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。     

间歇流模拟人工湿地去氮除磷效果及N_2O排放的小试研究

为研究不同基质人工湿地对氮、磷的去除效果及净化过程中N2O的排放，在温室内选用炉渣、沸石和土壤为基质，以水芹（Oenanthe javanica）、黑麦草（Lolium mutliflorum）和香根草（Vetiveria Zizanioides）为植被构建了人工湿地处理生活污水。结果表明，在较低的氮、磷负荷和水力停留时间为6d条件下，炉渣、沸石和土壤基质湿地对TN、NH4^＋-N、NO3^--N和TP的去除主要集中于污水停留的前3d，之后各污染物浓度下降的幅度较平缓。3种基质人工湿地系统对TN、NH4^＋-N和TP均表现出很好的去除效果，各系统的TN、NH4^＋-N和TP的平均去除率均超过91．0％；3种基质人工湿地系统对NO3^--N的去除率相对较低，为58．0％-85．5％。植物种类不同，其吸收N、P的能力存在很大差异。3种基质湿地中黑麦草对N、P的吸收能力远高于水芹和香根草；黑麦草吸收的N、P总量占各湿地系统TN、TP输入量的38．3％～57．4％和87．6％～91．1％，已成为人工湿地系统去氮除磷的主要途径：水芹和香根草的氮、磷吸收总量仅分别占各系统TN、TP输入量的9．7％～18.3％，15．6％～34．5％和4．7％～8．1％，6．1％～13．4％。炉渣、沸石和土壤湿地系统N2O的平均排放通量分别为3．68～15．19μg·m^-2·h^-1，4．29～8．33μg·m^-2·h^-1和7．03—18．94μg·m^-2·h^-1；整个试验期，3种基质湿地系统的N20排放总量为4．24—21．82mg·m^-2，占各系统TN输入量的0．014％～0．100％，此途径排出的N对各湿地系统TN的去除贡献很小。     

人工湿地中不同因素处理氮磷效果的试验研究

以模拟垂直流人工湿地为研究对象,采用正交试验法研究了基质比例、进水流量、湿干比三因素对污水中总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果,以寻求优化的因素组合,并对试验结果进行了验证.结果表明,基质比例、进水流量、湿干比对污水中TN、TP的处理效果均有极显著影响,其中基质(蜂窝煤渣:蛭石)比例为1 : 2、进水流量为28.8 L/d、湿干比为1 : 5时,对TN、TP的去除效果最好.     

潜流湿地不同植物配置对污水净化效果研究

以莲花湖潜流湿地为研究对象,研究潜流湿地不同植物配置在秋季对污水的净化效果。结果表明：各潜流湿地单元中不同湿地植物配置对污染物的净化吸收效果有差异;在秋季,潜流湿地净化效果不明显。各湿地单元对COD、TP的平均去除率基本在30%以下,维持在10%左右。潜流湿地对TN的去除效果最差,各单元池的平均去除率均低于10%。下行流湿地在运行2年后,容易造成基质堵塞,影响了下行流湿地的净化功能。     

潜流式人工湿地在暴雨径流污染控制中应用

采用潜流式人工湿地系统对其在处理、控制暴雨径流污染问题进行了模拟研究,实验中人工模拟暴雨径流污染物浓度平均为CODcr291.23mg·L-1、TN26.08mg·L-1、TP1.38mg·L-1。实验结果表明,菖蒲-沸石湿地系统有较好的综合净化能力,去除率平均为CODcr87.13%、TN97.33%、TP77.29%。     

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。     

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...     

