人工湿地的构建与应用

论述了人工湿地污水处理技术的机制和优势,阐述了人工湿地的构建和污水处理研究进展,表明人工湿地的污水处理效率与污染物的种类和污染程度、人工湿地的类型、湿地植物种类、基质类型、水力停留时间和水力负荷等密切相关.在中国,典型人工湿地有3种类型,分别为垂直流人工湿地、潜流式人工湿地和表面流人工湿地,主要用于处理来自化粪池、养殖...     

人工湿地植物的选择及植物净化污水作用研究进展

人工湿地系统具有强大的净化污水功能。植物是人工湿地系统中的核心部分,在净化污水过程中起着至关重要的作用。介绍了为人工湿地选择植物时需要考虑的因素和基本原则;总结、评述了植物在人工湿地净化污水中的作用及其影响因素方面的研究;针对目前相关研究中存在的问题,展望了未来研究的方向。     

人工湿地处理水体中抗生素的研究进展

针对中国水环境抗生素污染问题,概述了中国水环境中主要抗生素的种类、来源和危害;比较分析了现有污水处理技术在抗生素污染水体治理中的应用状况,阐述了人工湿地在抗生素污染净化中的应用进展。目前,在中国地表水体中,常见的抗生素为磺胺嘧啶(SDZ)、磺胺二甲嘧啶(SMZ)、磺胺甲恶唑(SMX)、罗红霉素(RTM)、环丙沙星(CFX)和四环素(TC)等,其主要来源于养殖废水、医疗废水及人类和动物的排泄物。人工湿地主要依靠基质吸附、植物吸收和微生物降解的协同作用,去除抗生素。其中,植物通过直接吸收、植物根系分泌和植物根区环境改善等途径,直接或间接地去除抗生素,去除效果因抗生素种类和植物种类不同而差别较大。基质的物理吸附、化学反应、微生物的种类、微生物群落多样性和酶活性等因素也影响人工湿地对抗生素类污水的净化效果。除了人工湿地植物、基质和微生物等内在因素外,金属阳离子、p H、溶解氧、温度和光照等环境因素都会影响人工湿地对污水中抗生素的去除作用。关于人工湿地对污水中抗生素的去除,在净化机理、应用创新、种类拓展和应用推广等方面有必要进一步研究。     

人工湿地水处理技术研究进展

人工湿地是一种新型的生态污水净化处理技术,因其具有处理效果好、工艺简单、运营投资低、维护方便等特点,在水处理领域应用广泛。介绍了人工湿地的分类、去除机理和存在的问题,阐述了人工湿地在生活污水、有机废水、氨氮废水、高盐废水、重金属废水及放射性废水等水处理领域的技术进展,具有广阔的应用前景。     

人工湿地系统对泉河水质净化处理的实践应用

泉河是山东省济宁市汶上县一条重要的河流,工业点源、农业面源污染使得泉河污染,水质超标。为净化水质,建设了泉河河道走廊人工湿地工程,总长度23km,规模319.7hm2,总投资5170万元。主要采用河道滞留塘+表面流人工湿地组合工艺,处理汶上县污水处理厂外排水、沿河周边农村生活污水及农田退水,污水处理规模2.0万m3/d。工程2010年10月开工,2011年6月建成并正常运行。通过1a多的运行结果表明,该人工湿地工程具有较高的污染负荷去除率,实现了河道的生态修复和沿河生态环境治理,泉河生态环境得到了明显改善。     

人工湿地污水处理技术及其在我国发展的现状与前景

人工湿地有着独具特色的净污机理、功能,正在不断地受到全球的重视。本文在国内外研究的基础上,简要介绍了人工湿地污水处理技术的机理、类型．对其优势与不足进行了系统的分析。作者对我国研究、应用现状和存在问题进行了阐述,认为我国发展人工湿地处理污水具有广阔的发展前景,对目前应当开展的工作提出了战略性的观点。     

