人工湿地不同植被净化水质效果与生理特性

通过模拟垂直流人工湿地污水系统,研究湿地植被鸢尾(Iris tectorum Maxim.)、菖蒲(Acorus calamus L.)、茭白(Zizania latifolia)和芦苇(Phragmites communis Trin.)对生活污水总氮(total N,简称TN)、总磷(total P,简称TP)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)、生物耗氧量(biochemical oxygen demand,简称BOD5)和化学耗氧量(chemical oxygen demand,简称CODCr)的去除效果。结果发现,人工湿地4种植被对各种污染物的净化效果存在一定的差异,净化效果基本表现为鸢尾和芦苇高于菖蒲和茭白;人工湿地4种植被对氮素的去除效果较好,对TP的去除效果较差,说明4种湿地植被对生活污水中氮素的吸收效果较好;人工湿地4种植被地上部和地下部生物量、根系活力和基质酶活性均表现为鸢尾和芦苇高于茭白和菖蒲;4种植被地上部生物量均大于地下部生物量,就植株体内的N、P含量而言,地上部分N和P积累量高于地下部分;回归分析结果表明,人工湿地不同植被N、P积累量分别与生物量N、P含量呈显著的线性关系(P0.05),由此推测,通过生物量和植被N、P含量来评价湿地植被对N、P去除的作用;相关性分析结果表明,人工湿地植被对生活污水各指标的去除率与植被自身生理特性密切相关,从相关系数来看,人工湿地植被对生活污水各指标的去除率与其根系活力和基质酶活性密切相关;除此之外,人工湿地植被对TN的去除与自身体内氮素密切相关,对TP的去除与自身体内磷素密切相关。     

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。     

垂直流人工湿地内部曝气对出水水质的影响

[目的]研究垂直流人工湿地内部曝气对出水水质的影响。[方法]以迎龙污水处理厂中第二级湿地为试验场地,研究了垂直流人工湿地在不同曝气压力、曝气深度下对生活污水CODCr、氨氮、总磷去除效果的影响。[结果]湿地内部曝气可以提高CODCr的去除率;在深层(50 cm)曝气能够提高氨氮去除率,在浅层(25 cm)曝气不利于氨氮的去除;总磷的去除受溶解氧的影响较小。[结论]该研究为垂直流人工湿地内部曝气的实际应用提供了参考。     

不同类型人工湿地处理富营养化水体的试验研究

【目的】针对富营养化水质,在同等条件下分别对表面流、潜流、垂直流3种人工湿地的净化作用进行对比,探索不同湿地类型应用于富营养化水体处理效率之间的差异。【方法】采用原位观测和室内化验的方法测定了人工湿地不同季节水质状况(TN、NH_4~+-N、TP、高锰酸钾指数、BOD_5和COD_(Cr)),研究了不同类型人工湿地对富营养化水体的净化作用。【结果】不同类型的人工湿地对水体的营养成分净化效果存在较大的差异,虽然具体的净化效果不尽相同,但3种类型的湿地对TN、NH_4~+-N、TP、高锰酸钾指数、BOD_5和COD_(Cr)去除率均体现出明显的季节变化特点,均呈倒"V"形的变化趋势,并在夏季达到最大水平的去除率,同样的月份,垂直流对水质各指标的去除效果最佳,其次是潜流、表面流,其中对BOD_5和COD_(Cr)的去除效果相对更佳,不同类型人工湿地对NH_4~+-N、TN的去除率在0.05的显著性水平下存在明显的差异,对高锰酸钾指数净化效果相差不大;垂直流和表面流对BOD_5和COD_(Cr)去除率差异并不显著。与潜流和表面流湿地相比,垂直流湿地植被N含量、P含量、N积累量和P积累量均为最高,而潜流和表面流差异不大。通过相关性分析发现,就这3种不同类型的人工湿地而言,其对NH_4~+-N、TN、TP的去除率分别与湿地植物N、P含量及累计量存在显著相关性,以此达到去除水质中N、P等元素的目的。【结论】垂直流人工湿地对富营养化水体的净化效果更佳。     

