无植物水平折流式潜流人工湿地对氮和磷的净化效果

以炉渣、木块、砾石和木块、炉渣、砾石两组基质配置方式,构建无植物水平折流式潜流人工湿地,在不同水力停留时间(2 d、3 d和5 d)条件下,比较两组湿地系统(HB1和HB2)对模拟生活污水中氮、磷污染物的去除效果,同时分析优化的基质配置方式和水力停留时间。结果表明,当水力停留时间为3 d时,人工湿地系统的总氮去除率为71%~77%,当水力停留时间增加到5 d时,其去除率为79%~80%,提高不明显;当水力停留时间为3d时,其总磷去除率达到最高值50%,继续增加水力停留时间,其去除率反而下降。因此,无植物水平折流式潜流人工湿地的最佳水力停留时间为3 d。在进水端的前1/3基质区,HB1炉渣区和HB2木块区的氨氮质量浓度分别为13~17 mg/L和18~19 mg/L,硝态氮质量浓度为5.9~9.1 mg/L和0.4~2.8 mg/L。可见,炉渣能提高氨氮的去除率,木块有利于硝态氮的去除。HB1对氮污染物(尤其是氨氮)去除效果好于HB2,其基质配置方式为炉渣、木块和砾石;对磷的去除效果两种基质组合方式差别不大,木块、炉渣和砾石组合效果略好。     

人工湿地工程应用中面积计算与基质堵塞研究进展

人工湿地因其具有处理效果好、环境友好、投资低、管理简便等特点,在污水处理领域被广泛应用。然而,湿地面积计算粗放与湿地基质堵塞问题日益突出,成为限制人工湿地工程应用的主要因素。综述人工湿地工程面积计算的4种方法(水力停留时间法、水力负荷法、污染物表面负荷法和速率系数法)与应用现状,湿地基质堵塞的影响因素、预防与恢复措施及其未来的发展方向,以期为人工湿地工程设计与应用提供参考。     

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...     

模块化人工湿地的水力效率研究北大核心CSCD

传统的潜流式人工湿地主要利用卵石、砾石、炭渣等填料构建,存在着施工成本高、易堵塞和适应性低等问题。为了解决潜流式人工湿地存在的问题,设计了一种人工湿地模块,于2019年5月至10月,在上海市中国水产科学研究院池塘生态工程研究中心实验基地,构建了模块化人工湿地;采用脉冲示踪剂分析法,在植物种植、布水方式和水力负荷的6种组合方式下,研究了示踪剂在模块化人工湿地中的水力停留时间分布密度和模块化人工湿地的水力效率。研究结果表明,在模块化人工湿地中,植物根系易形成“滞水区”,减小了模块化人工湿地的有效体积比,缩短了平均水力停留时间,使模块化人工湿地水力效率增大;布水方式对模块化人工湿地的水力效率影响很大,与中间集中进水和侧表面均匀进水的布水方式下的水力效率相比,在全横断面均匀进水的布水方式下,模块化人工湿地的水力效率分别提高了155.60%和17.06%,进水水流分布越均匀,模块化人工湿地系统内的水流态越接近理想推流态;随着模块化人工湿地中水力负荷的增加,水流速度增大,植物根系对水流的滞留作用减弱,水流停留时间产生的影响减弱,模块化人工湿地系统达到稳定的时间和最大浓度的时间缩短,但是超过最小水力停留时间后,其水力效率迅速减小;与传统推流式和波流式人工湿地相比,模块化人工湿地中种植的植物、布水方式和水力负荷对其水力效率有显著影响。     

钢渣在人工湿地净化污水中的应用

将钢渣作为基质应用到人工湿地中,可以提高人工湿地对污水中污染物的去除效率。钢渣可以分为碱性氧气炉钢渣、电弧炉钢渣、高炉钢渣和改性钢渣。以碱性氧气炉钢渣、电弧炉钢渣和高炉钢渣作为基质的人工湿地对污水中总磷的去除率都较高,对模拟污水中总磷的去除率大于对实际污水中总磷的去除率,以高炉钢渣作为基质的人工湿地对污水中总氮的去除率较高。可以通过改变实验条件,提高钢渣作为基质的人工湿地对污水中总氮的去除效率。     

