混合基质垂直流人工湿地净化废水效果

利用两种混合基质(蛭石+高炉渣、陶粒+高炉渣)构建模拟垂直流人工湿地处理化粪池出水,运行1a试验结果表明,蛭石+高炉渣基质对总鳞(TP)、总氮(TN)、NH4+-N、CODCr的去除效果要好于陶粒+高炉渣系统,而且其4个组合系统对TP、TN、CODcr、NH4+-N去除率分别大于71%、2.5%、61%、65%;水力学负荷比污染物的去除率存在密切关系:CODcr、NH4+-N、TP在水力负荷较小(30.6cm/d)时的去除率比水力负荷61.2cm/d下高;而种植美人蕉的蛭石+高炉渣组合在水力负荷为30.6cm/d,停留时间为0.848d时的处理效果较好,其对NH4+-N、TP、CODcr的去除率分别为94.51%、89.13%、66.46%,均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。     

CAST一体化设备处理农村生活污水工况研究

为获取CAST(循环式活性污泥法)一体化设备处理农村生活污水的适宜运行参数,分别在5种工况下研究CAST一体化设备处理农村生活污水的色度、浊度、COD、TN、氨氮、TP和磷酸盐的去除效果。结果表明,该CAST一体化设备在以下运行工况参数:(1)温度25℃、容积负荷0.20 kg·m~(-3)·d~(-1)、溶解氧2.00 mg·L~(-1)、曝气2 h;(2)温度25℃、容积负荷0.40 kg·m~(-3)·d~(-1)、溶解氧4.00 mg·L~(-1)、曝气2 h,出水COD、TN和TP能达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准。在温度25℃、容积负荷0.60 kg·m~(-3)·d~(-1)、溶解氧4.00 mg·L~(-1)时,延长曝气时间至2.5 h,出水COD和TN可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准,同时出水TP也可得到极大改善。5种工况下,浊度和色度均能被很好去除,但氨氮均不能达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准。根据农村污水处理对COD、TN和TP的排放要求,通过试验取得的运行参数能对小型CAST一体化设备在农村的应用提供指导。     

复式潜流湿地净化生活污水的试验研究

研究了新型复式潜流人工湿地对生活污水的净化效果。在不同水力负荷、季节、曝气方式等条件下经过小试试验,分析了该湿地对污染物净化效果的影响。结果表明,该系统出水水质稳定,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。在水力负荷184 mm·d-1条件下COD、NH3-N去除率最大分别可达87.2%、68.9%。冬季低温条件下对各类污染物去除率仍大于20%。正交试验分析得知,最佳运行条件是气温28.6℃、水力负荷0.184 m3·m-2·d-1、水力停留时间2.4 d。对比试验表明,采用预曝气方式对湿地净化效果明显优于厌氧处理。     

生态塘-人工湿地-生态塘复合系统对城市河水中氮的去除效果

为对滇池流域重污染河流的治理探究出一套有效、实用污水处理方案,该试验通过中试规模的生态塘1—水平潜流人工湿地—生态塘2复合系统,在不同的水力停留时间（3 d,2 d,1 d）条件下对昆明市新运粮河水中氮的去除效果进行研究。研究表明：生态塘1和生态塘2对河水中氮的处理都能保持良好的效果,且稳定性高,抗负荷能力强,总体上要优于人工湿地。其中,生态塘1在高负荷条件下的除氮效果最好,起到了蓄洪池、沉淀池等综合作用;生态塘2的处理效果表现稳定,保证了最终出水的水质,起到了生态塘和景观池的双重功效,具有良好的处理效果和景观效益;人工湿地对氮的处理效果较差,抗负荷能力较弱。在HRT为3 d、2 d和1 d条件下,复合系统对总氮（TN）的去除率分别为39.39%、25.26%、19.62%,对NH3-N的去除率分别为51.98%、29.14%、21.18%;对TN的处理均达到了城镇污水处理厂污染物一级排放标准,对NH3-N的处理均达到了城镇污水处理厂污染物二级排放标准;1 d宜作为复合系统运行的最佳HRT参数。生态塘1－水平潜流人工湿地－生态塘2复合系统对城市河水中氮的处理效果显著,可选择作为有效治理滇池流域重污染河流的工艺之一。     

