西北干旱、半干旱地区高盐人工湿地适宜植物筛选

植物是人工湿地的重要组成部分,但是,在西北干旱、半干旱地区,由于年降水量较少,年蒸发量较大,导致人工湿地土壤和水体含盐量较高,可供选择的适宜植物种类少,限制了人工湿地污水处理技术在该地区的应用。选择香蒲(Typha orientalis)、鸢尾(Iris tectorum)、芦苇(Phragmites australis)作为人工湿地中的植物,构建模拟的潜流人工湿地,配置不同含盐量(NaCl含量分别为0%、0.5%和1%)、化学需氧量(质量浓度为191.8~249.9mg/L)、总氮(质量浓度为27.5~33.5 mg/L)和总磷(质量浓度为4.5~5.9 mg/L)的污水,作为人工湿地的进水,研究不同盐度下植物外部形态、生理特性指标变化及其对污水中化学需氧量、总氮和总磷的净化效果,筛选出适宜盐沼的植物。研究结果表明,随着污水中含盐量的增加,3种植物的叶长、叶宽和生物量显著减小,比叶重显著增加;与对照处理相比,当水中NaCl含量为1%时,芦苇叶长的变短幅度相对最大,鸢尾的、香蒲的依次减小,鸢尾叶宽的变窄幅度相对最大,香蒲的、芦苇的依次减小,芦苇株高的变矮幅度相对最大,鸢尾的、香蒲的依次减小,鸢尾生物量的减少幅度相对最大,香蒲的、芦苇的依次减小,鸢尾比叶重的增加幅度相对最大,芦苇的、香蒲的依次减小。当水中NaCl含量为0.5%和1%时,都是芦苇叶片的净光合速率、气孔导度和叶肉导度相对最大,香蒲的、鸢尾的依次减小;香蒲叶片的水分利用效率相对最大,芦苇的、鸢尾的依次减小。当水中NaCl含量为0.5%和1%时,芦苇叶片的脯氨酸含量相对最大,鸢尾的、香蒲的都依次减小;到实验结束时,在各种盐含量下,鸢尾叶片的丙二醛含量相对最大,香蒲的、芦苇的依次减小;芦苇叶片的超氧化物歧化酶活性相对最大,香蒲的、鸢尾的依次减小。在各种盐含量下,都是种植芦苇的人工湿地系统对污水中化学需氧量、总氮和总磷的去除率相对最大,种植香蒲、鸢尾的人工湿地湿地的去除率依次减小。综合考虑3种植物的生长和生理特性以及种植3种植物的人工湿地对污染物去除率,相对最适宜种植在高盐人工湿地的植物为芦苇,其它依次为香蒲、鸢尾。     

7种水生植物对富营养化水体中氮磷去除效果的比较研究

通过室外盆栽试验研究了7种水生植物对富营养化水体中氮磷的去除能力.试验结果表明:所选7种水生植物在富营养化水体中生长良好并表现出较好的氮磷去除效果.在SRP、TP进水浓度分别为0.5～1.25 mg/L和0.6～1.3 mg/L时,各种植物SRP和TP去除率随进水浓度变化趋势保持一致且SRP去除率高于TP去除率.7种植物中,千屈菜(Lythrum salicaria Linn)的磷去除性能最好,与无植物空白相比,其SRP和TP平均去除率分别提高12.15%和14.36%;芦苇(Phragmites communis)最差,仅使SRP和TP平均去除率提高8.61%和6.73%.7种植物TN去除性能差异显著,与无植物空白相比,水葱(Scirpus validus Vahl)、香蒲(Typha angustifolia Linn)、芦苇、美人蕉(Canna generalis)、石菖蒲(Acorus tatarinowii Schott)、黄花鸢尾(Iris wilsonii Wright)和千屈菜分别使TN平均去除率提高18.19%、17.84%、16.0%、14.85%、12.6%、7.93%和7.56%.植物氮磷去除能力和实际生长情况表明,水葱、香蒲和芦苇可作为有效去除氮磷的北方人工湿地备选植物.     

