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.     

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。     

利用水平潜流人工湿地净化城市湖泊污水——以西安市兴庆湖为例

2007年6月,构建并运行水平潜流人工湿地,对西安市最大的人工湖——兴庆湖的严重富营养化水体进行净化,以实现该湖生态系统的长期恢复。结果表明,水平潜流人工湿地对水体中的化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和固体悬浮物(SS)的平均去除率分别为84.2%、53.8%、47.9%、73.3%和86.6%,由于硝化和反硝化过程不足,导致人工湿地对水体中氮的去除率较低。提出构建多级湿地循环处理系统,以改进和完善处理城市湖泊污染水体的人工湿地技术。     

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。     

冬季室温铁碳内电解质下4种水生植物及其组合的净化效果

为探究冬季室温不同铁碳内电解基质下4种水生植物及其组合对人工湿地污水的净化效果,通过构建小试试验装置来探究冬季室温铁碳内电解质下菖蒲、鸢尾、金鱼藻、狐尾藻4种水生植物及菖蒲+鸢尾、金鱼藻+狐尾藻、菖蒲+鸢尾+金鱼藻+狐尾藻3种组合在不同试验时间内对污水中COD、NH_3+-N、TN、TP 4种污染物的净化效果。结果表明:冬季室温不同铁碳内电解基质下,4种植物及其组合对COD、TN、TP去除效果均较好,无显著性差异。NH3+-N净化效果较好的是菖蒲组和金鱼藻+狐尾藻组合。研究发现,铁碳内电解基质在COD、TN、TP的去除过程中发挥了主要作用。在TN去除方面,铁碳内电解质与植物的组合效果比单纯内电解质对污水的净化效果好。4种植物及其组合在NH_3+-N去除方面均发挥了重要作用,且不同处理间存在显著差异。     

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.     

不同生长阶段短叶茳芏对污水的净化能力——小型生态系研究

短叶茳芏(Cyperus malaccensis)是中国东南沿海普遍分布的湿地植物,其对污水净化能力的研究鲜见报道。设置短叶茳芏湿地小型生态系,将实验分成了植物+土壤+污水(有植物),土壤+污水(无植物)两组处理,定期添加污水,探讨其不同生长阶段对污水的净化效果,结果表明:短叶茳芏小型生态系能显著降低污水中的I_(Mn)、BOD_5、NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、PO_4~(3-)-P、TP浓度,对污水污染物的去除率均高于无植物的小型生态系。短叶茳芏生态系对污水中I_(Mn)、BOD_5、NO_3~--N、TN浓度去除率随月份的变化而变化。其中对污水I_(Mn)、NH_4~+-N、TP、PO_4~(3-)-P指标的去除率与地上生物量显著相关(P0.05),这说明植物生长对其净化能力具有重要影响。     

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.     

三种挺水植物对富营养化景观水体的净化效果

为了了解水生植物对富营养化水体的净化效果,于2012年7月5日~8月23日,在北京建筑大学实验室内,选择美人蕉(Canna glauca)、黄菖蒲(Iris pseudacorus)和水葱(Scirpus validus)3种挺水植物,研究其对富营养化景观水体中有机物、氮和磷的去除效果。结果表明,美人蕉、黄菖蒲和水葱对水体中化学需氧量的最终去除率分别为30.2%、31.7%和29.4%,对氨氮的去除率分别为82.1%、87.5%和60.2%,对总氮的去除率分别为48.6%、70.1%和30.2%,对总磷的去除率分别为72.4%、35.7%和32.5%,对正磷酸盐的去除率分别为69%、42.9%和32.1%。美人蕉对水体中磷的去除效果相对较好,可用于净化磷含量较高的景观水体;黄菖蒲对水体中氮的去除效果较好,可用于净化氮含量较高的景观水体。在实际应用中,可以选择美人蕉与黄菖蒲混种的水生植物系统,以达到有效去除富营养化水体中氮、磷的目的。     