厌氧池-潜流人工湿地处理低浓度农村生活污水的研究

研究了厌氧池-潜流人工湿地系统（anaerobic tank-subsurface flow constructed wetland systerm,AT-SFCW）对江苏省常熟市农村生活污水的处理,探讨了该系统对生活污水中主要污染物的去除效果,并将厌氧池部分与湿地部分的处理效果进行了比较。结果表明,该系统对化学需氧量(CODcr)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、硝氮(NO3--N)的总平均去除率分别达到44.3%、42.7%、73.9%、45.6%、37.5%,出水平均浓度分别为16.9、5.2、0.1、3.3、1.4 mg/L,达到国家城镇污水处理厂污染物排放一级A类标准（GB18918-2002）。系统中厌氧池部分对CODcr、TN、NO3--N的去除率分别达到17.4%、6.7%、57.7%。TP经厌氧池后有较明显的上升,升高率达到15.3%。系统中湿地部分对TP、NH3-N、TN、CODcr的去除起主要作用,去除率分别达到89.2%、44.5%、36.0%、26.9%。该系统对农村生活污水的处理效果较好,建设运行成本低廉,维护管理方便,适合农村地区生活污水处理的运用与推广。     

多级跌水充氧式沟渠连通生态塘污水处理效果及优化模拟试验

针对农村污水流量小浓度高、排放不均匀及降雨冲击等特点,设计多级跌水充氧式沟渠连通生态塘组合工艺,进行水力负荷、运行方式、水量波动、降雨冲击等影响因素及参数优化试验。结果表明:随着水力负荷的增大,污染物的去除率逐渐降低;间歇运行的处理效果优于连续运行;水量的波动导致污染物的去除率也随之变化,其中化学需氧量和氨氮的去除率最大降幅接近20%;总氮去除率的降幅最大,约25%;总磷的去除率最大降幅最小,约15%左右;当降雨规模变大时,组合工艺对各污染物去除率分别从53.95%、52.44%、49.92%、71.64%下降到40.94%、43.75%、34.93%、53.84%。采取地表径流截流措施后,组合工艺对各污染物的去除效果有所改善,去除率的上升与截流倍数的增加近似呈现线性关系,当降雨为暴雨,采取截流倍数为5时,出水水质仍能达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级排放标准,对降雨期间农村污水的污染去除具有重要意义。     

浸没式膜生物反应器处理猪场污水运行参数优化

污水处理是目前猪场废弃物污染防治的难题,结合猪场污水原水可生化性较好的特点,作者开展了浸没式膜生物反应器(MBR)处理猪场污水运行参数优化试验研究。试验选择3种溶解氧质量浓度(DO:1.5、1.5~3.0和3.0 mg/L)、3种水力停留时间(HRT:0.75、1.5和3.0 d)和3种回流比(200%、300%和400%),根据正交试验设计形成9个处理组,分3批在河南省某人工干清粪猪场进行试验,每批试验运行50 d(20 d驯化期+30 d试验期)。MBR有效容积30 L,自动进水和出水,污泥停留时间控制在25~30 d,反应器内水温控制在(20±5)℃,调节p H值为7~8。结果表明,当膜生物反应器进水化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)质量浓度分别为(3 277±1 192)、(203.8±51.2)、(361.0±133.3)和(65.0±23.1)mg/L时,出水的COD、NH4+-N、TN和TP质量浓度分别为(202±201),(56.6±54.0)、(91.6±69.1)和(19.2±10.0)mg/L,对应的去除率分别为94.3%±5.8%、70.0%±27.2%、70.7%±20.7%和68.3%±17.4%。MBR在去除污染物的同时,对污水中粪大肠菌群具有较好的去除作用,去除率达到99.9%±0.08%,试验中86.4%的MBR出水粪大肠菌群数能达到国家标准的卫生学指标要求。通过正交试验的极差分析发现运行参数对COD和NH4+-N去除效果的影响顺序为DOHRT回流比,对TP去除效果影响的顺序为HRTDO回流比,并优化出MBR最佳运行参数为DO 1.5~3.0 mg/L、HRT 3.0 d和回流比300%,对应试验中的处理4,其出水的COD、NH4+-N和TP质量浓度分别为(69.3±48.7)、(10.0±8.2)和(14.0±9.9)mg/L,相应的去除率分别为97.8%±1.5%、93.8%±5.0%和81.5%±14.2%。MBR出水可采用紫外线杀菌,杀菌后出水可望回用于圈舍冲洗以减少猪场生产的水资源消耗。     

新型分层生物滴滤池去除污水中氮磷的性能研究

生物滴滤池是农村生活污水处理的主要技术之一,但其存在氮、磷去除能力有限,稳定性不高等缺点。为提高新型分层生物滴滤池的氮磷去除效率,探索最佳工艺条件,本文采用新型分层生物滴滤池为试验装置,考察了滤料种类、水力负荷、回流比等对装置去除污水中氮磷性能的影响。结果表明,当滤料为炉渣、水力负荷为4 m3·m-2·d-1、回流比为2∶1时滤池去除氮磷的效果最好,对NH4+-N、TN、TP、COD的平均去除率分别可达到87.08%、57.37%、66.04%、80.78%;采用较高的回流比是滴滤池提高脱氮效果的一条有效途径。     