种植4种植物的模拟人工湿地对污水中4种重金属的去除效果

利用黑龙江三江国家级自然保护区中4种常见植物——臌囊薹草(Carex schmidtii)、芦苇(Phragmites australis)、水葱(Scirpus validus)和香蒲(Typha orientalis),构建模拟人工湿地,研究种植了4种植物的人工湿地对当地稻田废水和被污染河水中Cr、Pb、Cu和Zn的去除效果。研究结果表明,在28 d的实验期内,随着实验时间推移,两种污水中的Cr、Pb、Cu、Zn含量都在减小,延长污水在人工湿地中的停留时间,Cr、Pb、Cu、Zn的累积去除率持续增大;实验结束后,种植了4种植物的人工湿地对稻田废水中Cr、Pb、Cu和Zn的平均累积去除率分别为89.56%、55.15%、12.57%和68.17%,对被污染河水中Cr、Pb、Cu和Zn的平均累积去除率分别为86.62%、54.50%、2.74%和44.21%。对稻田废水中的4种重金属,种植臌囊薹草的人工湿地对Cr的去除率(95.45%)最大,种植芦苇的人工湿地对Pb和Cu的去除率(Pb:67.75%;Cu:15.81%)最大,种植水葱的人工湿地对Zn的去除率(75.86%)最大;对被污染河水中的4种重金属,种植芦苇的人工湿地对Cr的去除率(95.48%)最大,种植水葱的人工湿地对Pb的去除率(69.49%)最大,种植香蒲的人工湿地对Cu的去除率(3.46%)最大,种植臌囊薹草的人工湿地对Zn的去除率(64.98%)最大。     

7种水生植物对富营养化水体中氮磷去除效果的比较研究

通过室外盆栽试验研究了7种水生植物对富营养化水体中氮磷的去除能力.试验结果表明:所选7种水生植物在富营养化水体中生长良好并表现出较好的氮磷去除效果.在SRP、TP进水浓度分别为0.5~1.25 mg/L和0.6~1.3 mg/L时,各种植物SRP和TP去除率随进水浓度变化趋势保持一致且SRP去除率高于TP去除率.7种植物中,千屈菜(Lythrumsali-cariaLinn)的磷去除性能最好,与无植物空白相比,其SRP和TP平均去除率分别提高12.15%和14.36%;芦苇(Phragmites communis)最差,仅使SRP和TP平均去除率提高8.61%和6.73%.7种植物TN去除性能差异显著,与无植物空白相比,水葱(Scirpus vali-dusVahl)、香蒲(Typha angustifoliaLinn)、芦苇、美人蕉(Canna generalis)、石菖蒲(AcorustatarinowiiSchott)、黄花鸢尾(Iris wilsoniiWright)和千屈菜分别使TN平均去除率提高18.19%、17.84%、16.0%、14.85%、12.6%、7.93%和7.56%.植物氮磷去除能力和实际生长情况表明,水葱、香蒲和芦苇可作为有效去除氮磷的北方人工湿地备选植物.     

不同湿地植物对三江平原农田退水重金属的去除效果

选取黑龙江三江国家级自然保护区4种常见的湿地植物臌囊苔草Carex schmidtii、芦苇Phragmites australis、水葱Scirpus validus、香蒲Typha orientalis,设置15种不同的人工湿地,研究不同处理对当地农田退水Cr、Pb、Cu、Zn的去除效果。结果表明:随着时间的延长,水体中Cr、Pb、Cu、Zn的含量都在降低。实验结束时,15种人工湿地对Cr、Pb、Cu、Zn的平均累积去除率分别为91.82%、54.33%、12.92%、72.61%,对Cr、Pb、Cu、Zn的累积去除率最高的人工湿地分别为:臌囊苔草+芦苇+水葱(95.45%)、臌囊苔草+芦苇+香蒲(68.39%)、臌囊苔草+芦苇+水葱+香蒲(22.22%)、臌囊苔草+香蒲(81.63%)。Cr、Cu的平均累积去除率与植物数量呈线性关系,即植物为1～4种时,湿地植物种类组成数量越多,Cr、Cu的平均累积去除率越高。     