东北屯人工湿地污水处理系统的设计与应用

从人工湿地规划设计的角度出发,依据地表水环境质量标准,以现有废弃渠道、坑塘为基础,通过开挖回填、调坡整治、基础压实等措施,建立了衡水市故城县郑口镇东北屯人工湿地污水处理系统。该系统包括前池、沉淀池、垂直流湿地、生态塘湿地、表面流湿地和蓄水池。探讨了人工湿地渗滤处理系统的主要设计参数;采用Freundlich公式、Kikuth公式和有关经验公式,分析了渗滤系统对污水生化需氧量、总氮、总磷的处理效果;研究了处理系统中垂直流、生态塘渗流和表面流的污染物去除率;针对水质、水量和环境温度3个主要因素进行了敏感性分析,给出了渗滤系统敏感性分析结果,并与湿地去污实验结果进行了比较,变化趋势基本一致。研究结果表明:①人工湿地规划设计应进行敏感性分析,以便更好地制定系统的控制运行预案;②湿地出水口高度应能够调节,以便控制湿地床体的"饱和"状态,充分发挥湿地渗滤、微生物的作用;③北方人工湿地的去污效果,受季节性影响较大,应采取塑料大棚或秸秆覆盖进行保温,在冬季,塑料大棚能够使湿地温度维持在13.3℃以上,日照时间基本不减少,湿地植物可正常生长;④当进水的生化需氧量浓度超过75mg/L时,应减小进水负荷,控制污染物总量在湿地高效处理范围内;⑤当日污水处理量超过3000m3/d时,应提高集污渠、前池、沉淀池的临时蓄存水位。     

基于污水处理的温州三垟湿地公园规划设计

随着人工湿地污水处理技术的日益成熟,其在城市湿地公园规划设计中的应用成为了研究热点。针对人工湿地污水处理与水景营造的问题,介绍了温州三垟湿地公园规划设计方案,旨在探索融合美学、生态功能以及社会经济效益等城市湿地公园的规划设计手段。     

水流注入方式和填料层高度对人工湿地流态的影响

流态模拟实验作为评价人工净化湿地系统运行状况、物质在其中停留时间的有效工具,在污水处理领域具有重要作用。罗丹明B背景浓度低、重现性好,被选为评价升流式、降流式和填料层高度对水力流态影响的示踪剂。实验使用罗丹明B和NaCl作为示踪剂,在湿地系统中进行流态实验,探究升流式、降流式和填料层高度对人工净化湿地流态的影响。实验结果表明,升流式人工湿地比降流式人工湿地处理效果好,示踪剂水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)的体积利用率分别为82.0%和76.8%,升流式人工湿地无效体积中死区占更大比例,而降流式人工湿地滞留区占无效体积的比例更大;人工湿地填料层高度对示踪剂停留时间分布影响不大,体积利用率都在80%以上,但是,其死区和滞留区随着填料层高度的变化在无效体积中所占的比例有所差异,死区所占的比例随着填料层高度的增加先增加后减少,滞留区所占的比例则先减少后增加。     

多介质人工湿地对生活污水中氮和磷的去除效率研究

分别以芦苇(Phragmites australis)、东方香蒲(Typha orientalis)、碗莲(Nelumbo nucifera)、水生美人蕉(Canna glauca)、睡莲(Nymphaea alba)—金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、凤眼莲(Eichhornia crassipes—金鱼藻为人工湿地净化植物,以沸石和无烟煤作为基质,构建6种多介质人工湿地单元,分别对3种浓度生活污水中的总氮(TN)、氨氮(NH4+—N)、硝态氮(NO3-—N)和总磷(TP)的净化效果进行研究.结果表明,污水停留时间为5d时,4种有沸石和无烟煤作为基质的人工湿地单元,对TN、NH4+—N和TP的去除效率显著高于无基质的两种湿地单元(p＜0.05),其中香蒲、碗莲和美人蕉湿地单元对3种浓度污水的TN、NH4+—N、NO3-—N和TP的净化效率都达到90％以上,以美人蕉湿地单元的净化效率为最高.睡莲—金鱼藻湿地单元对氮和磷的净化效率总体上优于凤眼莲—金鱼藻湿地单元;但是,在凤眼莲—金鱼藻湿地单元处理后的污水中,溶解氧(DO)含量较高,出水清澈、透明.为此,在构建多级人工湿地时,美人蕉宜作为先锋种首先承载高浓度污水,香蒲、碗莲和芦苇次之,凤眼莲—金鱼藻适宜多级人工湿地的最后一级.     