3种挺水植物对生活污水主要污染物净化能力的研究

选用鸢尾(Iris tectorum)、石龙芮(Ranunculus sceleratus L.)、酸模(Rumex acetosa L.)3种挺水植物作为湿地植物进行无土栽培,研究它们在生活污水中的生长特性及对生活污水中主要污染物的净化能力。试验集中在春末夏初进行,结果表明,3种植物均生长良好。当污水停留时间(HRT)为7 d时,鸢尾对COD,TP,TN去除的贡献率分别为46.74%,17.71%,11.33%;石龙芮对COD,TP,TN去除的贡献率分别为39.82%,28.59%,8.88%;酸模对COD,TP,TN去除的贡献率分别为54.69%,20.26%,7.47%。经过处理后的污水水质显著提高,充分表明这3种植物应用于人工湿地是可行的。     

寒冷地区多级垂直流人工湿地系统设计及氮磷去除效率

为了解决北方寒冷地区人工湿地冬季效率低、运行不稳定的问题,设计建设了两个多级垂直流人工湿地系统(multistage vertical-flow constructed wetlands,MVCWs),处理北京房山区居民生活污水,通过工程设计以及添加碳源强化系统脱氮效果,增加磷吸附基质等措施,提高系统稳定性和污染物的去除效率。研究结果表明,湿地系统Ⅰ化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)的平均去除率为87.3%;总磷(total phosphorus,TP)的平均去除率为91.9%;总氮(total nitrogen,TN)的平均去除率为68.9%,能够全年稳定运行。湿地系统Ⅱ采取半间歇式运行方式,在0.5 m3/(m2·d)的水力负荷条件下,对COD、TN、TP的平均去除率分别为92.5%、53.8%、77.2%。湿地系统Ⅱ厌氧单元添加62 kg木块后,COD/TN从0.93上升到1.85,比添加31 kg木块单元对TN的去除率提高15.6%。木块作为厌氧阶段的外加碳源,有效促进了垂直流人工湿地系统对氮的去除。通过垂直流人工湿地多级合理的单元设计,在厌氧阶段添加碳源有利于反硝化脱氮以及添加吸附磷的基质,提高冬季没有植物参与时高效除氮、磷,有效地保证对各种污染物的去除效率。使该研究中的人工湿地系统能够全年稳定运行,该研究结果可为人工湿地在中国北方的推广应用提供参考。     

园林地慢速渗滤系统处理农村分散式生活污水

针对农村分散式生活污水处理设施缺乏而面源污染严重的问题,该研究从土壤自净功能出发,结合传统土地慢速渗滤处理系统和澳大利亚FILTER系统技术特点,提出了园林地慢速渗滤农村生活污水处理系统,优化了污水处理工艺中的布水和排水系统,提高了系统的污水接纳与处理能力。试验结果表明该系统对TN(总氮)、TP(总磷)、COD(化学需氧量)、TOC(总有机碳)、NH4+-N(铵态氮)均有较好去除效果,平均去除率分别为80.7%、89.2%、89.5%、60.2%、85.7%,出水水质达到一级A类标准。该系统对农村生活污水处理效果良好,具有技术可行、成本有效和管理方便等特点,为中国现阶段农村生态环境建设提供参考。     

碳氮比对水芹浮床系统去除低污染水氮磷效果的影响

随着我国经济的快速发展,农业面源污染问题日益严重,加剧了淡水水质恶化的趋势。本研究以浮床水芹(Oenanthe javanica)系统和无植物对照(Control)为对象,研究了其对不同碳氮比农村低污染水[定义为农业生产或农民生活过程中产生的,富含植物生长所需的氮、磷等养分与多种微量元素且满足城镇污水处理厂污染物排放标准一级B要求(GB 18918—2002一级B:TN≤20 mg·L~(-1),TP≤1 mg·L~(-1))的那部分污水]中氮(N)、磷(P)、化学需氧量(COD)的净化效果。试验所用低污染水为生活污水(TWW)和外加碳源生活污水(高碳氮比,TWW-HC)两种。整个试验历时82 d,中间换水一次。试验结果表明水芹浮床系统接纳高碳氮比低污染水对氮磷的去除效果较好。外加碳源能在短时间内快速降低低污染水中N、P的浓度,试验3 d时TWW-HC中总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)的去除率分别达40.8%、38.4%、62.8%。整个试验周期TWW-HC组对TN的去除率为73.9%~96.0%,高于TWW组(60.6%~85.9%);该组对TP的去除率为68.0%~81.1%,高于TWW组和Control组(TP去除率分别为21.3%~54.9%和19.2%~58.1%)。收获时TWW-HC处理水芹生物量、平均株高和相对生长速率均显著高于TWW处理(P0.05)。TWW-HC处理通过植物吸收带走的N、P分别占系统对N、P去除量的58.2%和37.6%,明显高于TWW处理(相应比例分别为8.7%和11.0%)。这说明通过外加碳源调节进水C∶N比促进了水芹的生长和对污水中养分的吸收利用,有利于水芹浮床系统对N、P的去除。     

