香蒲？灯心草人工湿地的研究：净化污水的空间

从人工湿地水生植物根系实际生长深度、微生物用酶的空间分布以及不同深度人工湿地对污水的净化效果比较出发,研究了人工湿地污水处理系统的净化空间,以种植香蒲Ｔｙｐｈａａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ和灯心草Ｊｕｎｃｕｓ ｅｆｆｕｓｕｓ的人工湿地为例,水生植物根系主要分布在湿地基质上层２５ｃｍ区域,微生物的数量随深度增加而递减,且３５ｃｍ层的数量远远的低于上层;５－１０ｃｍ层的磷酸,纤维素酶和蛋白酶活性亦大于２０     

梅梁湖和五里湖水-沉积物界面的物质交换

从人工湿地水生植物根系实际生长深度、微生物及酶的空间分布以及不同深度人工湿地对污水的净化效果比较出发,研究了人工湿地污水处理系统的净化空间,以种植香蒲Typhaangustifolia和灯心草Juncuseffusus的人工湿地为例,水生植物根系主要分布在湿地基质上层25cm区域;微生物的数量随深度增加而递减,且35cm层的数量远远的低于上层;5－10cm层的磷酸酶、纤维素酶和蛋白酶活性亦大于20cm层;60cm深的人工湿地与20cm深的人工湿地对污水中污染物的净化效果基本一致。可以推断,人工湿地在净化污水的过程中,其上层存在一个较佳的净化空间。     

香蒲、灯心草人工湿地的研究——Ⅰ.净化污水的效果

本文研究了种植香蒲Ｔｙｐｈａ ａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ或灯心草Ｊｕｎｃｕｓ ｅｆｆｕｓｕｓ的人工湿地对城镇污水和人工不污染物的净化效果,调查了香蒲,灯心草不同季节的生长差异及高浓度污水冲击负荷对其生长的影响。香蒲,灯心草人工湿地净化城镇污水,出水水质总体上达到国家Ⅱ,Ⅲ类地面水标准,灯心草湿地对人工污水中凯氏氮,总磷,化学耗氧量地去除率维持在９４％以上,氨氮的去除率为８２．７％－９９．７％;在正常     

人工湿地废水处理系统的生物学基础研究进展

主要阐述了人工湿地废水处理系统中生物学基础的研究进展,至今,对作为湿地生产者的水生植物研究较多,水生植物除直接吸收利用废水中的营养物质,吸附和富集重金属外,还起输送氧气至根区,形成根区多种微环境和维护湿地水力传输的作用;而对作为湿地分解者的微生物的研究较少,湿地微生物的代谢活动是废水中有机物质降解的基础机制。     

不同水生植物对湿地无机氮素去除效果的模拟

分别以芦苇、花叶水葱和苦草构建成小规模人工湿地模拟系统,开展不同类型水生植物湿地中无机氮（硝态氮和铵态氮）去除效果的试验。试验结果表明：在分别以芦苇、花叶水葱和苦草构成的模拟湿地单元中,虽然氧化还原等环境条件呈现较大差异,但不同类型水生植物湿地单元的铵态氮和硝态氮的去除率并没有显著差别,这与以往关于不同类型水生植物对氮素去除贡献的认识有所不同;水生植物对模拟湿地体系中氮素的去除具有重要作用,在相对较低的氮负荷（NH4^＋-N约为2.85mg／L,NO3^-N约为1.07mg／L,相当于一般城市污染河流）条件下,有水生植物湿地单元中铵态氮和硝态氮的10d去除率分别在39.32％和21.91％以上,而无水生植物的空白湿地单元对铵态氮和硝态氮的10d去除率分别只有34.68％和13.86％;在提高模拟湿地体系水体氮（NH4^＋-N约为5.50mg／L,NO3^-N约为3.37mg／L,是一般城市污染程度的2倍）负荷条件下,有水生植物湿地单元中铵态氮和硝态氮的10d去除率分别大于或等于66.87％和78.92％以上,而无水生植物的空白湿地单元对铵态氮和硝态氮的10d去除率仅为40.62％和31.77％,为人工湿地对原污水或初沉池出水的处理提供了有力依据。试验结果还表明,水生植物能有效促进湿地的氮素转化过程,显著缩短无机氮素在湿地中的寄宿时间。     

模拟湿地中磷的去除规律初步研究

通过在人工构建湿地"小宇宙"系统开展受控模拟实验,研究湿地湿生植物对水环境中磷的吸收和去除规律.本次研究,选择对比四种不同类型挺水植物和浮叶植物,在不同体系环境条件下(如溶解氧、pH)对水环境中磷吸收和去除.模拟实验通过对比四种不同类型的水生植物系统,结果显示,不同类型湿生植物对环境中磷的吸收强度和作用方式有较大的差别.总体来看,实验体系水体中正磷酸盐浓度下降趋势大致呈现的"三阶段"变化模式,即:坡降期、陡降期、平台期,不同期内磷去除率分别为:35.53%、29.98%和7.20%.     

