波式潜流人工湿地对氮的去除效果研究

在不同的水力停留时间(HRT)、温度、碳氮比(COD/N)条件下,研究了波式潜流人工湿地(W-SFCW)试验装置对水体总氮和氨氮的去除效果。通过检测W-SFCW沿程各形态氮的含量,探讨了其对氮的去除原理。结果表明,HRT、温度、COD/N分别为5d,26.8℃,5条件下总氮去除率较高,可达74.92%此外,研究发现氨氮主要在浅水区通过硝化作用转化为NO3-N,所得的NO3-N通过深水区的反硝化作用转化为N2而得以去除。     

波式潜流人工湿地对生活污水中磷的去除效果研究

通过试验测定波式潜流人工湿地（W—SFCW）与潜流人工湿地（SFCW）中基质、介质填料、植物在污水处理中所截留的磷含量,分析湿地各组成部分对磷的吸收作用,并对各组成部分的去除效果进行比较研究。试验进一步明确了W—SFCW和SFCW对磷的净化机理,从而为优化设计提供了基础。结果表明,在相同试验条件下,W—SFCW对TP的去除率比SFCW高。两种湿地系统中土壤和湿地植物截流吸附了较多的磷,石头填料对污水中的磷也有一定的吸附作用。其中,湿地植物芦苇比美人蕉对污水中磷的吸附作用更为明显。     

复合人工湿地运行2 a净化水禽污水效果

通过构建表流与潜流湿地相结合的复合人工湿地来处理水禽污染的富营养化水体,研究了运行2年的复合人工湿地对化学需氧量(CODcr)、总悬浮物(TSS)、全氮(TN)和全磷(TP)的去除作用.研究表明,复合人工湿地对CODcr、TSS、TN和TP的2年平均去除率分别为42.64％、72.64％、31.69％和52.67％:对污染物CODcr、TSS、TN、TP 的去除效果随复合人工湿地运行时间变化而有所差异.在表流湿地中,夏季对CODcr的平均去除率要优于秋季,秋季潜流湿地和复合人工湿地对CODcr的平均去除率优于夏季.在对TSS的平均去除率,表流湿地、潜流湿地和复合人工湿地都表现为秋季优于夏季.表流湿地对TN的平均去除率表现为夏季显著优于秋季.在对TP的平均去除率中,表流湿地和复合人工湿地都表现为秋季优于夏季,而潜流湿地对TP的去除效果表现为秋季低于夏季.通过对进出水中的TP、TN、TSS和CODcr进行回归分析发现,除复合人工湿地和表流湿地区TSS的进水质量浓度与出水质量浓度无明显相关性外,其他复合人工湿地不同构建类型进出水的CODcr、TN、TP质量浓度均存在显著线性相关关系.该研究可为我国北方地区应用复合人工湿地处理富营养化水体提供理论依据.     

潜流人工湿地除氮的生态动力学模拟

对某潜流人工湿地建立生态动力学模型,利用MATLAB编程模拟湿地中氮素的迁移转化过程,确定了主要除氮机制。模拟结果显示,该模型能较好地模拟出水中有机氮、氨氮和硝态氮浓度的变化趋势和范围。进一步进行氮素质量平衡分析可知,该人工湿地的主要除氮机制为硝化、反硝化和植物吸收,有机氮、氨氮和硝态氮的总去除率为60.53%,其中反硝化过程去除43.10%,植物吸收去除13.98%,沉淀去除3.45%。     

人工湿地对水体悬浮泥沙的影响

根据自然水体湿生植物(挺水植物)、浮叶植物以及沉水植物的空间分布规律,利用水生高等植物菖蒲(Acorus calamus)、菱(Trapa incisa)、黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria spiralis)和狐尾藻(Myriophyllum spicatum)构建的阶梯式人工湿地,定量化研究了植物群落对不同浓度悬浮泥沙水体在不同水力停留时间下的影响,并对输入悬浮泥沙浓度、输出悬浮泥沙浓度、水力停留时间等参数进行了比较分析。结果表明:(1)输入悬浮泥沙浓度依次为98.69,191.76,273.13 mg/L,平均为187.76 mg/L,流经人工湿地植物群落后,输出植物组的水体悬浮泥沙平均浓度为26.52 mg/L,为对照组平均浓度51.96 mg/L的51.04%;(2)输出人工湿地的悬浮泥沙浓度随输入悬浮物浓度的增加而增加,随水力停留时间的延长而降低,回归方程为Cplant out=1.231 0.170Cin-0.356H;(3)试验水体中滞留的悬浮泥沙浓度随输入悬浮物浓度的增加而增加,随水力停留时间的延长而减小,回归方程为Cplant water=1.158 0.261Cin-0.623H;(4)悬浮泥沙在人工湿地中的沉降量随输入悬浮物浓度的增加和水力停留时间的延长而增加,回归方程为Wplant=0.810Cin 0.886H-2.340;(5)要维持人工湿地沉水植物生长需要的透明度条件,输入悬浮泥沙浓度(Cin)与最小水力停留时间(Hmin)要满足如下关系:Hmin=0.419Cin-38.478(98.7相似文献   