出水回流对连续式折流潜流人工湿地脱氮除磷效果的影响

以模拟生活污水为研究对象,构建两组基质分别为砾石、木块、炉渣和砾石、炉渣、木块配置方式的水平折流潜流人工湿地(HBSFs),探讨不同回流比(0%、50%和150%)对两组人工湿地系统(HB1和HB2)脱氮除磷的影响。研究结果表明,当水力停留时间为2 d时,出水回流对水中氨氮和总氮的去除率提高效果显著,当回流比为150%时,氨氮平均去除率可达约60%,高于不回流时的氨氮去除率(45%),总氮的平均去除率(64%)也高于不回流时总氮的去除率(53%);同时,出水回流在一定程度抑制硝态氮的去除,对总磷的去除效果略有提高,但不明显;硝氮去除率从不回流时的95.4%~96.6%降至回流时的72.7%~87.2%。可见,与不回流相比,回流条件下对水中氨氮、总氮和总磷的去除效果都有所提高。     

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,测定人工湿地进水和出水中的β-HCH含量,分析人工湿地对污水中β-HCH的去除效果,并研究β-HCH在各人工湿地中的降解动力学特征。研究结果表明,添加了基质的人工湿地对污水中β-HCH的去除率明显大于未添加基质的人工湿地,表明基质对β-HCH有明显的吸附作用;在添加基质的人工湿地中种植菖蒲,使其对β-HCH的去除率提高了14.46%～16.94%,表明植物能有效提高人工湿地对β-HCH的净化能力;与未添加氨苄青霉素的人工湿地相比,添加氨苄青霉素的人工湿地对β-HCH的去除率减小了2.48%,表明氨苄青霉素对β-HCH的降解有抑制作用;添加基质且种植菖蒲的人工湿地对β-HCH的去除率达到94.20%;β-HCH在4种配置的人工湿地中的降解过程都符合一级动力学方程,在未添加基质且未种植菖蒲的人工湿地中,β-HCH的降解率过低,无法计算β-HCH在此人工湿地中的半衰期,在其它3种人工湿地中,β-HCH的半衰期分别为12.48 h、15.36 h和13.68 h。     

饮马河流域典型湿地植物净化河流水环境效果研究

采取单种及混种方式,通过小型湿地模拟实验,研究松花江支流饮马河流域河流湿地中常见的芦苇、香蒲、槽秆荸荠、藨草、慈姑、花蔺、菱角、紫背浮萍和金鱼藻9种湿地植物及其组合对河流水体中化学需氧量(COD_(cr))、氮、磷等的净化效果。结果表明:所选湿地植物,在模拟环境条件下均能有效提升取自河流水体的水质;不同的湿地植物对污水中各污染物净化具有明显的差异,花蔺对总磷(TP)、COD_(cr)和氨氮(NH_3-N)净化效果最好,去除率依次为99.65%、68.22%和99.54%;香蒲、菱角、金鱼藻混合组对总氮(TN)的净化效果最好,去除率是66.19%;槽杆荸荠、芦苇和金鱼藻对亚硝酸盐氮(NO_2-N)的净化效果最好,去除率是83.64%。两种植物混种后对某一种污染物指标的处理效果弱于分别独种时的处理效果,但对多种污染物指标的综合处理效果一般要好于独种时的处理效果。     

铁铜内电解基质与曝气对人工湿地除污的影响

为探究不同铁铜内电解基质在不同曝气条件下对人工湿地污水的净化效果,构建表流人工湿地床,以研究4种铁铜内电解基质(质量比1:0、1:0.05、1:0.1、1:0.2)在不同曝气条件下(气水比3:1、6:1、9:1、12:1、15:1)对人工湿地污水的COD、TN、TP去除率的影响。结果表明:不同铁铜内电解基质对COD、TN、TP的去除效果有显著差异。随着内电解基质中铜比例的提高,COD、TN、TP的去除率均有升高的趋势。随着气水比的提高,TP去除率呈先升后降的趋势。铁铜内电解基质与曝气条件之间的交互作用对COD、TN、TP去除效果影响不显著。研究发现,当气水比为9:1时,铁铜内电解基质(质量比1:0.2)的净污效果最好。     

