潮汐流-水平潜流组合人工湿地的污水处理效果

利用室内潮汐流和水平潜流人工湿地装置,构建潮汐流-水平潜流(TF-HF)和水平潜流-潮汐流(HF-TF)2种不同组合的人工湿地系统,探讨不同组合方式的水平潜流和潮汐流人工湿地复合系统对污染物的去除效果。研究结果表明:在进水条件相同、潮汐流人工湿地淹没排空比均为12h∶12h、水平潜流人工湿地水力停留时间(HRT)均为4d、系统回流比均为1∶1条件下,潮汐流-水平潜流人工湿地系统和水平潜流-潮汐流人工湿地系统对总有机碳(TOC)的去除率分别为90.2%和91.3%,无明显差异;对NH4+-N的平均去除率分别为19.5%和39.2%,总氮(TN)的平均去除率分别为10.3%和30.5%,水平潜流-潮汐流人工湿地系统表现出较好的运行效果。     

复合人工湿地处理生活污水的效果

[目的]对湿地污水处理技术的工艺参数进行改进和系统优化。[方法]通过改变传统间歇进水对人工湿地增氧的方式,将两个垂直流人工湿地串联,在好氧湿地内增加曝气供氧,使好氧湿地内溶解氧保持在3～4 mg/L,从回流比角度出发,考察了不同回流比（0、1∶1、2∶1、3∶1、5∶1）对复合人工强化湿地处理效果的影响。[结果]复合垂直流人工湿地对COD、NH3-N、TN的去除效果均可达到污水排放一级A的标准,其中不同回流比对TN的去除影响效果很大,当回流比达到2∶1时,去除效果最好,去除率可达82.5%;但试验装置对TP的去除效果较差,可从湿地基质选材的角度考虑,选取吸附能力较强的填料作为湿地基质,加强对污水中磷的去除效果。[结论]垂直流人工湿地对生活污水的处理有较好的应用前景。     

刚毛藻藻膜系统处理富营养化水体的研究

采用刚毛藻(Cladophora glomerata)藻膜系统处理富营养化水体,着重考察了对氮、磷、TC、TOC的去除效果。结果表明,在静态试验下连续处理5d,第4d时刚毛藻藻膜系统对氮、磷、TC、TOC的去除效果明显,对TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、TP、PO43--P、TC及TOC的去除率分别达到了77.51%、96.81%、99.74%、83.01%、94.87%、98.68%、84.24%和50.09%,试验过程中pH值由7.68上升至9.62。利用SAS软件分析实验数据,不同形式氮变化与不同形式磷和碳变化之间的相关主要是NH4+-N和PO43--P之间的正相关,表明水体中NH4+-N和PO43--P的浓度是其他污染物去除率的主要影响因素。TP和TOC之间关系为显著负相关,表明藻体吸收降解磷的同时,将会影响到TOC的升高。本实验水体中磷是限制因素,当TP含量较低时,应及时将藻膜系统移出水体,防止二次污染。     

潮汐流人工湿地床污水处理效果试验研究

研究新型潮汐流人工湿地床对污水处理的效果。试验结果表明：在淹没排空比为3h∶3h和回流比1∶1的条件下,该潮汐流人工湿地床对COD、BOD5和氨氮（NH4＋-N）的去除率分别为80.2%、79.0%和61.8%,去除负荷分别达到283.2、179.7和30.1g/（m2.d）,高于其他类型人工湿地;对总磷（TP）的去除率为28.7%,去除负荷为2.9g/（m2.d）。潮汐流人工湿地床总供氧能够满足有机物及氨氮的氧化需氧量。     

波式潜流人工湿地处理生活污水的试验研究

提出了一种新型潜流构造湿地—波式潜流人工湿地(WavySubsurfaceFlowConstructedWetland,简称W-SFCW)并进行了在相同试验条件下与水平潜流人工湿地(HorizontalSubsurfaceflowConstructedWetland,简称SFCW)进行对比试验。结果表明,W-SFCW在污染物去除方面明显优于SFCW,在相同试验条件下W-SFCW出水COD、NH4+-N和TP分别为47.1、10.4和0.42mg·L-1,去除率分别比SFCW提高8.2%、13.1%和6.6%;但W-SFCW系统水流阻力大于SFCW系统,在本试验条件下W-SFCW的湿地床体的水头损失220mm,而SFCW水头损失70mm;W-SFCW及SFCW在冬季运行期间COD、NH4+-N去除率受环境温度影响明显,但未出现恶化现象;磷去除在低温期间几乎不受影响。     