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。     

人工湿地技术处理金华市孝顺镇污水研究

[目的]研究一种适合我国国情的低耗、高效、绿色的人工湿地生态修复技术,以更好地处理中小城镇污水,拓展人工湿地的绿色生态功能。[方法]采用模拟人工湿地系统,取浙江省金华市孝顺镇生活污水,在每轮湿地系统中水力停留7 d,考察进水水质及出水水质中总磷(TP)、总氮(TN)和化学需氧量(COD)的变化情况,进行湿地基质和植物的筛选。同时,对这几种基质和植物进行搭配组合,筛选出适合处理金华市孝顺镇污水的最佳组合,并进行景观设计研究。[结果]融合景观设计后的湿地系统TP去除率为71.23%,TN去除率为78.08%,COD去除率为71.70%,处理效果较好。[结论]结果表明,从上到下依次为碎石、石灰石、煤渣的基质搭配组合加上美人蕉+茭白的植物搭配组合,进行景观设计后,去污能力最优。     

不同人工湿地基质除磷效率研究

[目的]探讨不同人工湿地基质对磷的去除效率。[方法]通过静态试验,选取钢渣、煤渣、炉渣、页岩、土壤、砂石6种基质,研究不同人工湿地基质对磷的去除效率及除磷特性。[结果]6种基质对磷的去除能力表现为钢渣煤渣炉渣页岩土壤砂石;当总磷初始浓度为5 mg/L时,6种基质对总磷的去除率分别为99.8%、85.8%、71.2%、63.0%、46.8%、11.7%。页岩和炉渣适合作潜流型人工湿地基质;煤渣适合作为可更换湿地基质,强化除磷效果;钢渣可用于潜流型湿地末端,对尾水TP进行处理。[结论]该研究为今后人工湿地基质的选取提供了理论参考。     

不同人工湿地基质对磷的吸附性能研究

通过基质磷素吸附动力学、等温吸附以及基质饱和吸附后磷素解吸实验,研究陶瓷滤料、红泥、水洗砂、炉渣4种人工湿地基质净化磷素的效果,评价其基质磷素饱和吸附后磷素解吸可能造成的二次污染风险.结果表明,在溶液磷(P)浓度为5～150 mg·L-1条件下,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能很好地描述陶瓷滤料和红泥两种基质的磷素吸附过程,陶瓷滤料用Langmuir方程比Freundlich方程的拟合程度更好,红泥则相反.4种基质对磷素的吸附量顺序依次为红泥＞陶瓷滤料＞炉渣＞水洗砂.从磷素的解吸率来看,4种基质释磷顺序依次为炉渣＞水洗砂＞陶瓷滤料＞红泥,水洗砂和炉渣吸附磷素后的解吸率较高,其他两种基质磷素解吸的比例很低.综合评价,陶瓷滤料更适合作为人工湿地污水除磷的基质.     

人工湿地系统中铵饱和基质的再生驱动机制探讨

概述了人工湿地基质铵吸附能力的再生方式,包括自然物化解析、投加药剂的人工化学强化和利用微生物硝化作用的生物再生3种,探讨了在人工湿地系统中铵饱和基质的主要再生过程中化学解析再生驱动机制与生物再生驱动机制,以期推动人工湿地系统铵饱和基质再生的深入研究与人工湿地系统的优化调整。     

蚯蚓和基质种类对人工湿地植物根系特征及净化效果的影响

选择4种常见的人工湿地基质(沙、沙+土、有机质+沙、有机质+沙+土),研究加入蚯蚓后不同基质对黄菖蒲最长根长、根体积和基质总孔隙度及其净化CODMn能力的影响。结果表明,不同基质上黄菖蒲的最长根长、根体积存在差异,以有机质+沙基质上黄菖蒲的最长根长、根体积最大,而沙子基质上黄菖蒲的最长根长、根体积最小,两处理间存在显著差异(P<0.01)。加入蚯蚓能增加黄菖蒲的最长根长、根系体积、总孔隙度和CODMn的去除率。相关分析显示,黄菖蒲的最长根长、根体积与总孔隙度呈显著正相关(P<0.01),且根系体积、最长根长与CODMn去除率也呈显著正相关(P<0.01)。     