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。     

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。     

人工湿地工艺在污水处理中的应用优势分析

【目的】研究人工湿地工艺在污水处理中的作用,明确人工湿地工艺运行机制,为污水处理行业提供借鉴。【方法】以实际监测数据就当前国内生活污水处理常用的氧化沟工艺、ICEAS工艺及垂直流人工湿地工艺对CODCr、BOD5、SS、TP、TN这5项指标的处理现状作了分析比较。【结果】人工湿地工艺相对于其它两种工艺表现出了更加优秀的处理能力,CODCr、BOD5、SS、TP、TN等5项指标的去除率均相对较高。应用人工湿地工艺的污水处理厂CODCr、BOD5、SS、TP等4项指标的年平均去除率均达到了90%及以上,TN的去除率也可达80%。【结论】从处理效果、投资及运营成本等各方面来看,人工湿地应用在中小型污水处理厂生活污水的处理中表现出突出的优势。将人工湿地工艺运用在污水处理中可大大提高污水的处理效率,还可降低运行成本。     

不同基质厌氧折流-垂直流人工湿地(ABR-VFW)对农村生活污水的处理效果

为筛选不同污染浓度下垂直流人工湿地处理农村生活污水的最优基质,选取4种常见的基质:页岩砖渣(YYZZ)、火山岩(HSY)、生物陶粒(SWTL)和无烟煤(WYM),构建厌氧折流-垂直流人工湿地(ABR-VFW),水力负荷统一设置为4.2 m3·m~(-2)·d~(-1),通过对比分析不同污染浓度(低、中、高)下4种基质对农村生活污水中的有机物(以COD计)、总氮(TN)、总磷(TP)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO-3-N)的处理效果,为垂直流人工湿地治理农村生活污水最佳基质的选取提供了合理依据。结果表明:YYZZ对污水中COD和TN的去除率最高,分别为88.12%~95.78%(低浓度)、64.05%~84.09%(中浓度)、61.25%~74.07%(高浓度)和51.98%~55.98%(低浓度)、38.52%~50.84%(中浓度)、47.42%~53.22%(高浓度),其次为WYM和HSY,而SWTL最低;SWTL对农村生活污水中NH_4~+-N和TP的去除率显著高于其他基质,其分别高12%~24%(NH_4~+-N)和13%~23%(TP)。研究表明,对COD和TN含量较高的农村生活污水以YYZZ基质去除效果为佳,而对TP或NH_4~+-N为主的农村生活污水以SWTL基质去除效果为优。     

Influence of Internal Aeration in Vertical Flow Constructed Wetland on Effluent Oualitv

[目的]研究垂直流人工湿地内部曝气对出水水质的影响.[方法]以迎龙污水处理厂中第二级湿地为试验场地,研究了垂直流人工湿地在不同曝气压力、曝气深度下对生活污水CODcr、氨氮、总磷去除效果的影响.[结果]湿地内部曝气可以提高CODcr的去除率;在深层(50 cm)曝气能够提高氨氮去除率,在浅层(25 cm)曝气不利于氨氮的去除;总磷的去除受溶解氧的影响较小.[结论]该研究为垂直流人工湿地内部曝气的实际应用提供了参考.     

生物炭添加对人工湿地中污染物去除和基质微生物活性的影响

为提高人工湿地除污能力,探索利用生物炭强化人工湿地除污的可行性,以垂直流人工湿地为研究对象,通过单因素分析对比不添加生物炭系统（CW-1）和添加生物炭系统（CW-2）的垂直流人工湿地出水净化效果、微生物活性（基质酶活性、生物量、生物膜）大小,探究生物炭对垂直流人工湿地污水系统中总氮（TN）、氨氮（NH₄⁺-N）、总磷（TP）及化学需氧量（COD）去除效果的影响,分析生物炭对垂直流湿地基质中酶活性、生物量和生物膜量的影响。结果表明,通过添加生物炭,TN、NH₄⁺-N、TP、COD的平均去除率分别提高3.0、1.1、2.7、0.1百分点,添加生物炭湿地（CW-2）的去除率高于未添加生物炭湿地（CW-1）;生物炭添加促使湿地基质中磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶活性和生物量增加,对0～10 cm基质层中酶活性的促进作用尤其显著,0～10 cm基质层酶活性和生物量含量显著（P<0.05）高于其他2层（10～20 cm和20～30 cm）。结果证明,在人工湿地中添加生物炭可以提高氮、磷、化学需氧量的去除效果,并...     