3种金属离子对好氧颗粒污泥形成及污染控制影响

【目的】探讨不同金属离子对颗粒污泥形成及去除氮磷的影响。【方法】采用摇床震荡法,以污水处理厂氧化沟中新鲜污泥为接种污泥,通过添加10mg/L同浓度的Zn2+、Mg2+、Ca2+3种金属离子诱导好氧颗粒污泥形成,研究其形态特征、MLSS、SVI变化、N素、P素及TOC的处理效果。【结果】结果表明,金属离子诱导的好氧颗粒污泥粒径较大均在0.5～1.5mm之间、结构紧密,具有清晰的边界。添加了Zn2+、Mg2+、Ca2+的污泥实现完全颗粒化时间分别是32d、32d、28d。后期处理中,Zn2+、Mg2+诱导形成的颗粒污泥NH4+-N去除率在70%左右,而Ca2+诱导的颗粒污泥去除率仅有32%。Zn2+、Mg2+、Ca2+诱导的颗粒污泥TP去除率分别为66.18%、64.95%、45.93%,PO43--P去除率是59.41%、55.84%、41.55%。TOC处理效果明显,在85%～92%之间,其中Zn2+诱导的TOC去除率达91.85%。【结论】添加适量金属元素促进颗粒污泥的形成,且Ca2+的添加更有利于活性污泥颗粒化进程时间的缩短;而Zn2+、Mg2+的添加有助于提高颗粒污泥NH4+-N、PO43--P、TP、TOC的降解效率。     

垂直潜流湿地对生活污水的净化效能研究

采取间歇式进水和垂直潜流湿地结合的方法处理实际生活污水,构建了4个人工湿地,即菖蒲湿地、芦苇湿地、混栽湿地（菖蒲和芦苇）及空白对照湿地,针对不同水力停留时间（HRT）及植物种属进行研究。结果表明：总氮（TN）和氨氮（NH4＋-N）的去除,种植植物的湿地以HRT为7d处理效果最好,TN和NH4＋-N去除率最高分别达到99.60%和99.58%。空白湿地中,TN去除率以HRT为6d和NH4＋-N去除率以HRT为5d为最好,最高分别达到87.90%、91.80%。对总磷（TP）的去除,4个湿地均以HRT为6d为最佳,去除率均高于93.00%。通过对不同植物的研究,发现植物床对氮的去除效果优于空白湿地,芦苇湿地和混栽湿地的处理效果均优于菖蒲湿地。     

垂直潜流湿地对生活污水的净化效能研究

采取间歇式进水和垂直潜流湿地结合的方法处理实际生活污水,构建了4个人工湿地,即菖蒲湿地、芦苇湿地、混栽湿地（菖蒲和芦苇）及空白对照湿地,针对不同水力停留时间（HRT）及植物种属进行研究。结果表明：总氮（TN）和氨氮（NH4＋-N）的去除,种植植物的湿地以HRT为7 d处理效果最好,TN和NH4＋-N去除率最高分别达到99.60%和99.58%。空白湿地中,TN去除率以HRT为6 d和NH4＋-N去除率以HRT为5 d为最好,最高分别达到87.90%、91.80%。对总磷（TP）的去除,4个湿地均以HRT为6 d为最佳,去除率均高于93.00%。通过对不同植物的研究,发现植物床对氮的去除效果优于空白湿地,芦苇湿地和混栽湿地的处理效果均优于菖蒲湿地。     

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。     

不同水力负荷下两类湿地脱氮效果对比研究

在不同水力负荷下,对比研究了复合垂直流人工湿地和潜流人工湿地对污水处理厂二级出水的脱氮效果。结果表明,复合垂直流人工湿地系统对NH_4~+-N的去除能力显著高于潜流人工湿地系统(P0.05),但是两类湿地系统对TN的去除能力差异并不显著(P0.05)。水力负荷越低,两类湿地系统对NH_4~+-N、TN去除率的差距越明显。以脱氮为主要目标时,复合垂直流人工湿地系统最佳的水力负荷为0.6~0.8 m/d,潜流人工湿地系统水力负荷可取低值0.4~0.6 m/d。     