基质渗透系数分析及其应用研究

[目的]比较不同基质的渗透系数及其在人工湿地中的适用范围。[方法]采用达西定律分析不同基质的渗透系数,结合中试分析人工湿地的净化能力。[结果]不同基质的渗透系数存在比较大的差异,砂子和炉渣的渗透系数比较高,且与其大颗粒粒径(>0.5 mm)呈显著正相关(P<0.05);而黄筋泥的渗透系数比较抵,不同比例的砂子和黄筋泥混合可以提高黄筋泥的渗透系数。以炉渣和砂子作为基质建立人工湿地工程时,人工湿地运行稳定,在水力负荷0.13 m/d的条件下,总氮、总磷、BOD5和高锰酸钾指数的去除率分别为43.52%3、0.26%、79.33%和63.96%。[结论]室内-中试试验结果说明达西定律可以作为一种简便的筛选人工湿地基质的方法。     

人工湿地各组分氮素削减定量及功能基因分析

为探讨人工湿地各组分氮素削减贡献度及微生物脱氮机理,本研究构建6组(3组无植物对照)不同类型人工湿地系统,3组有植物人工湿地基质分别为陶粒+煤渣、陶粒+沸石、沸石+煤渣,探究其对包头南海湖水中氮素的去除效果;采用氮稳定同位素示踪技术,量化植物、基质和微生物在人工湿地氮去除中的贡献度;并利用高通量测序技术分析人工湿地系统中微生物的群落结构及氮代谢功能基因。结果表明：陶粒+煤渣有植物组人工湿地氮去除效果最佳,对TN、NH₄⁺-N、NO₃^--N、NO₂^--N的去除率分别为(41.18±2.61)%、(50.44±2.63)%、(40.93±2.32)%、(74.34±1.97)%。¹⁵N示踪发现,植物、基质和微生物对人工湿地系统NO₃^--N去除的贡献率分别为27.74%、48.43%和23.83%。高通量测序和PICRUSt2功能预测分析结果表明,植物对微生物群落组成和代谢途径有显著影响。在植物根...     

复合人工湿地对新农村生活污水的净化效果

[目的]研究复合人工湿地对新农村生活污水的净化效果。[方法]通过建设复合垂直流-水平潜流人工湿地系统,研究其对接收新农村生活污水及雨污的池塘废水的净化效果。[结果]在春、夏、秋三季,复合人工湿地系统对废水均有较好的去除效果,且去除效果稳定。在整个运行期内,复合人工湿地系统对CODCr、TP、TN、NH4+-N的平均去除率分别达到64.71%、64.81%、40.21%、54.26%以上,且出水平均浓度均达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类水质标准。复合人工湿地系统的二级湿地单元出水水质明显优于一级湿地单元,但第一级的处理效果高于第二级。[结论]该研究可为新农村生活污水治理提供参考依据。     

处理农村生活污水的生物接触氧化-人工湿地组合工艺

根据农村生活污水的特点,采用生物接触氧化与人工湿地相结合的技术,设计了农村生活污水处理工艺,探讨了不同负荷对该工艺处理效果的影响.工程运行实践表明,该工艺对农村生活污水具有良好的处理效果,其中CODCr的平均去除率达到72.9%,对总氮、总磷的平均去除率分别为86.6%、89.1%,出水水质能稳定达到国家一级排放标准.     

贵州喀斯特地区人工湿地应用存在的问题与解决对策

人工湿地是近几十年来发展起来的一种新型的污水生态处理技术,近年来在有条件的地方得到了推广应用。为改善贵州省居民饮用水水质,贵州省政府实施了乡村清洁工程——利用人工湿地技术处理农村生活污水。结合农村生活污水及贵州省喀斯特地质的特点,介绍了人工湿地在贵州省农村污水处理系统中的应用,并分析了人工湿地在贵州省处理农村生活污水中存在的问题,针对这些问题提出了相应的解决措施。     

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。