3种人工湿地基质吸附污水中氨氮的性能与基质筛选研究

通过等温热力学吸附实验,比较人工湿地的基质高钙废渣、改性赤泥和火山石对污水中氨氮的去除效果。结果表明,3种基质的氨氮吸附过程都可以用Langmuir吸附等温方程进行拟合;高钙废渣、改性赤泥和火山石对氨氮的最大吸附量分别为26.27mg/g、6.15mg/g和0.98mg/g;经高钙废渣处理的污水,出水最清澈;高钙废渣对氨氮的吸附效果最好。用吸附效果最好的高钙废渣进行了模拟人工湿地吸附氨氮的基质柱实验,以高钙废渣为基质的模拟人工湿地对生活污水中氨氮的去除率为20%～42%。     

人工湿地水力学特性研究及进展

人工湿地水力学特性研究的意义在于揭示湿地处理污水的内在机理,了解人工湿地水流流态和污染物降解行为等错综复杂的反应过程,可对湿地的设计、运行和出水水质预测做出完全准确的计算和评价。人工湿地水力学特性研究内容包括水力停留时间、水力传导率、容水量、水量流态等因素,研究方法为采取示踪剂试验,常用的示踪剂为NaCl、红色玫瑰精染料(RWT)及同位素。研究植物对湿地水力学特性的影响是当前的研究热点之一。     

潜流人工湿地对模拟污水中β-HCH的去除效果

为了研究潜流人工湿地对污水中六氯环己烷(HCHs)的异构体β-HCH的去除效果,构建了 4种潜流人工湿地装置,分别为未添加基质且未种植菖蒲(Acorus calamus)、添加基质未种植菖蒲、添加基质且种植菖蒲并添加氨苄青霉素、添加基质且种植菖蒲的人工湿地,在各人工湿地中,加入配制的β-HCH模拟污水;采用气相色谱法,...     

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.     

潜流人工湿地流场分布与基质堵塞关系研究进展

堵塞是潜流人工湿地污水处理运行管理过程中的主要难题,影响了人工湿地使用年限。为了进一步研究潜流人工湿地基质堵塞机理,查明流场分布与基质堵塞的关系,在查阅前人研究成果基础上,对人工湿地堵塞成因及其受流场分布的影响进行了总结,同时探讨了流场分布与水力负荷、基质材料、不同粒径基质的分层填充、植物根系分布的关系,并对流场分布的研究方法(示踪及数值模拟)、未来研究方向提出建议。     

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。     

园林湿地——一种独特的人工湿地类型

确认园林湿地是人工湿地的一种独特类型。定义园林湿地为:在以隔离物为边界的空间范围内,构建具有协调建筑物和文化装饰的人工水景湿地,并具有审美、文化娱乐、休憩与居住等综合功能的自然—人文复合湿地系统。园林湿地具有不同的类型和结构,按风格可分为欧美西方园林与中国园林,古典园林与现代园林。苏州园林是中国古典园林的代表,具有极高的世界文化遗产价值。园林湿地是生态城市的重要基础,对城市可持续发展具有重要意义。     

Effect of Different Factors on Nitrogen Removal Rate in Constructed Wetlands

Factors affecting total nitrogen (TN) removal rates in constructed wetland were investigated by intermittent operation in the subsurface flow (SSF) constructed wetland system.The results demonstrated that removal rates of TN increased with the rising of TN pollution load (1.40-12.40 g/m2) when the retention time was determined by 60% TN Phragmites australis-soil-slag system.TN removal rates were affected by total phosphorus load in case of higher TN load.TN removal rates in SSF Phragmites australis wetlands were greater than that in SSF Calamagrostis angnstifolia wetlands at the same experimental cycle.Effect of wetland substrates on TN removal rates varied with the pollutants loading in SSF constructed wetland system,plant species and plant-growing period.     