“空心菜-水芹”轮作对养殖池塘水质和底质环境的影响

通过测定TOC、COD、Chl、TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TP、PO_4~(3-)-P等水质指标和底泥中TOC、TN、TP指标,探究"空心菜-水芹"轮作模式对不同养殖品种和养殖数量情况下养殖池塘水质和底质环境的影响。结果表明,在轮作模式前期,空心菜(Ipomoea aquatica)种植能显著降低甘露青鱼(Mylopharyngodon piceus)养殖场TOC、Chl、TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、PO_4~(3-)-P等水质指标,能显著降低苏州经济鱼亲本塘TOC、COD、Chl、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TP等水质指标。轮作后期水芹(Oenanthe stolonifera)种植能降低甘露青鱼养殖场TOC、NO_3~--N、TP等水质指标,降低苏州经济鱼亲本塘TOC、COD、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP等水质指标。轮作前、后期均能降低底质TOC、TN和TP含量。"空心菜-水芹"轮作模式能显著降低养殖池塘水体中TOC、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP指标和底泥中TOC、TN、TP指标。     

人工湿地中植物对低盐度养殖废水处理效果

分别构建种植美人蕉（Canna indica）、菖蒲（Acourus calamus）和千屈菜（Luthrum salicaria）的人工湿地，开展对低盐度养殖废水处理效果的模拟研究，设置进水中的C/N/P分别为50/10/1、25/5/1、25/5/2、25/5/3，盐度分别为0.5、1.0和2.0，水力停留时间分别为1 d、2 d、3 d和4 d，测定人工湿地对总氮、总磷和化学需氧量的去除率，出水中的氨氮、硝态氮、亚硝态氮和磷酸盐含量以及3种植物的生长状况。研究表明：当HRT=4 d，盐胁迫浓度为1，C/N/P为25/5/2（COD=50 mg/L，TN=5 mg/L，TP=4 mg/L）时，人工湿地装置TN、TP及COD去除率可达90%、97%和65%；不同植物的人工湿地系统中，美人蕉-人工湿地去除效果最佳，此时美人蕉体内叶绿素（SPAD值）、超氧化物歧化酶含量较高，丙二醛含量较低，分别为40.6、1 212U/g和2.45 nmol/g，氨基酸含量为1.82 %；盐胁迫浓度为1，C/N/P为25/5/2时，人工湿地内微生物群落结构得到优化，优势菌群为变形菌门（Proteobacteria），该菌门是污水处理中常见的功能性菌群。因此美人蕉-人工湿地能够处理低盐度养殖废水，能强化人工湿地处理效果，提高植物-微生物的协同去污和盐度耐受性，为滨海水体修复提供技术支撑。     

复合水平流人工湿地对氮和有机污染物的 去除效果和动态变化

将半咸水(S=7.5±0.1)复合水平流人工湿地同室内水泥池养殖暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)结合,构建室内集约化养殖—湿地生态系统,研究了人工湿地处理养殖循环用水过程中,湿地不同沿程处理系统对NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TSS和COD的去除规律和动态变化.结果表明,人工湿地对上述水质指标有良好的净化效果,NH4+-N平均去除率66.37％,NO2--N平均去除率97.68％,NO3--N平均去除率7.63％,TSS平均去除率80.39％,COD平均去除率16.50％.各水质指标在湿地床内的动态模型可表示为曲线:CL=C0·exp(K1L2+K2L+K).     