人工湿地对面源污染中氮磷的去除效果研究——以铁冲小流域为例

以昆明市盘龙区铁冲小流域为例,对小流域面源污染治理过程中人工湿地对氮、磷的去除效果进行了研究,结果表明:人工湿地对面源污染中总氮的去除效果随季节变化明显,春、夏、秋季去除效果明显好于冬季,冬季湿地中植物枯萎后不进行收割可能造成水中总氮浓度上升,为避免水生植物腐烂对下游水质造成污染,保持人工湿地的净水作用,应在冬季对湿地内枯萎的植物进行收割;人工湿地对总磷的去除效果前期优于后期。     

人工湿地中氮代谢微生物的共存策略及机理

人工湿地中氮元素的脱除主要依靠多种微生物的联合作用,因此氮代谢微生物的和谐共存成为人工湿地高效脱氮的基础。本文分析回顾了氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化细菌及厌氧氨氧化菌等主要氮代谢微生物的共存策略及反应机理。     

人工湿地的基质及其深度对生活污水中氮磷去除效果的影响

目前人工湿地常用的基质一般为土壤、河砂和砾石,这类基质净化效率低,容易吸附饱和,且除磷脱氮的能力不高,致使出水中氮、磷浓度较高。针对于此,本试验研究选择了沸石、草炭、蛭石、页岩、砂子5种基质,利用两组模拟土柱系统模拟人工湿地对生活污水的处理,主要研究基质种类及其深度对生活污水处理效果的影响,并根据各基质对生活污水中总氮（TN）、总磷（TP）的去除率进行方差分析及基质对污水处理能力的显著差异性分析。实验结果表明：（1）各基质去除TN的能力差别不明显,沸石、蛭石、页岩的处理效果稍好,对TP的去除能力依次为草炭〉页岩〉砂子〉沸石〉蛭石。（2）基质深度的增加对2个指标处理效果的影响不同。对TN来说,深度对各基质的处理效果无明显影响。对TP来说,当深度在100cm以内时,5种基质对TP的去除率均随深度的增加而明显增大,当深度超过100cm后,各基质的这种增大趋势都不太明显。因此,对这2个指标而言,基质的填充深度应为100cm。     

人工湿地在我国农村生活污水治理中的应用

分析了我国农村生活污水发生量、排放特点及治理现状;介绍了人工湿地类型、特点及污染物净化机理;结合我国农村现状,阐述了不同类型的人工湿地处理生活污水的适用条件及场所。     

模拟盐度变化对人工湿地脱氮除磷效果的影响

为探究人工湿地处理含盐生活废水的可行性,本研究构建了小尺度的人工湿地模拟系统,比较了不同盐度(0.0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)下人工湿地芦苇的生长情况以及几种典型污染物的去除效果。结果表明:①盐度对人工湿地中芦苇生长的影响表现出"低盐促进"、"高盐抑制"的特点,在0.5%进水盐度下,芦苇有最高株高1.22 m和最大基径0.48cm;②人工湿地对COD的去除率总体表现为随盐度的升高先升高后降低,在盐度为0.5%时,COD去除率达到最高84.86%;③当进水盐度为0.5%时,人工湿地对氮磷的去除几乎没有受到盐度的抑制;当进水盐度高于1.0%,随着盐度的升高,TN(总氮)、NH_4~+-N、NO_3~–-N、TP(总磷)的去除率均显著降低(P0.05),在2.0%盐度下分别下降到了44.40%、58.89%、49.23%、49.49%,相较0.0%盐度时分别降低了38.5%、23.4%、23.8%、19.2%。④不同污染物受盐分抑制程度不同,氮比磷更容易受到盐分的抑制,NH_4~+-N比NO_3~–-N更容易受到盐分的抑制。     

基于水流模型的串联式水平潜流湿地除磷效果分析

为了探究串联式水平潜流湿地内部水流规律及其对水禽污水的处理效果,对三级串联式水平潜流湿地运行效果进行了连续监测,分析了单位面积总磷(total phosphorus,TP)去除率月变化,进水流量和水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)对出水TP质量浓度的影响,并通过推流式反应器模型(plug-flow,PF)、扩散流模型(dispersed-flow,DF)和串联反应器模型(tanks-in-series,TIS)对水流形态进行了描述。结果表明:单位面积磷去除率随处理单元(P1,P2,P3)增加而降低(P1:(0.11±0.09)g/(m2·d)、P2:(0.08±0.03)g/(m2·d)、P3:(0.05±0.01)g/(m2·d));进水流量小于55 m3/d时,增加进水流量可提高P1单位面积去除率,但会降低P2和P3单位面积去除率,P2和P3在HRT85 d时对HRT具有较强敏感性,各处理单元最佳进水流量和HRT分别为P1:55 m3/d,166 d;P2:3.4 m3/d,151 d;P3:9.5 m3/d,176 d;P1在6月单位面积TP去除量大于释放量,P2和P3在7月-9月均存在TP净释放过程;P1(k:0.663~0.751 cm/d)理化环境较P2(k:0.641~0.722 cm/d)和P3(k:0.429~0.458 cm/d)更有利于除磷;TIS模型(R2:0.567~0.883,P0.05)对出水质量浓度的拟合大于DF(R2:0.510~0.723,P0.05)和PF模型(R2:0.465~0.626,P0.05),表明实际水流形态更接近混合流。该研究对于深化水平潜流湿地内部水流规律认识,全面了解不同运作下磷迁移转化机制提供参考。     

