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。     

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=3 m×1 m×1.5 m）、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400 mm·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。     

6种人工湿地填料对氮·磷的吸附效果研究

[目的]探讨6种人工湿地填料对水体中氨氮、总磷污染物的处理效果。[方法]通过静态摇床试验,研究沸石、火山石、蛭石、柱状活性炭、生物陶粒、无烟煤填料吸附氨氮和总磷的能力,建立各填料等温吸附模型。[结果]沸石对氨氮的吸附效果最好,蛭石、火山石次之,而柱状活性炭、生物陶粒、无烟煤对氨氮的吸附效果较差;柱状活性炭、火山石对总磷的吸附效果较好,其他填料对总磷的吸附效果较差;6种填料的等温吸附过程的拟合结果符合Freundlich吸附模型。[结论]从吸附氨氮、总磷性能的角度考虑,沸石、火山石是人工湿地填料较好的选择。     

人工湿地不同级配填料净水效果研究

人工湿地作为一种生态工程水处理技术,已经开始应用于处理农业径流污染,对人工湿地填料的研究也已成为重点.以沸石、圆陶粒、粗砂、页岩、砾石为填料,研究了在不同级配组合情况下,在中试垂直人工湿地模型中的净水效果.研究表明:1号、5号和7号级配方案对氨氮的去除效果都达到了60%以上,对TN的去除率达到40%以上;2号和5号级配方案对CODcr的去除率达到40%以上;5号级配方案对污染物整体的去除效果最好.     

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。     

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。     

垂直流人工湿地模拟系统对珠江水的净化效果

采用3种基质(中粗砂、煤灰渣、高炉渣)为试验材料,填充高度分别为1.0、1.2、1.4 m,研究垂直流人工湿地模拟系统在水力负荷42 cm/d条件下对珠江水中的主要污染物总氮(TN)、总磷(TP)、COD的净化效果。研究结果表明,人工湿地垂直流模拟系统对珠江水中TN、TP和COD等污染物具有较好的净化效果,其平均去除率分别可达到56.16%、93.49%、86.96%;随着填料柱高度的增加,其去除率也增加。     

人工湿地填料磷去除效果的影响因素分析

为分析人工湿地填料磷去除效果的影响因素,选取页岩、粗砾石、铁矿石、麦饭石等不同填料进行等温磷吸附实验和室内谮小试磷去除研究.结果表明,填料类型和粒径影响填料磷吸附性能.上述填料磷吸附性能依次为页岩铁矿石>麦饭石>粗砾石且页岩最大磷吸附量随粒径增加而减小.水力负荷(HLA)变化对不同填料磷去除效率影响效果不同,当HLA从200 mm·d-1降至142.8 mm·d-1时,粗砾石构建湿地总磷去除率增加大约10%;麦饭石因为吸附渐进饱和总磷去除率呈现出不断下降趋势;铁矿石可能受微生物影响导致Fe等金属元素释放,总磷去除率从大约6%(HLA=200mm·d-1)上升至35%(HLA=142.8 mm·d-1)左右;页岩受HLA变化影响较小,总磷去除率基本稳定在80%以上.综合上述实验结果发现填料种类、粒径及水力负荷均影响湿地填料磷去除效果.     

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。     

砾石潜流-浮桥平流复合湿地系统净化生活污水研究

[目的]研究砾石潜流-浮桥平流复合湿地系统对生活污水的净化效果。[方法]人工组建砾石潜流-浮桥平流复合湿地系统,以生活污水为研究对象,考察该系统对污水中化学需氧量(COD)、氨氮(NH_3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的净化效果。[结果]系统对生活污水中COD、NH_3-N、TN、TP的平均去除率分别为73.3%、56.1%、47.1%、65.7%;一级湿地单元对COD的去除效果较好,二级湿地单元对NH_3-N、TN和TP的去除效果较好,三级湿地单元对各项污染指标的去除率均较差。[结论]砾石潜流—浮桥平流复合湿地系统对生活污水整体净化效果良好,可拓展研发新型生态污水处理技术。     

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。     

初沉单元中净化材料的筛选及运行参数研究

为了对养殖尾水处理系统中沉淀单元净化能力进行优化,以净化前后养殖尾水总氮（TN）、总磷（TP）和高锰酸钾指数（COD_Mn）为检测指标,对除磷型改性凹凸棒土（Al@TCAP-P）、除氮型改性凹凸棒土（Al@TCAP-N）、陶粒砂、细菌屋、火山石、吸氨石和活性炭等7种净化材料进行筛选,以研究其最佳添加量和最佳分布方式。结果表明：从整体上看,Al@TCAP-N对TN去除,火山石对TP、COD_Mn去除效果较好。Al@TCAP-N可在正常沉淀基础上提升36% TN去除率,平铺时去除效果最佳;火山石可提升34%的TP去除率和15%的COD_Mn去除率,堆积时净化效果最佳。Al@TCAP-N和火山石有利于提升沉淀单元净化效能,最佳添加量分别为5.24 g·L^-1和5.02 g·L^-1。     

菩提子/美人蕉-黑麦草人工湿地生态工程净化效果研究

本论文研究了菩提子/美人蕉-黑麦草人工湿地生态工程在杭州气候条件下,净化流入西湖污水的效果,比较了不同季节、不同水力负荷条件下系统的净化效果及其间的差异.结果表明该湿地对总氮(TN)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD5)的总去除率在40%～50%之间,总磷(TP)的去除率在60%～70%之间,氨氮(NH4-N)的去除率达90%以上.春夏季的净化效果优于秋冬季,全年TN、TP、COD、BOD5的最低去除率分别保持在30%、60%、40%、35%左右.在同一时期不同的水力负荷(200～1200 mm/d)下系统净化效果无明显差异.     