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。     

同步硝化反硝化菌（Alcaligenes faecalis WT14）养殖污水脱氮效果研究

为探究溶氧(Dissolved orygen,DO)控制对异养硝化-好氧反硝化(Heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)菌脱氮效力的影响,本文从绿狐尾藻人工湿地底泥基质中分离出高效HN-AD菌Alcaligenes faecalis WT14,通过室内和反应器装置试验,较系统地研究了WT14的HN-AD性能和不同DO条件对其NH_4~+-N、NO_3~--N去除能力的影响,并建立两级DO控制固定床反应器,通过DO控制分析了菌株WT14对养殖废水的处理效果。氮平衡试验表明,菌株WT14具有高效的同步硝化-反硝化能力,92.10%的NH_4~+-N以气态形式被去除,4.16%的NH_4~+-N被菌株WT14同化为胞内氮,同时NH_4~+-N的存在会促进NO_3~--N的还原。DO控制试验表明,菌株WT14的NH_4~+-N和NO_3~--N去除能力与DO浓度显著相关,低DO条件会抑制其NH_4~+-N去除能力,但是会促进NO_3~--N去除能力,且符合Boltzmann模型,其脱氨脱硝活性的半数DO抑制浓度分别为2.53 mg·L~(-1)和5.40 mg·L~(-1),最大NH_4~-N去除率和NO_3~--N去除率分别为94.0%和98.4%。在两级好氧(DO 4.00±0.30 mg·L~(-1))条件下,WT14对养殖废水的NH_4~+-N、TN和COD的去除率分别为99.3%、90.5%和97.5%,存在NO_3~--N和NO_2~--N的积累,而在连续好氧(DO 4.00±0.30 mg·L~(-1))-微氧(DO 0.50±0.10mg·L~(-1))条件下,WT14对养殖废水的NH_4~+-N、TN和COD的去除率分别为99.3%、97.6%和98.2%,且无NO_3~--N和NO_2~--N的积累。研究表明,两级DO控制中连续好氧-微氧显著促进了同步异养硝化-好氧反硝化菌WT14对NO_3~--N和NO_2~--N的还原,且不影响NH_4~+-N和COD的去除,提高了TN去除率。     

磁混凝预处理沼液的效能与机理研究

为削减沼液处理工艺中生物生态单元的负荷,采用磁混凝工艺预处理沼液。经单因素和响应面试验优化磁种与混凝剂的投加配比,分析混凝出水中的残余铝含量和铝形态以及有机物官能团的分布,研究磁混凝强化沼液预处理的效能与磁混凝机理。结果表明,磁混凝加快絮体沉降,提高出水安全性,增加沼液中污染物去除;磁混凝预处理最佳配比为Fe₃O₄（1.0 g·L^-1）+Al₂(SO₄)₃（2.05 g·L^-1）+PAM（10.34 mg·L^-1）,此时磷、COD和氨氮去除率分别达到99.09%、30.39%和14.76%。同时磁混凝通过促进Al_b的生成和增强芳香碳物质去除的方式强化沼液中有机物去除;另外磁种Fe₃O₄的吸附增加氨氮去除。结果可为沼液预处理提供技术参考。     

负载型纳米零价铁(nZVI)强化垂直流人工湿地反硝化作用研究

通过在垂直流人工湿地缺氧反硝化区添加负载型纳米零价铁(n ZVI),分析不同负载型n ZVI投加量对反硝化的影响,研究不同进水C/N条件下负载型nZVI参与反硝化的效果。结果表明:投加负载型nZVI 4 g的人工湿地装置对硝氮去除效果最佳,当C/N为6、HRT=1 d、进水NO_3~--N为50 mg·L~(-1)时,其NO_3~--N去除率比未添加负载型n ZVI的人工湿地装置提高15%;随负载型n ZVI投加量的增加,人工湿地装置出水pH值和NH_4~+-N、NO_2~--N的浓度增加;在进水C/N为0、2、4、6的人工湿地装置中,其对NO_3~--N的去除率随C/N升高而升高;统计分析表明,进水C/N与负载型n ZVI投加量对人工湿地反硝化都具有显著影响,且两者具有协同作用,碳源的存在可以促进负载型nZVI参与人工湿地反硝化。     

施肥对幼蟹池塘养殖水质影响的初步探究

为了探究施肥对河蟹幼蟹养殖水质的影响,于2016年6—10月在上海崇明幼蟹培育基地选择6口池塘进行研究。实验设置不施肥处理组和施肥处理组,并对以上处理组和水源的水温(T)、溶解氧(DO)、pH、化学需氧量(CODMn)、总磷(TP)、磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝酸盐(NO_3~--N)、亚硝酸盐(NO-2-N)、钙镁总硬度和叶绿素a(Chl. a)进行监测。结果表明,幼蟹池塘水质变化具有明显季节特征,其中6月和9月两组池塘水质因子较为平稳,7—8月两组池塘CODMn、Chl. a出现显著升高而DO显著下降,养殖末期(10月)两组池塘除总硬度和DO大幅下降,剩余水质因子显著升高。实验中水源和两组池塘的水温和pH差异不显著(P 0. 05)。水源DO和NO_3~--N显著高于施肥与不施肥池塘(P 0. 05),不施肥池塘的TP、PO_4~(3-)-P、Chl. a和总硬度均显著低于施肥池塘(P 0. 05)。幼蟹池塘施肥后会引起TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N和CODMn短暂性显著升高(P 0. 05)。研究发现,对比两组池塘的综合效益,得出两者差异不显著。池塘施肥会因N、P营养元素积累过多,造成施肥池塘水质劣于不施肥池塘。因此,池塘养蟹采用不施肥的策略更符合生态养殖的理念。     