波式潜流人工湿地处理景观水体的研究

以华北某市开发区波式潜流人工湿地(W-SFCW)中试系统为研究对象,研究其处理环卫河景观水体的效果.在4个多月的连续运行期中,对COD,TN和TP等指标进行监测.监测结果表明,W-SFCW对化学需氧量(COD),TN和TP的去除率分别达到32.45％,43.35％和39.24％,其中TN和TP的平均出水浓度达到《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》中Ⅳ类水标准.并用单因素方差分析对比了春、夏、秋3个季节下W-SFCW处理景观水体的效果,发现季节的变化对TN和COD的去除影响显著,对TP的去除影响不明显.提出了保障W-SFCW稳定运行的措施,为W-SFCW在修复景观水体水质上的应用以及实际工程中的维护管理提供依据.     

利用有机覆盖物处理的人工湿地外排焦化废水研究

[目的]为进一步降低污染物浓度,提高钢铁企业水资源循环利用率。[方法]采用水平潜流人工湿地处理外排焦化废水,通过监测分析进出水中浊度、化学需氧量(COD),总氮(TN)和总磷(TP)含量,探讨冬季人工湿地植物层不添加及添加有机覆盖物对钢铁企业外排焦化废水净化水平的影响。[结果]在低温季节,水力停留时间为5d时,不添加有机覆盖物人工湿地对外排焦化废水浊度,COD,TN和TP的平均去除率分别为68.55%,14.94%,14.20%和71.26%;添加有机覆盖物人工湿地对外排焦化废水浊度、COD,TN和TP的平均去除率分别为72.54%,21.62%,20.50%和71.88%;有机覆盖膜的保温作用使得COD去除率升幅达44.68%,TN去除率升幅达44.45%。[结论]在植物层添加有机覆盖物作为保温材料,可以提高人工湿地在低温条件下的净化效率。     

生态沟渠对农田面源污染的消减机理及其影响因子分析

农业生产过程中肥料和农药的大量施用,造成农田面源污染问题日益突出,开发农田面源污染的减控技术对生态修复具有重要的意义。生态沟渠不仅兼具农田排水沟的过水功能,同时是有效消减面源污染且适合中国农情的重要生态措施之一。该研究阐述了生态沟渠对农田面源污染的消减机理（底泥吸附及植物阻抗作用、植物/微生物吸收作用、降解去除作用）;通过整理分析559组生态沟渠野外观测试验数据,剖析了污染物初始浓度、水力停留时间、植物种类、生物量这4个主要影响因子对农田排水中N、P及农药去除率的影响;进而采用多元线性回归模型将多因子影响与N、P及农药去除率之间建立定量关系。结果表明总氮和总磷的去除率随单一因子污染物初始浓度、水力停留时间或生物量增大而增大,但与植物种类没有显著关系（P>0.05）;且多元线性回归模型结果表明污染物初始浓度的对总氮/总磷去除率的贡献大于生物量。农药的去除率随水力停留时间、生物量增大而增大,随污染物初始浓度增大而减小,与植物种类没有显著关系（P>0.05）。研究可为生态沟渠的合理构建和设计提供理论和技术支撑。     

基于CFD的循环生物絮团系统养殖池固相分布均匀性评价

为探索循环生物絮团系统相对原位生物絮团系统在生物絮团分布均匀性方面的改善,以欧拉-欧拉多相湍流模型为理论框架,运用计算流体力学(computational fluid dynamics)技术,对两种系统养殖池固液气三相三维流动进行了数值模拟,分析了两种养殖池的液相速度云图、液相流线图以及固相分布特性。模拟结果表明:在水力停留时间为0.90 h时,循环养殖池流场相对复杂,流向变化较乱且分布于整个空间,紊流相对剧烈,流场速度大小分布更均匀,死区相对较少,固相主要分布在中心大范围区域,便于循环,在底部未出现沉积现象,能够避免生产中由于生物絮团在桶底角处的沉积造成厌氧病菌的滋生。另外,循环养殖池生物絮团固相体积分数约为0.1,比较适宜罗非鱼等养殖对象的生长。通过与实测数据对比,模型的模拟值误差均在20%之内,模拟结果可信,该研究说明循环生物絮团系统能够解决原位生物絮团系统中生物絮团分布不均匀以及流场死角多的问题。