硝化作用累积的少量NOx--N。在一定的污染负荷范围内,CODCr、TN、TP和NH 4-N的去除速率均与其污染负荷呈显著线性正相关。污染负荷是低负荷人工湿地中污染物去除的重要影响因素。     

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。