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。     

A Comparative Study of Pollutant Removal Stability in Hybrid Wetland Columns

This study investigated the effects of two alternative substrates(wood mulch and zeolite) on the performance of three laboratory-scale hybrid wetland systems that had identical system components and configurations.Each system consisted of a vertical flow(VF) wetland column,followed by a horizontal flow(HF) column and a vertical flow column.The substrates employed were wood mulch,gravel and zeolite,and Phragmites australis were planted in each column.The systems received synthetic wastewater,with pollutant loadings in the range of 8.5-38.0 g/(m2·d) total nitrogen(TN) and 4.0-46.4 g/(m2·d) biological oxygen demand(BOD5).Wood mulch and zeolite substrates showed higher efficiencies in terms of removing nitrogenous compounds and biodegradable organics.The supply of organic carbon from the organic mulch substrates enhanced denitrification,while adsorption of influent ammoniacal nitrogen(NH4-N) in zeolite played a major role in the removal of nitrogenous species in the wetland columns.Overall,the average percentage removals of TN and BOD5 reached >66% and >96% respectively,indicating stable performances by the hybrid wetland systems under the experimental loading ranges.Mathematical models were developed,based on the combination of Monod kinetics and continuously-stirred tank reactor(CSTR) flow patterns to describe the degradation of nitrogenous compounds.Predictions by the models closely matched the experimental data,indicating the validity and potential application of Monod kinetics in the modelling and design of treatment wetlands.     

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。     

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。     

旅游区治污性湿地景观生态构建

旅游区常规污水处理已不能满足景观生态的要求,治污性湿地与景观生态设计相结合成为一种新趋势。从景观生态设计原则出发,探讨常熟蒋巷村旅游区生态湿地花园景观生态构建项目。项目运行后,系统出水水质稳定,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准,并具有良好的景观生态效应。项目的成功实施,为旅游区污水的景观生态处理树立了典范。     

元江-红河跨境水质环境问题和保护研究

在红河干流不同污染流域,设立5个环境监测断面,同时选定人烟稀少、无工业、自然条件良好的李仙江加禾断面为对照。利用1999～2002年对水质影响大的DO、COD、BOD5、NH 3-N、NO3-N、NO 2-N、Cu、Pb、Cd、T-P、石油类及SS 12项污染物,均在枯、丰、平3个不同水期采样监测,将监测结果做数理统计分析,研究污染物的迁移、转化规律,并得出:出境断面NH 3-N平均含量高达0.18～0.86m gL/,T-P高达0.045～0.315m g/L,SS高达69～3412m gL/,从而提出小流域治理、退耕还林、城市水网改造及控制含磷洗涤剂使用的建议。     

中山市河涌水体及污水处理厂中 合成麝香的分布规律

对中山市5个区域的48条主要河涌水体与2间污水处理厂各工艺流程水体进行样品采集,运用固相微萃取进行前处理并结合气相色谱—质谱联用技术,检测各样品中佳乐麝香、吐纳麝香和酮麝香这3种合成麝香的含量,并分析其分布特征以及探讨污水处理厂处理工艺中合成麝香的浓度变化规律。结果表明：1）合成麝香已经普遍存在于中山市的河涌水体中。中山市西部地区和南部地区的河涌水体中合成麝香总含量相对其他区域最低,中部地区河涌水体中合成麝香含量亦较低。2）中山市雁企涌和魁魁涌等28条河涌水体中的主要合成麝香为佳乐麝香,一埒涌和乌沙涌等13条河涌水体的主要合成麝香为酮麝香,仅有苏埒涌和石军涌等7条河涌水体的主要合成麝香为佳乐麝香和酮麝香这2种合成麝香。3）氧化沟和A2/O工艺均能对合成麝香产生一定的去除效果。污水处理厂A对佳乐麝香、吐纳麝香和酮麝香的去除率分别为86.94%、72.15%和89.36%;而污水处理厂B对以上3种合成麝香的去除率分别为82.09%、85.73%和87.90%。4）2间污水处理厂的二沉池以及污水处理厂A的紫外消毒亦可对合成麝香产生进一步的去除效果;2间污水处理厂均能对酮麝香产生比佳乐麝香和吐纳麝香更高的去除率。     

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.     