垂直流湿地对生活污水中磷的去除效果研究

在5个不同的水力负荷条件下,研究了2种填料结构的垂直流湿地对低浓度生活污水中磷的去除效果。结果表明,运行初期人工湿地填料的结构和水力负荷对污水中磷的去除有一定的影响。水力负荷为8.5、10.6、14.1和21.2cm·d-1时,双层填料湿地(1号湿地)对磷的去除效率均可高达97.5%。多层填料湿地(2号湿地)的水力负荷为8.5和10.6cm·d-1时,对磷的去除率可达96.3%;当水力负荷为14.1、21.2和42.4cm·d-1时,人工湿地对TP的去除效率随水力负荷的增大而逐渐降低,分别为92.7%、81.2%和34.5%。磷的静态吸附实验表明,填料对磷的吸附是非常有限的。填料对磷吸附饱和前,垂直流湿地对生活污水中的磷具有良好的去除效果;填料磷吸附饱和后,去除效果较差。     

4种湿地植物对污水中氮磷的去除效能及其迁移规律

为探讨湿地植物对水体中氮、磷营养元素的去除效果,本试验选取了4种水生植物芦苇、香蒲、菖蒲和水葱作为试验材料,通过分别设置3个不同浓度梯度总氮、总磷的生活污水处理,分析不同植物对污水中总氮、总磷的吸收效果。结果表明:1）不同湿地模拟系统中,植物对总氮的吸收作用以植株地上部分为主。植物对污水中的总氮的累积量大小顺序依次为水葱、芦苇、香蒲、菖蒲。2）不同湿地模拟系统中,植物对总磷的吸收作用虽以根系为主,但受生物量的影响,各植株TP含量仍以地上部分居多。植物对总磷的累积量大小顺序依次为香蒲、菖蒲、芦苇、水葱。3）随着总氮、总磷的处理浓度的增高,污水中总氮、总磷的去除率随之增高,说明植物对氮、磷含量高的污水去除效果较好。4种湿地植物对生活污水中总氮的去除率范围为80.3%~93.6%,对总磷的去除率范围为75.7%~97.2%。     

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。     

不同填料在高负荷垂直流人工湿地系统中净化能力的研究

选取砾石、沸石、无烟煤、页岩、蛭石、陶瓷滤料、高炉钢渣、圆陶粒8种填料,在较高水力负荷（1000～2500mm·d^-1）的条件下,进行垂直流人工湿地模拟柱净化污水实验。结果表明,无烟煤、圆陶粒、砾石具有较好去除有机物的能力,对COD的去除率达到50%以上;钢渣和无烟煤对BOD的去除率达到70%以上。沸石和陶瓷滤料对总氮和氨氮的去除率达到70%以上,其他几种填料对总氮和氨氮的去除率仅为20%左右。高炉钢渣和无烟煤具有较好去除磷的能力,高炉钢渣对总磷和总溶解性磷的去除率达到90%以上,无烟煤对总磷和总溶解性磷的去除率达到60%～70%。孔隙率的变化对垂直流人工湿地的净化能力有显著影响。在垂直流人工湿地处理系统中,通过选择合适的填料,如无烟煤、圆陶粒、沸石,在较高的水力负荷条件下可获得较好的处理效果。     

高效垂直流人工湿地对污水的深度处理

深圳市环境科学研究院研发的高效垂直流人工湿地由于具有景观效果好、污染物去除效率高等特点,已被广泛地应用于污水深度处理工程.大量实践结果表明,该系统对SS、CODCr、BOD5、NH3-N、TP具有较高的去除效果,出水水质均达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅲ或Ⅳ类水质标准.     