利用~(15)N示踪技术的香蒲对金鱼藻腐殖质氮吸收研究

大型植物是湿地生态系统的主要组成部分之一。这些植物死亡后,其营养元素能否被其他植物吸收利用的研究非常有限。利用稳定性同位素15N示踪技术,研究挺水植物香蒲(Typha orientalis)对沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)腐殖质氮的吸收。将经过15N标记的金鱼藻粉末[δ15N值为(230.4±28.5)‰,n=3]埋在实验室栽培的香蒲根部的土壤里,在第0天、第14天、第28天、第42天和第56天时,分别采集香蒲各器官(根、茎、新叶和老叶)样品,进行同位素分析,研究金鱼藻有机腐殖质进入底泥后大型水生植物各个器官对金鱼藻营养盐的吸收效率和时间变化。结果表明,在实验进行的前42 d,香蒲的δ15N值变动在20.4‰~46.5‰之间,呈微弱的上升趋势(Kruskal-Wallis,p=0.276)。实验进行到第56天,香蒲各部位δ15N都比以前有显著升高(ANOVA,p0.05),根、茎、新叶和老叶的δ15N值分别达到(108±24.6)‰、(115.5±18.4)‰、(134.2±24.6)‰和(90.3±25.4)‰。这说明香蒲能够利用金鱼藻腐殖质氮,但是有一个滞后过程。本研究结果还进一步证明了利用稳定性同位素示踪技术研究大型植物腐殖质迁移转化规律的可行性,为未来的湿地营养循环研究提供基础。     

采煤塌陷区人工湿地水生植物作用分析——以徐州市九里湖人工湿地为例

采煤塌陷区人工湿地含有氮、磷、重金属等污染物,适宜采用水生植物进行生态修复。通过调查分析,发现九里湖人工湿地含有芦苇、菖蒲等挺水植物,水鳖等浮叶根生植物,金鱼藻、马来眼子菜、菹草等沉水植物。水生植物通过吸附、吸收等净化作用,有效降低了九里湖水体悬浮物的浓度、水的浊度,增加了水体的透明度、溶解氧,有效抑制了藻类生长。     

提高生态浮床系统脱氮除磷效率研究进展

生态浮床系统处理技术因具有投资少、易操作、无二次污染兼具良好景观性等优点而被广泛应用于各种类型污染水体的治理。生态浮床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,填料、水生植物、水生动物和微生物共同发挥着重要作用。主要概述生态浮床系统的发展状况、脱氮除磷机理、限制因素及存在问题;重点概述以细菌固定化技术和曝气等方式的外在法和以改进生态浮床系统构造形式、筛选优势浮床植物等方式的内在法,来提高生态浮床系统脱氮除磷效率;展望了生态浮床污水处理系统未来的研究与应用前景。     

扎龙湿地水质净化机理分析

降解污染和净化水质是湿地的重要功能。利用现场调查和水质监测资料,分析扎龙湿地水化学场特征,研究水质现状、净化机理及其与湿地水化学形成条件之间的关系。结果表明,扎龙湿地对TP、NH4-N、CODcr和悬浮物的净化率达到90%以上,对TN和NO3-N净化率可达到75%以上。水质净化功能对生态环境的自然修复作用明显,主要的水质净化机理为吸附沉淀作用、植物吸收作用、生物降解作用、反硝化作用,净化能力大小与溶液化学条件的整体特征、湿地的地质背景、水文化学循环和生物作用过程有关。     

EFFICIENCY OF NITROGEN REMOVAL IN CONSTRUCTED WETLAND：A SIMULATION STUDY IN THE WEST JINLIN, CHINA

Plenty of inorganic nitrogen in wastewater can cause the eutrophication in water bodies, so it is an important task to remove nitrogen. Purification role was realized by absorption, filtration, depositon, evaporation, nitrification and denitrification of microbes. Although the studies of Phragmites austrilis bed in the constructed wetland are popular, the purification performances of constructed wetland filled by saline-alkali soil substrate are less reported. In the paper, the purification efficiency of nitrogen with Phragmites austrilis bed in the constructed wetland filled by saline-alkali soil substrate was discussed through a simulation study. Results to date indicated that the first order plug flow model was adequate to describe the nitrogen removal. The experiment showed that the diminishing concentration of TN, NO2-N, NO3-N, NH4-N were closely related to hydrological retention time (HRT), the correlation coefficient was R^2 = 0.98499, R^2 = 0.9911, R^2 = 0.89407 and R^2 = 0.95459, respectively. According to the data, the most suitable hydrological retention time (HRT) for this kind of constructed wetland should be determined to 4 days. In addition, the experiment showed the purification efficiency of nitrogen has very broad range and drastic vibration, TN( 17 % - 79 % ), NO2-N (33%-98% ), NO3-N (13%-93% ), NH4-N (28%-64% ). The study will promote wetland‘s design and operation procedures in large saline-alkallne soil areas.     