复合水平流人工湿地中水生植物净化效果研究

采用2块结构相同的复合水平潜流人工湿地,选用不同的植物组合处理农村富营养化水体,分析2块湿地的净化效果,结果表明:2个复合水平流人工湿地对于TN和NH3-N的去除效果差异明显,而对于COD和TP的去除效果差异不明显。对COD、NH3-N、TN和TP的去除率,种植灯心草—菖蒲和美人蕉—风车草的1号复合湿地分别为29.4%、35.7%、43.6%和65.9%;种植香蒲—美人蕉和美人蕉—风车草的2号复合湿地分别为30.6%、49.2%、58.1%和64.5%;2个湿地通过植物吸收、存储氮量仅占湿地总氮的去除量的8.13%和10.72%,但是植物的存在间接地影响微生物硝化/反硝化,对提高湿地氮去除率具有重要作用。湿地通过植物吸收、存储磷量占湿地总磷的去除量的7.59%和10.25%。湿地脱磷的主要贡献来自基质,而植物的贡献较小。     

浸润线高度对垂直潜流湿地处理效果的影响研究

针对污染物浓度较高的猪场沼液,开展了不同浸润线高度下垂直潜流湿地处理效果的对比研究。试验结果表明:湿地浸润线可改变湿地填料层中的溶解氧分布和水力流态,从而造成了3种类型湿地系统对猪场沼液处理效果的差异;在不同水力负荷下,中浸润线垂直潜流湿地(VSSF-M)对猪场沼液中各项污染物的去除效果均好于低浸润线垂直潜流湿地(VSSF-L)和高浸润线垂直潜流湿地(VSSF-H);中浸润线垂直潜流湿地利用溶解氧梯度在填料层内实现了好氧区、缺氧区和厌氧区的共存,从而使硝化作用与反硝化作用在同一系统内完成,提高了系统的脱氮能力;中浸润线垂直潜流湿地系统还可适当增大系统的水力停留时间(HRT),并可优化水力流态,从而进一步改善湿地系统的净化效果。因此,结合处理效果和出水水质的稳定性,中浸润线垂直潜流湿地对浓度较高的猪场沼液具有较高的去除效率。     

不同种植模式的人工湿地对生活污水的净化效果

以生长良好的凤眼莲和水鳖作为供试材料,探讨了由凤眼莲单植、水鳖单植和凤眼莲-水鳖混植等种植模式构建的人工湿地对生活污水中COD、SS、TN、TP的净化效果。结果表明:凤眼莲单植的湿地对污水中COD、TN的去除率最高,其次为凤眼莲-水鳖混植的湿地;而水鳖单植的湿地对污水TP的去除率最高,其次为凤眼莲-水鳖混植的湿地;凤眼莲和水鳖对污水中SS均有较好的去除效果;试验后期,因水鳖叶片的死亡,富集于植株叶片内的氮磷元素随死亡残体重新进入水体,导致水体中TP、TN含量升高。     

水平流-垂直流复合人工湿地系统对污水的净化效果研究

采用人工处理池，将水平流与垂直流湿地系统组合成复合式人工湿地处理系统，研究了此系统在停留时间为5d时对城市污水的净化效果。结果表明，水平流-垂直流复合人工湿地系统处理效果相当稳定，其对化粪池出水中COD，BOD5，TP，TN，SS的平均占除率分别为72％，80％，83％，33％和60％以上。而种植系统去除效果明显高于无种植系统。     

水平潜流人工湿地对化粪池污水的净化效果

就不同季节条件下水力停留时间分别为1、3和5d时,水平潜流人工湿地系统对化粪池污水的净化效果进行了研究．结果表明,在同一季节,随着水力停留时间的延长,该系统对COD、TP、TN等3个指标的去除率明显提高,3d去除率明显高于1d,系统在水力停留时间5d时对COD、TP、TN的去除效果虽比3d有所提高,但增幅不明显．在夏、秋、冬3个季节,系统对COD的去除率分别达到43．48％～83．33％、53．52％～86．32％和33．33％～63．77％,对TP的去除率分别达到33．28％-66．9％、22．14％～55．85％和12．69％～42．71％,但对TN的去除效果较差,平均去除率只有19．09％．     

凤眼莲修复农村微污染小型水域研究

为了解凤眼莲对农村微污染小型水域的修复效果,以流经郑州郊区农村的十八里河河水作为对照(A组),向其添加有机质、氮磷营养物质的B、C 2组为微污染水样,采用凤眼莲静态培养,通过测定水样中化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)及氨氮(NH3-N)含量,监测凤眼莲对污染水样的净化效果。结果表明,凤眼莲对水样中COD、TP、NH3-N的去除率增幅随时间增加而减小,在最初6d都表现出较高的去除率,且各指标的初始质量浓度越高,去除率亦越大;对TN的去除率增幅随时间增加表现为先增加后减小,TN的去除是一个相对缓慢的过程。在18d内凤眼莲对水样中COD、TP、TN和NH3-N的去除率分别介于69.27%～74.15%、69.20%～83.61%、71.86%～75.01%和64.26%～94.50%。可见,凤眼莲对微污染水域中COD、TP、NH3-N、TN均具有较好的净化效果,可用于修复该类水体。