铵态氮及硝态氮配比对香蕉幼苗氮素吸收动力学特征的影响

【目的】探究不同铵硝配比条件下香蕉幼苗对铵态氮、硝态氮两种形态氮素的吸收特性以及两种氮源离子相互作用对香蕉氮素吸收动力学特征的影响,筛选最适于香蕉氮素吸收利用的铵硝配比,为香蕉氮素营养高效吸收提供理论依据。【方法】依据养分吸收动力学原理,利用改进的耗竭法研究不同铵硝配比营养液中巴西品种香蕉（Musa AAA Giant Cavendish cv. Brazil）幼苗对铵态氮、硝态氮以及总氮的吸收动力学特征。设7个处理：100%铵态氮（100%A）、90%铵态氮+10%硝态氮（90%A+10%N）、70%铵态氮+30%硝态氮（70%A+30%N）、50%铵态氮+50%硝态氮（50%A+50%N）、30%铵态氮+70%硝态氮（30%A+70%N）、10%铵态氮+90%硝态氮（10%A+90%N）和100%硝态氮（100%N）。每个处理设9个氮浓度梯度：0、0.1、0.2、0.5、1、1.5、2、3、4 mmol·L^-1。【结果】不同铵态氮﹕硝态氮配合条件下,香蕉苗吸收铵态氮、硝态氮及总氮的规律均符合Michaelis-Menten酶动力学方程,其动力学方程达到极显著水平。NH₄⁺-N比例在10%-70%时,随着NO₃^--N比例的增加,可以增加香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收速率。在NH₄⁺-N比例为70%时,NH₄⁺-N的最大吸收速率（Vmax）最大,为55.56 μmol·g^-1·h^-1,NH₄⁺-N比例超过70%会降低香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收速率。香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收速率呈现随营养液NH₄⁺-N比例的增加而显著降低的规律。NH₄⁺-N比例从10%增大到90%时,NO₃^--N的Vmax降低了2.62倍,增加NH₄⁺-N的比例明显抑制香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收。铵硝配比对香蕉根系与NH₄⁺-N和NO₃^--N的亲和力影响无明显规律。在铵硝配比为3﹕7时香蕉总氮Vmax达到83.33 μmol·g^-1·h^-1,明显高于其他处理,最有利于香蕉吸收利用氮素。【结论】NH₄⁺-N比例低于70%时,增加NO₃^--N比例可以促进香蕉幼苗对NH₄⁺-N的吸收,NH₄⁺-N比例高于70%时,增加NO₃^--N比例抑制NH₄⁺-N的吸收。增加NH₄⁺-N的比例明显抑制香蕉幼苗对NO₃^--N的吸收,铵硝配比为3﹕7最有利于香蕉吸收利用氮素。     

不同质量浓度硝态氮在潮白河模拟河床中去除效果研究

近年来再生水逐渐成为城市景观河流的主要用水来源,但再生水含有较高氮元素,容易造成水体与地下水污染。河床底泥对NO₃^--N有一定的截留与去除作用,本实验通过河槽装置模拟潮白河河床,探究低、中、高3种NO₃^--N质量浓度水平下河槽系统中底泥对NO₃^--N的去除效果。结果表明:水体中NO₃^--N质量浓度为5、10、20 mg·L^-1时NO₃^--N去除率分别为67.8%、63.0%、55.0%。河槽10 cm处和下部70 cm处对NO₃^--N去除效果较好。底层排出水中pH与NO₃^--N质量浓度相关性较强,底泥中50 cm与70 cm处反硝化作用强度与溶解氧质量浓度紧密相关;随着温度降低,溶解氧质量浓度升高,反硝化作用减弱,NO₃^--N去除效果变差。底泥中NO₃^--N的去除主要通过土壤淋溶作用、同化作用、反硝化作用与异化还原作用等共同作用;部分氮素以同化作用形成的有机氮和异化还原作用形成的NH₄⁺-N留存于底泥中。研究表明,河床底泥对再生水河道具有一定的净化效果。