ROLE OF CONSTRUCTED WETLANDS IN NUTRIENT STRIPPING

1　INTRODUCTIONConstructedwetlandsplayanimportantroleinthereductionofnutrients,particularlyphosphorous,fromenteringintothewaterways .Excessivelevelsofphosphoroushavebeenidentifiedasamajorcon tributortoblue greenalgalbloomsinwaterways.Anumberofresearchprog…     

兼顾景观功能的人工湿地植物配置模式探讨

湿地植物是人工湿地的重要组成部分,在水质净化过程中起着非常重要的作用,同时也是形成湿地景观的重要要素,目前人工湿地植物的配置还存在着功能结构单一、种间搭配不合理、季相效果差、岸带植物配置效果不佳等问题,影响植物的生态功能及景观效果。通过对湿地植物群落结构特征的研究,借鉴园林中植物造景,提出将植物净化功能与景观特性相结合的设计构想,并提出空间尺度与时间尺度相结合的植物配置模式及将人工湿地的水体与岸带植物配置相结合的人工湿地植物景观设计方式,这将有利于充分发挥人工湿地的多功能效益。     

雨水净化湿地的设计初探——以天目湖旅游度假区沙河湿地设计为例

雨水净化湿地属于人造湿地系统,其设计的目的是最大限度地去掉雨水径流中的污染物质。天目湖旅游度假区沙河水库上游存在多种水体污染来源,这些污染物质可通过雨水径流进入库区。沙河水库作为饮用水源保护地,有必要在上游湖泊滩地内建造雨水湿地,保护库区的水质。通过分析雨水湿地的设计因素及标准,提出适合基地条件的雨水湿地类型及其设计方法。     

基于模型集成的北京湿地价值评价系统设计与实现

湿地价值评价让公众和管理者很直观了解湿地功能及价值大小,对于湿地保护宣传和湿地管理都有着重要的意义。本文在北京湿地的大气调节、气候调节、蓄水调洪、水质净化、地下水补给、控制土壤侵蚀、生物多样性、滞尘、生物产品、水源供给、文化遗产和旅游休憩等12项价值评价方法研究基础上,利用ArcGIS Model Builder等多种建模方式,构建了12项湿地价值评价模型,并基于ArcGIS Engine二次开发组件,在.NET环境下设计和实现了北京湿地价值评价系统。结果表明:(1)先建立模型及工具集,然后进行统一封装和调用,最后开发应用系统,这种湿地价值评价系统设计与开发方式快速简单、容易实现、而且稳定可靠;(2)该系统可以有效管理湿地资源数据,方便快捷地完成湿地资源各项功能价值评价和综合价值测算,快速获得北京湿地的各个湿地斑块、各种类型湿地、各行政区县和任何统计单元的湿地单项功能价值和综合功能价值量,还可以快速编制湿地价值空间图和统计报表;(3)该系统为湿地价值评价提供了一种自动化、流程化、标准化的测量方法,具有一定的推广潜力。     

流域土地利用/覆被变化对洪河保护区湿地景观的影响

从流域尺度, 应用遥感和GIS 技术对1954 年以来6 个时段土地利用/ 覆被变化进行分析, 并采用景观生态学方法对洪河保护区及其所在浓江河流域湿地景观多样性和景观连通度进行计算, 系统研究了流域土地利用变化对保护区湿地景观的影响。结果显示: ① 浓江河流域大规模土地利用发生在20 世纪80 年代之后, 年均耕地面积增长速度为101 km²/a; ② 土地利用/ 覆被变化直接导致流域湿地景观多样性降低, 同时也间接影响了洪河保护区湿地景观多样性; ③ 流域土地利用变化带来的景观连通度降低严重割断了景观之间原有的物质交换和功能维持关系, 是导致保护区湿地景观结构和功能改变的主要因素之一; ④ 恢复保护区周围一定面积的湿地, 维持良好的景观连通度是实现保护区自然保护效益的方法之一。     

我国湿地景观研究现状、存在的问题与发展方向

湿地景观研究是近十余年来新兴的热点领域,极大地推进了湿地学科发展.但是,由于湿地景观研究体现的是湿地与景观方法有机结合,其在发展过程中还存在许多问题.本文在对我国湿地景观研究现状系统分析基础上,重点阐明了湿地景观概念、分类、遥感信息提取精度、多源数据可比性、结构与格局研究方法、景观过程与功能研究内容与尺度等制约湿地景观研究的主要问题.并指出了未来发展方向:(1)重视湿地景观分类研究;(2)重视湿地景观破碎化研究;(3)重视发展基于过程和功能的景观格局研究方法;(4)重视多尺度湿地生物多样性研究;(5)重视湿地景观管理研究.