菌剂挂膜3D-RBC联合BCO工艺处理养猪沼液废水

针对养猪沼液废水寡营养、高氨氮的水质特征,该研究采用耐高氨氮、适应贫营养生长的异养硝化-好氧反硝化（Heterotrophic Nitrification-Aerobic Denitrification,以下简称HN-AD）菌挂膜启动三维结构生物转盘+生物接触氧化反应器（3D-RBC+BCO）组合工艺对沼液进行处理。该文研究了3D-RBC+BCO组合工艺在真实沼液条件下的启动过程及污染物去除效果,重点考察了溶解氧（Dissolved Oxygen,DO）浓度和C/N比2个关键因素对组合工艺污染物去除效果的影响。同时,借助高通量测序技术对DO和C/N比优化过程中微生物群落结构的变化规律进行解析。结果表明：在真实沼液条件下,采用HN-AD菌剂挂膜启动方法,仅用12和18 d就分别完成3D-RBC和BCO反应器的挂膜启动,同时组合工艺对COD、NH4+-N和TN的去除率分别稳定在94.8%、95.7%和80.1%,出水优于城镇污水厂排放一级B标准。在对3D-RBC反应器DO和C/N比的优化过程中,增设底曝后COD、NH4+-N和TN等指标的去除率分别降低了25.4%、15.4%和15.5%。高通量测序结果显示,增加底曝后3D-RBC盘片生物膜中微生物菌属的数量小幅下降,但HN-AD优势菌属的种类与丰度显著降低,导致脱氮效率下降;贫营养型Acinetobacter、Pseudomonas菌属是3D-RBC可以对真实沼液高效脱氮的关键,提高C/N比会显著降低其丰度,进而影响脱氮效果。     

三种类型农田排水沟渠氮磷拦截效果比较

为了了解太湖地区不同类犁农田排水沟渠对N、P拦截效果的影响,分别在野外构建了3种类型的农田排水沟渠,即生态沟渠、混凝土沟渠和土质沟渠.研究了不同进水N、P浓度、不同水力停留时间和不同进水流速条件下,3种类型沟渠的N、P拦截效果.结果表明:在水力停留时间分别为24 h和48 h静态试验以及在固定进水流速的动态试验中,沟渠对不同进水N、P浓度的N、P去除牢大小顺序是:生态沟渠、土质沟渠和混凝土沟渠,其中,生态沟渠明显优于其他沟渠.在固定进水浓度的条件下,沟渠在不同水力停留时间下的N、P去除率大小顺序为;生态沟渠、土质沟渠和混凝土沟渠,其中,生态沟渠明显好于其他沟渠.在高、低两种进水流速和固定进水浓度条件下.生态沟渠在低进水流速下的N、P去除率明显优于其他沟渠.在不同进水浓度条件下,生态沟渠最佳水力停留时间为48 h.     

潜流人工湿地对畜禽养殖废水的净化效果

为了提高潜流人工湿地对畜禽养殖废水中污染物的去除效果,该试验通过改变湿地内部结构构建了4个潜流人工湿地单元,选用灰砖块和碎石做湿地填料,冬夏季轮作栽培齿果酸模和大狼把草,考察湿地运行期间对厌氧消化后猪场废水的净化效果。结果表明：湿地单元经过80 d的启动,运行稳定,有植物湿地比无植物对照湿地提前10 d左右进入稳定期。运行期间,各湿地单元对废水中氨氮（ammonia nitrogen,NH4+-N）、总氮（total nitrogen, TN）、总磷（total phosphorus,TP）和化学需氧量（chemical oxygen demand,CODCr）的去除率与气温变化均呈现显著线性正相关。在水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）为4 d,进水中CODCr、NH4+-N、TN、TP浓度分别为520、110、120、10 mg/L左右时,4个湿地单元对CODCr、TP的去除率分别在60%和70%以上,对NH4+-N和TN的去除率分别为28%～67%和32%～58%,植物对CODCr及TP去除的贡献分别稳定在10%和4%左右,植物对氮的去除效果受气温影响较大,夏季对NH4+-N和TN去除的贡献分别可达13%和12%。与一般潜流人工湿地比较,改进的波形潜流人工湿地对NH4+-N、TN和CODCr的平均去除率提高均在3%以上,对TP去除效果差异不显著（P＞0.05）。该研究可为构建大规模的潜流人工湿地处理畜禽养殖废水提供理论依据和技术支持。     

