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％．     

Research Progress on Application of Constructed Wetland in Wastewater Treatment in China

人工湿地是近几十年发展起来的一种污水生态处理技术,能将污水处理与水资源再利用有机地结合起来,在水体修复与生态建设方面发挥着重要作用。人工湿地自发展以来,以其独特的优势备受人们关注,并广泛应用于处理生活污水、工业废水及矿山废水等。文中综述了国内人工湿地的分类、组成、工艺组合、运行方式及去污机理等,简述了人工湿地处理污染水体技术在国内外的研究进展;并且针对我国人工湿地处理污染水体技术中存在的问题提出了相应的解决方法,建议将构建人工湿地处理系统建设标准体系、开展人工湿地系统稳定地去除氮、磷等营养元素的调控与强化技术,以及系统研究利用人工湿地特有的功能特性来改善和恢复生态环境等作为今后研究的重点。     

多级串联表面流人工湿地净化生活污水效果

农村生活污水已经成为农业面源污染的主要来源之一。为了研究如何在经济发展水平不高的农村建立能有效治理农村生活污水,且建设成本低、运行维护简单的人工湿地系统,该文通过在桂林市青狮潭灌区构建了多级串联的表面流人工湿地系统,研究分析了不同子系统的水质净化效果及相关检测指标浓度的沿程变化规律。研究结果表明,湿地系统对氮磷的去除效率总体呈现出随时间推移逐渐下降的趋势,同时湿地的表面积越大,其对氮磷的去除率越高。研究还发现,该湿地系统对高浓度进水具有快速、稳定的去除效果,而对低浓度进水的营养盐去除则表现得较为平缓和持久。通过对湿地系统沿程氮磷浓度衰减的拟合及回归分析,建立了与湿地系统进口浓度有关的TN、NH4+-N和TP浓度的沿程衰减模型,相关分析表明其最佳的拟合模型均为指数衰减模型。该湿地系统在整个试验时期内均表现出了良好的净化效果,有效地减轻了农村生活污水对外界水环境的破坏,指数衰减模型的建立也为后续湿地设计及排水水质预测提供了理论分析依据。     

黄河三角洲潮间带盐地碱蓬湿地土壤磷含量和储量的季节动态变化特征

以黄河三角洲潮间带盐地碱蓬湿地为研究对象,通过在春季、夏季和秋季分别采集0～10 cm和10～20 cm土层的土壤样品,分析了盐地碱蓬湿地土壤磷素的时空动态变化特征。研究结果表明:盐地碱蓬湿地土壤总磷(TP)、有效磷(AP)和AP/TP比值的变化趋势相似,且具有高度的时间异质性,都呈现秋季低、夏季和次年春季高的"V"形分布特征;湿地土壤TP水平较高,已超过生态毒性的最低阈值(600 mg·kg~(-1)),但该区土壤AP/TP比值低于磷的生物利用度的阈值(2%);湿地土壤TP储量随夏季、秋季、次年春季呈依次减少的变化趋势,AP储量也呈现秋季低、夏春季高的"V"形分布特征;湿地土壤TP、AP含量和储量在两个土层之间不存在显著性差异(P0.05)。湿地土壤TP和土壤含水量(P0.05)、Al和Mg(P0.01)均存在显著正相关关系,和土壤盐度呈显著负相关关系(P0.05);AP和土壤含水量及容重显著正相关(P0.05);土壤磷素与土壤有机质、土壤pH的相关性均未达到显著性水平(P0.05)。总体上,黄河三角洲盐地碱蓬湿地土壤磷的垂直变异性不大,但具有明显的季节变异性,其含量与土壤铝镁化合物以及土壤盐度和含水量具有显著的相关性。     

人工湿地-电活性菌藻膜技术处理养猪废水中试试验

人工湿地由于具有运行成本低、维护简单等优点而被广泛应用于养殖废水处理。然而,人工湿地技术普遍存在污染物去除效率受温度影响大等问题。在该研究中,通过构建电活性菌藻生物膜来强化人工湿地系统,对养猪废水进行了自然温度下的处理效能与微生物群落研究,在室外开展了18个月试验,结果表明：电活性菌藻生物膜强化组在夏季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的去除率分别达到98.26%、97.96%、85.45%、95.07%、94.64%和85.45%。在冬季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的去除率分别达到96.10%、91.56%、75.29%、89.94%、92.12%和83.15%。具有良好低温适应性。强化组冬季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的出水浓度均满足《禽畜养殖业污染物排放标准》（GB18596—2001）。相比未构建电活性菌藻生物膜的对照组,以上污染物去除率均分别提高。电活性菌藻膜在冬夏季节的优势微生物均为Cyanobium、Shewanella、Azoarcus,群落结构稳定性高,有利于促进冬季污染物去除率,为提高系统污水处理可靠性提供了保障。     