基于人工湿地的水环境治理和优化技术在太湖流域的应用

水质优化技术在太湖流域水污染治理中起到了重要的作用。介绍了几类常用的基于人工湿地的水质优化技术,包括农村生活污水治理技术、城镇生活污水厂水质优化技术、河道治理技术及雨水治理技术。阐述了人工湿地在太湖流域水系统优化中的应用,包括阳澄湖莲花岛生态湿地对农村生活污水的治理和常熟新材料产业园生态湿地对工业尾水的治理,2个项目水处理效果良好,达到了相应的水质要求。探讨了基于人工湿地的水质优化技术在太湖流域水环境治理和优化的前景,该技术可在海绵城市建设、城镇污水处理厂提标、黑臭河道整治等领域推广和应用。     

人工湿地脱氮除磷的效果与机理研究进展

人工湿地作为一种低耗高效的污水处理系统正在被广泛应用于各种类型的污水处理,不仅对有机污染物有较强的降解能力,而且对传统的二级处理难以去除的氮磷也有较好的去除效果。人工湿地污水处理系统是一个复合生态工程系统,其对污染的去除机理是一个错综复杂的过程,基质、水生植物和微生物共同发挥着重要作用。综述了人工湿地脱氮除磷的效果与机理,讨论了基质、水生植物、微生物及其他外界因素对系统处理效果的影响及氮磷去除的预测模型,提出了当前人工湿地研究中存在的问题和提高人工湿地脱氮除磷能力的对策。     

Kinetic Modelling of the Removal of Seven Common Pollutants in Subsurface Flow Constructed Wetlands

The main removal mechanisms for the degradations of seven pollutants in wastewater treatment wetlands were analysed, and a mathematical model was established to quantify the removal of each pollutant, based on its main removal mechanisms. Subsurface horizontal flow wetlands were treated as a series of continuous stirred - tank reactors (CSTRs). Kinetic models for the removal of biochemical oxygen demand, chemical oxygen demand, ammonia, total nitrogen and faecal coliforms were established by combining Monod or first - order kinetics with CSTR assumptions. These tentative models account for a wide range of factors that affect wetland performance, but the models have not been proven by ex periment data. Depending on the derivation of various coefficients in the models and verification by actual performance data, this study may provide a starting point for an integrated pollutant removal model to be developed, and experimen tally verified, thereby making a step forward from the current greenbox' approach of wetland design.     

北京城市湿地时空演变及驱动力定量分析(英文)

The decision tree and the threshold methods have been adopted to delineate boundaries and features of water bodies from LANDSAT images. After a spatial overlay analysis and using a remote sensing technique and the wetland inventory data in Beijing, the water bodies were visually classified into different types of urban wetlands, and data on the urban wetlands of Beijing in 1986, 1991, 1996, 2000, 2002, 2004 and 2007 were obtained. Thirteen driving factors that affect wetland change were selected, and gray correlation analysis was employed to calculate the correlation between each driving factor and the total area of urban wetlands. Then, six major driving factors were selected based on the correlation coefficient, and the contribution rates of these six driving factors to the area change of various urban wetlands were calculated based on canonical correlation analysis. After that, this research analyzed the relationship and mechanism between the main driving factors and various types of wetlands. Five conclusions can be drawn. (1) The total area of surface water bodies in Beijing increased from 1986 to 1996, and gradually decreased from 1996 to 2007. (2) The areas of the river wetlands, water storage areas and pool and culture areas gradually decreased, and its variation tendency is consistent with that of the total area of wetlands. The area of the mining water areas and wastewater treatment plants slightly increased. (3) The six factors of driving forces are the annual rainfall, the evaporation, the quantity of inflow water, the volume of groundwater available, the urbanization rate and the daily average discharge of wastewater are the main factors affecting changes in the wetland areas, and they correlate well with the total area of wetlands. (4) The hydrologic indicators of water resources such as the quantity of inflow water and the volume of groundwater are the most important and direct driving forces that affect the change of the wetland area. These factors have a combined contribution rate of 43.94%. (5) Climate factors such as rainfall and evaporation are external factors that affect the changes in wetland area, and they have a contribution rate of 36.54%. (6) Human activities such as the urbanization rate and the daily average quantity of waste-water are major artificial driving factors. They have an influence rate of 19.52%.     