红树林湿地系统污染生态及其净化效果的研究概况

红树林湿地系统处于淡水和海水的交互地带,具有净化水体的功能。随着大量污水、废物源源不断地排放入海,红树林湿地的水体净化功能正日益受到重视。综合国内外学者的相关研究成果,对红树林湿地系统的污染生态及其净化效果方面的研究概况进行了综述。目前,红树林湿地系统污染生态的研究主要集中在不同污染物的排放对红树林及生态环境的影响上,包括对红树植物的生长和生理生态的影响,污染物在红树植物中的累积以及污染物对红树林区沉积物、藻类、底栖动物的影响等方面上。研究结果表明,红树林对重金属、石油及污水等污染物有较强的耐性,且红树林植物和林下的土壤都有吸收多种污染物的能力,对污染物有较强的净化效果。红树林湿地系统的研究还有待于进一步深入,红树林湿地资源处于濒危状态,需加强管理和保护,所有的实验项目应在非保护区中进行。     

小叶章湿地系统对污水中磷的净化模拟研究

2008年5～9月,在三江平原小叶章(Calamagrostis angustifolia)湿地中,通过在模拟桶中人工加入3种浓度的含磷污水进行湿地系统对污水中磷的净化模拟研究.结果表明,小叶章湿地系统对污水中正磷酸盐的净化效率较高,平均净化率为85.26%;小叶章主要生长过程中的各生长阶段对湿地系统净化污水中正磷酸盐效率的影响显著(n=60, p<0.05);在小叶章慢速生长阶段至衰老阶段(7月8日～9月30日),湿地系统对污水中正磷酸盐的净化率逐渐降低;小叶章湿地系统对污水中有机磷的净化效率较差,平均净化率为11.64%;生长阶段对小叶章湿地系统净化污水中有机磷效率的影响显著(n=60, p<0.01);小叶章慢速生长阶段至衰老阶段,湿地系统对污水中有机磷的净化率逐渐降低.磷输入浓度由5 mg/L增加到10 mg/L时,磷输入浓度增加对小叶章湿地系统净化污水中正磷酸盐效率的影响不明显,对净化污水中有机磷效率的影响显著(n=60, p<0.01),且在小叶章不同生长阶段,其影响也不同.在小叶章快速生长阶段(6月10日～7月7日);磷输入浓度由10 mg/L增加到20 mg/L时,小叶章湿地系统净化污水中正磷酸盐的效率显著降低(n=24, p<0.01),净化污水中有机磷的效率显著升高(n=24, p<0.05).     

北京市杨镇一中人工湿地设计及污水处理效果

针对北京市农村地区居民居住相对分散、生活污水集中处理难度大的状况,在北京市杨镇一中,建立了经济且简便易行的用于处理污水的人工湿地。该人工湿地由地埋式一体化预处理、多级复合式人工湿地系统、景观湿地系统三部分组成。通过单元实验,对人工湿地的填料结构、植物选择、布水设计、水位调节、湿地防堵系统设计、预处理系统设计进行了创新,研究了1d、2d和3d水力停留时间对污水中有机物处理效应的影响,并开展了人工湿地基质堵塞实验、冬季保温措施研究以及人工湿地脱氮除磷效果研究。结果表明,比较而言,1d和3d的水力停留时间不利于有机物的去除,2d的水力停留时间有利于有机物的去除;人工湿地0～10m的水平距离内,0～5cm、30～35cm、60～65cm深度的基质的堵塞差异显著(n=10,p<0.05),从水平上看,在0m、2m、4m处基质的堵塞最为明显,因此,在更换人工湿地基质时,只需更换0～4m内的基质;棚膜+蒲席覆盖系统去除污水中总氮的效果要优于结冰盖系统,更适宜于北方使用;预处理系统、人工湿地系统、景观湿地系统三部分共同处理污水,优势互补,能使处理后的出水符合北京市水污染排放标准一级B限值。