盐城潮滩湿地对N、P营养物质的截留效应研究

研究了盐城潮滩芦苇（Phragmites australis）、盐蒿（Artemisia schrenkiana）、互花米草（Spartina alterniflora）和淤泥光滩4种湿地对N、P营养物质的截留效应.在所选取的4种湿地中,分别采集了水、土壤和生物样;水样的总氮（TN）、总磷（TP）用过硫酸氧化还原法测定,土壤和生物样的TN、TP分别用凯氏定N法和钼锑抗比色法测定.研究结果显示,不同污染程度的水源灌溉下的芦苇湿地,其截留N、P的效果差异显著.其中,黄沙港不定期污水灌溉的芦苇湿地每年平均可截留TN 0.095 t/hm^2、TP 0.026 t/hm^2;而采取三灌三排方式用河水灌溉的新洋港芦苇湿地每年可分别截留TN 0.030 t/hm^2、TP 0.001 t/hm^2.比较盐蒿、互花米草和淤泥光滩3种湿地每年对湿地水中N、P的截留效果,淤泥光滩的效果最差,仅截留TN 0.385 kg/hm^2、TP 0.042 kg/hm^2;互花米草效果最好,分别截留TN 220.660 kg/hm^2、TP 36.754 kg/hm^2.尽管互花米草生物量大于芦苇,但其截留效果仍低于芦苇湿地（芦苇1 a收割1次）.     

生物炭作为海绵城市雨水滞留池填料的效果初探

生物炭吸附性强、抗氧化,在海绵城市建设中具有广阔的应用前景。通过模拟渗水实验,对土壤、生物炭和土壤生物炭混合物等对雨水吸持和净化效果进行研究。结果表明:以生物炭作为滞留池填料,具有较好的储水能力,储水量达0.45 mL/mL;能够缓冲酸性地表径流雨水的pH值,模拟雨水pH值从6.34提升至7.82;对雨水中总氮、总磷和铵氮的截留率分别为34.4%、48.0%和35.0%。因此,生物炭可作为海绵城市建设中雨水滞留池的新型填料。     

温州三垟湿地底泥氮、磷含量及其对水质的影响

为探讨温州三垟湿地底泥中氮、磷营养盐含量及其对水质的影响,测定了三垟湿地水体、底泥中的氮、磷含量。结果表明,三垟湿地底泥中富含氮、磷等营养盐,当氧化还原环境发生变化时,底泥可成为水体的主要污染源;底泥中的全氮、全磷若有1％释放,则会使水体中的总氮增加0．63—3．10mg／L,总磷增加0．94—4．70mg／L;若一次释放,则会使水体中的总氮增加62．50～310．00mg／L,总磷增加94．13～470．00mg/L;因此在当前情况下,即便切断外源污染,三垟湿地水体仍将长期处于富营养化状态。     

滇池不同流域类型降雨径流对河流氮磷入湖总量的影响

通过对滇池三种不同流域类型的雨季初始期三场降雨径流的汇水河道的入湖口水质和流量监测 ,重点分析了典型城市纳污河流、城乡结合型河道和农业重污染区河道的营养盐携带状况与特征。研究结果表明 :不同流域类型河流的氮磷营养盐入湖总量受降雨过程及特征、流域类型特征、降雨径流流量、径流水营养盐浓度综合控制。城乡结合型河道 (大清河 )有最高的TP、KN (凯氏N)、NH3 N、NO3 N和NO2 N入湖总量 ,三场降雨累积量分别为11374 3、 12 7971 7、 85 36 5 4、 92 3 4和 84 1 2kg ;城市纳污河流 (乌龙河 )有最高的单位面积入湖总量负荷 ,TP、KN、NH3 N和NO2 N分别为 5 35 7、 5 86 0 5、 382 1 9和 2 4 6kg/km2 。     

ROLE OF CONSTRUCTED WETLANDS IN NUTRIENT STRIPPING

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