两级回流生物膜工艺处理农村生活污水效果

针对农村生活污水低碳高氮磷特点,研究两级回流连续曝气生物膜工艺处理农村生活污水的效果和机理。在平均处理量90t/d、水力停留时间为3.0d,稳定运行12个月结果表明,该工艺对化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、全氮、全磷和悬浮物的平均去除率分别为75.7%、84.8%、69.2%、68.0%、58.9%和87.9%;出水化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、全氮、全磷和悬浮物的平均质量浓度分别在51.0、15.8、10.8、16.5、2.3和15.7mg/L以下,满足天津市农村污水处理厂排水标准,改造后工艺运行更加稳定,出水NH3-N和TN有明显改善,符合农村污水处理要求。     

Behavior of Pilot-Scale Constructed Wetlands in Removing Nutrients and Sediments Under Varying Environmental Conditions

Water resources are threatened globally and declining water quality is primarily due to stormwater, agricultural, urban, and mining runoffs. Steamboat Creek in Nevada is the largest non point source (NPS) of pollution to the Truckee River. Treatment wetlands are a cost-effective and reliable technique to control NPS pollution, therefore, a large-scale wetland along Steamboat Creek has been proposed as a component of a regional watershed restoration plan. This study used ten parallel pilot-scale wetland mesocosms, and tested the effects of drying and rewetting, hydraulic retention time (HRT), and high nitrogen loading on the efficiency of nutrient and total suspended solids (TSS) removal. Drying and rewetting produced noticeable effects on nutrient retention, but the effect was short-lived. During longer HRT period nutrient removal in manipulated mesocosms with an 8 h HRT were higher than controls with a 4 h HRT. Reducing the HRT from 4 h to 30 min further decreased nutrient interception. During increased influent nitrogen loading (9.5?±?2.4 mg l^?1), manipulated mesocosms functioned as sinks for total nitrogen (TN) with removal efficiency increasing from 45?±?13% to 87?±?9%. The average change in TN concentration was 9.1?±?2.2 mg l^?1. Drying/rewetting and varying HRT influenced total phosphorus (TP) and TSS similarly, and TP removal was associated with TSS removal. Results can help make decisions regarding wetland construction, management, and operation more effective in order to reduce nutrient loads to the Truckee River.     

厌氧/缺氧/好氧生物接触氧化处理低碳氮比污水的物料平衡

为了提高低碳氮比污水的治理效果,提出了厌氧/缺氧/好氧-生物接触氧化脱氮除磷工艺(anaerobic anoxic oxic-biological contact oxidation,A2/O-BCO),研究了该工艺处理生活污水的脱氮除磷性能,建立了该系统处理过程的碳(以化学需氧量计,chemical oxygen demand,COD)、氮、磷的物料衡算公式,同时分析评价了不同硝化液回流比(100%,200%,300%,400%)下各指标的物料平衡情况。结果表明,该工艺在充分利用原水碳源、深度脱氮除磷方面具有较强的优势,系统COD主要在A2/O中厌氧段被利用,通过反硝化聚磷菌反硝化除磷脱氮;系统COD的物料衡算公式平衡百分比分别为96.4%、99.6%、98.7%和98.3%,氮的物料衡算公式平衡百分比分别为99.7%、98.2%、99.2%和96.5%,磷的物料衡算公式平衡百分比分别为92.0%、98.1%、93.3%和90.4%;荧光原位杂交表明生物膜中有厌氧氨氧化菌存在,且其数量占全菌比例的0.6%~2.7%,生物接触氧化的氮损失可能是由于发生了厌氧氨氧化反应;在硝化液回流比为300%时,系统氮、磷去除效果最好,出水达到国家城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准。该研究有助于更好地理解和分析工艺系统有机物、氮和磷的分布及变化情况,并且为评价试验数据的可靠性以及数学模型的建立提供了理论依据和指导,能更好地推广到分散型、量小且日变化系数较大的农村生活污水的治理事业中。