东北地区沼泽湿地空间分布格局及其影响因素分析

在分析东北地区沼泽湿地空间分布格局的基础上,利用逐步回归模型筛选出影响湿地空间分布的生态因子。研究结果表明,沼泽湿地的空间分布格局受气候、水文、地貌和人类活动等条件的制约,其中相对湿度和年平均降雨量有利于沼泽湿地的形成,而人口密度、坡度和气温不利于沼泽湿地的形成。     

天津地区表流人工湿地冬季运行工艺研究

[目的]研究天津地区表流人工湿地冬季运行工艺。[方法]针对天津的气候特点,以冰下运行的方式,开展天津地区表流湿地冬季运行试验,研究自由表面流人工湿地北方冬季运行工艺参数。[结果]虽然水质净化效果差于其他温暖季节(平均降低约20%),但是在天津地区表流湿地采取冰下运行的方式是可行的。北方表流人工湿地冬季冰下运行时应将出水口地势降低,防止出水口被完全冰冻,运行水深不宜50～60 cm,可以在回流的基础上适当加大水力负荷(水力停留时间以4 d为宜),以维持水土界面不会冻结,并尽可能加大取水深度,以提高系统水温。[结论]该研究可为表流人工湿地在我国北方的推广应用提供借鉴。     

电活性菌藻膜耦合虹吸曝气技术处理海水养殖废水

人工湿地耦合微生物燃料电池(constructed wetland-microbial fuel cell,CW-MFC)被广泛应用于低碳氮比水产养殖废水处理。然而,高盐度抑制限制了其在海水养殖废水处理中的应用。针对高盐抑制,该研究利用海水底泥和海洋微藻构建电活性菌藻生物膜并结合虹吸曝气技术强化CW-MFC处理海水养殖废水。相比CW-MFC,强化系统对化学需氧量、总磷、总氮、磺胺甲恶唑、Cu²⁺的去除率分别提高33.46%,31.07%、25.64%、12.03%、24.25%。高通量测序显示,硝化和反硝化细菌Marinobacter、Muricauda、Xanthomarina生长状况良好;在MFC阳极和电活性菌藻生物膜表面,胞外呼细菌Geobacteraceae和Pseudomonas以及海洋微藻细菌Pseudooceanicola和Hoeflea被显著富集。研究结果表明,电活性菌藻生物膜耦合虹吸曝气技术可以有效提高CW-MFC系统处理海水养殖废水的效能。     

基于随机森林的高寒湿地地区土地覆盖遥感分类方法

高寒湿地是青藏高原典型独特的生态系统,是全球气候变化的敏感地带和预警区。利用遥感技术快速、准确地分类提取高寒湿地的土地覆盖信息,对当地生态安全监测和保护具有重要意义。本文以若尔盖湿地国家级自然保护区为研究区,首先,以高分一号(GF-1)遥感影像为数据源,融合光谱特征、水体指数、地形特征、植被指数和纹理信息等26个变量进行随机森林(Random forest,RF)分类实验;然后,根据袋外数据(Out of bag,OOB)的特征变量重要性得分和精度评价结果,选出高寒湿地地区土地覆盖类型的最优分类方案和特征;最后,对特征变量进行降维,并基于相同的变量,采用极大似然法(Maximum likelihood classification,MLC)、支持向量机(Support vector machine,SVM)、人工神经网络(Artificial neural network,ANN)和RF等方法进行分类,比较不同方法的优适性。结果表明:结合GF-1影像光谱、水体、植被、纹理特征和地形信息,使用26个变量的RF模型的分类精度最高,总体精度(Overall accuracy,OA)为90.07%,Kappa系数为0.86;通过RF模型的变量重要性分析可以有效选出重要的特征信息,在降低特征变量维度的同时,还能保证较高的分类精度; 4种分类方法中,RF算法是高寒湿地地区较合适的分类方法,OA比MLC基准方法高17.63个百分点,比SVM和ANN等机器学习算法分别高6.98、6.56个百分点。