人工湿地对农村生活污水净化效率的影响

潜流人工湿地具有占地小、投资少,运行效果好等优点,在南水北调中线水源地的农村生活污水处理应用具有一定前景。文中通过对潜流湿地进、出口污水的铵态氮、硝态氮、BOD、COD等指标,结合污水的流量、温度、酸碱度及植被生长情况对湿地污水处理效果进行分析。结果表明:研究期内该潜流湿地对农村生活污水中的铵态氮、硝态氮、BOD、COD的平均去除率分别是40.7%、38.8%、23.5%、56.6%。温度变化对各污染物的去除效率没有显著影响,铵态氮的净化与流速显著相关,而硝态氮和COD的去除效率与入水中的污染浓度显著相关,BOD受溶解氧浓度影响显著。影响潜流人工湿地净化效率的关键因子是流速和溶解氧。     

贵州人工草地植被盖度和地上生物量及碳氮含量对放牧的响应

过度放牧是贵州喀斯特人工草地退化主要人为驱动力之一。研究贵州喀斯特人工草地放牧管理策略,对贵州人工草地的可持续发展有重要指导意义。本研究结合无人机技术对草地植被盖度进行调查,比较不同放牧强度对植被盖度、地上生物量、植被地上部碳氮含量的影响和相同模拟放牧强度对不同混播草地植被盖度、生物量、植被地上部碳氮含量的影响,分析地上生物量、植被地上部碳氮含量与盖度的相关性。结果表明,轻度放牧下,植被盖度、地上生物量鲜重、地上生物量干重和植被地上部碳氮比分别比重度放牧显著升高了16.4%、302.4%、292.5%和132.1%(p<0.01),植被地上部氮含量显著降低了58.2%(p<0.01),放牧强度对植被地上部碳含量影响不显著(p>0.01);在相同模拟放牧强度干扰下,混播组合对植被盖度、地上生物量(鲜重和干重)、植被地上部碳、氮含量和碳氮比的影响均不显著(p>0.01)。相比于相同植被类型模式下的混播组合,草地盖度和地上生物量等的响应更受制于放牧强度调控,这进一步揭示,目前放牧强度下,贵州本地人工草地需要采取更低放牧强度的管理策略。不同放牧强度下,地上生物量、植被地上氮含量与植被盖度的相关性较好,结合无人机航拍图片,可为家庭牧场地上生物量和氮含量的无损、快速监测提供可行的途径。     

梦清园人工湿地芦苇的氮磷和生物量动态及其适宜收割期的研究

通过自由水面人工湿地的中试,研究了上海梦清园人工湿地芦苇的不同器官氮、磷含量的季节动态与分配及其地上部分生物量季节动态,并探讨了芦苇的最佳收割期。结果表明,梦清园人工湿地芦苇的不同器官氮、磷含量都随季节波动,且在一个生育周期内,芦苇叶、茎、须根及其地上部分的氮、磷含量曲线呈典型的单峰式。叶和地上部分的氮磷含量峰谷在秋季10月底11月初,茎的峰谷在进入严冬前12月初。早春3月下旬芦苇返青后,芦苇生长曲线呈典型的单峰式,生物量极大值出现在10月底11月初,其中10月21日达6624g.m-2。芦苇地上部氮、磷积累量也在10月底11月初达到最高,10月21日氮、磷积累量分别为151.7g.m-2和32.5g.m-2,说明此时收割芦苇能最好地发挥湿地芦苇的去除氮、磷功能。     

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。     

潮汐流及水平潜流人工湿地污水处理效果比较研究

利用室内潮汐流和水平潜流人工湿地装置,对不同类型人工湿地污染物的去除效果进行对比试验.结果表明:潮汐流人工湿地有利于CODG和氨氮的去除,去除率分别达到94％和95％,灯芯草水平潜流人工湿中因为湿地植物吸收和根区效应等作用使其总氮去除率达到51％,CODCr和氨氮去除率分别为76％和49％,无植物水平潜流人工湿地中CODCr、氨氮和总氮去除率最差,分别为70％、34％和36％;潮汐运行方式可改善湿地内部的氧环境,提高微生物活性,潮汐流人工湿地中微生物活性达到0.3 mg·g-1,是水平潜流人工湿地的近3倍;三组人工湿地基质微生物硝化作用强度与对应氨氮去除效果呈显著正相关关系,相关系数r=0.89(P＜0.05),表明微生物的硝化作用是主要的氨氮脱除途径,且硝化作用强度可作为反映湿地氨氮脱除能力的一个重要指标.