Modeling on Residence Time Distribution in Subsurface Flow Constructed Wetlands by Multi Flow Dispersion Model

As an important design factor for constructed wetlands,hydraulic retention time and its distribution will affect the treatment performance.Instantaneously injected sodium chloride tracers were used to obtain residence time distributions of the lab scale subsurface flow constructed wetland.Considering the presence of trailing and multiple peaks of the tracer breakthrough curve,the multi flow dispersion model(MFDM)was used to fit the experimental tracer breakthrough curves.According to the residual sum of squares and comparison between the experimental values and simulated values of the tracer concentration,MFDM could fit the residence time distribution(RTD)curve satisfactorily,the results of which also reflected the layered structure of wetland cells,thus to give reference for application of MFDM to the same kind of subsurface flow constructed wetlands.     

西藏高原湿地生态系统特征及其保护对策

湿地是地球上具有多种功能的、独特的生态系统,西藏拥有我国特有的大面积高海拔湿地生态系统。西藏高原湿地包括自然湿地和人工湿地两大类型,湿地总面积为3 126 253.33hm2,占全区土地总面积的2.59％。西藏湿地生态系统的主要特点是湿地类型丰富,天然湿地面积大,占湿地总面积的99.09％,天然湿地又以湖泊型湿地和河流型湿地为主,分别占全区湿地面积的82.36％和14.71％;湿地分布广但不平衡;湿地生物多样性丰富。西藏高原湿地生态系统的脆弱性主要表现在湖泊水位下降、湖泊面积萎缩,河流径流量呈减少趋势,沼泽湿地退化等方面。鉴于高原湿地生态功能的重要性,作者提出了加强西藏高原湿地生态系统的保护对策。     

模拟湿地生境升温条件下湿地底泥——水体磷元素循环特征

气候变暖对全球生态系统产生了广泛的影响,这其中包括与水质安全和水质演变密切有关的湿地磷元素生物地球化学循环.以长三角南区6块磷库与碳库具有显著差异的湿地为研究对象,通过基于微宇宙原理的湿地生境研究平台模拟升温环境,以现实环境温度为对照组,以(5±1)℃的温度为升温组,探讨升温条件下的湿地磷元素生物地球化学循环特征.结果...     

博斯腾湖西岸表面流人工湿地对水体中重金属离子的去除效果

2019年4~10月,以博斯腾湖西岸表面流人工湿地为研究对象,测定该人工湿地的进水口、出水口采样点水体中的重金属离子含量,利用进水口和出水口水体中Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Ni、As和Cd离子含量,计算人工湿地对这些水体中重金属离子的去除率。研究结果表明,博斯腾湖西岸表面流人工湿地对水体中Fe离子、Mn离子、Cu离子、Zn离子、Ni离子、Cr离子、As离子和Cd离子的去除率分别为84.63%、57.24%、52.82%、47.44%、44.74%、42.42%、41.94%和33.33%;夏季人工湿地对水体中重金属离子的去除率大于春季和秋季。     

非均质条件下珠江口潮汐湿地地下水流动特征

开展非均质条件下潮汐湿地中地下水流动特征研究,成为深入揭示潮汐湿地水循环及物质循环过程的重要前提。以广州南沙区的河畔潮汐湿地为对象,基于放射性氡同位素示踪技术考察含水层非均质情况下地下水的流动特征。结果表明：1）研究区介质干容重、介质孔隙度和介质氡释放（E_{rn}）呈现空间异质性,介质氡释放是导致介质氡平衡能力（[R_n{]}_{gw}）呈现显著空间异质性（2 210.15~7 700.33 Bq/m³）的主要因素。2）非均质条件下地下水流动呈现显著的分区特征,根据氡的比活度可以划分为快速流动区和滞留区。其中,快速流动区地下水氡比活度较小,观测期内平均值为1 522.39 Bq/m³,地下水呈现由陆向海近似“U”型的流动模式。滞留区地下水氡比活度显著增大,观测期内平均值为3 858.40 Bq/m³,地下水受潮汐作用而滞留更久。滞留区地下水流动状态受潮高差影响,潮高差越大,潮汐对湿地地下水的整体驱动力越大,滞留区地下水渗出相对容易,反之滞留区地下水渗出较难。由此可见,潮汐湿地含水层介质的空间异质性是影响地下水流动特征的关键因素。