人工湿地植物研究

本文阐述了植物在人工湿地污水净化过程中作用及存在的若干问题,提出了研究人工湿地植物的一些设想,植物在人工湿地中起着非常重要的作用,不但直接摄取利用污水中的营养物质、吸收富集污水中的重金属等有毒有害物质;而且输送氧气到根区,提供根区微生物生长、繁殖和降解对氧的需求;还能维持和加强人工湿地系统内的水力学传输,但目前人工湿地植物的应用还存在着枯死衰退、杂草丛生和根系扩展较浅等问题,影响人工湿地的净化功能,通过对人工湿地植物生理生态特性如气体代谢、光合作用、逆境生理和相生相克等研究,筛选出优良植物种类,创造适宜人工生,将有利于发育发挥湿地植物功能,提高人工湿地污水处理能力。     

冷季不同植物人工湿地处理生活污水的工程实例分析

本实验以亚热带地区福建省永春县农村生活污水作为处理对象,选取10种湿地植物,构建具有不同植物类型的表面流人工湿地的实例工程,比较不同植物配置人工湿地的处理能力,以及湿地植物的生物量和植物体内氮、磷累积能力.研究结果表明,水龙和美人蕉人工湿地具有较高的铵态氮去除能力,去除率可分别达到76.7%和87.7%;两者同时也对总氮表现出较好的去除效果,尤其是美人蕉人工湿地在冬季节对总氮的去除率可维持在80.3%以上;2014年初冬季节实验结果表明,水龙还具有一定的总磷去除能力,去除率可达到69.0%.水龙和美人蕉具有较大的生物量,其单位面积干重可分别达到0.46和0.30 kg/m~2,又能较好地积累氮、磷元素,其体内氮含量可分别达到6.43和4.60 g/m~2,磷含量可分别达到0.50和1.01 g/m~2.综上所述,种植水龙和美人蕉的人工湿地总体处理效果较好,同时又能更多地积累氮、磷元素,且具有更大的生物量,可选为相对适宜用于处理生活污水的适合亚热带地区应用的人工湿地植物.     

人工湿地研究现状与展望

自1950s开始系统性研究以来,人工湿地研究日趋深入,也得到了广泛的应用.本文基于文献报道,对人工湿地研究的历程特别是我国的研究进行了分析,分为起步探索、迅猛发展和规范应用三个阶段.梳理了人工湿地的研究现状,主要集中在如何提高脱氮除磷效率、对新兴污染物的去除、人工湿地根区微生物结构与功能以及人工湿地模型四个方面.核心还是提高人工湿地对污染物的去除效率并解释其机理.未来需要长期监测数据支撑的理论实践结合的设计规程;进一步揭示人工湿地的生物过程;建立合理简化的模型,对系统进行准确预测.     

广东肇庆星湖仙女湖区水生植被的演变

通过在人工构建湿地“小宇宙”系统开展受控模拟实验,研究湿地湿生植物对水环境中磷的吸收和去除规律．本 次研究,选择对比四种不同类型挺水植物和浮叶植物,在不同体系环境条件下(如溶解氧、pH)对水环境中磷吸收和去 除．模拟实验通过对比四种不同类型的水生植物系统,结果显示,不同类型湿生植物对环境中磷的吸收强度和作用方式 有较大的差别．总体来看,实验体系水体中正磷酸盐浓度下降趋势大致呈现的“三阶段”变化模式,即：坡降期、陡降期、平 台期,不同期内磷去除率分别为：35．53%、29．98%和7．20%．     

人工介质对富营养化水体中氮磷营养物质去除特性研究

采用人工介质富集微生物对太湖梅梁湾水源水中氮磷营养物质的去除特性进行了试验研究.中试结果表明:随着介质密度和水力停留时间的增加,对氮磷营养物质的去除率均有提高.介质密度为26.8%、水力停留时间为5d时,人工介质对TN、TP、氨氮、亚硝态氮的去除率分别为26.6%、72.1%、43.2%、79.4%,可见人工介质对富营养化水体中氮磷营养物质有较好的去除效果.增加水流速度消除了池内的溶解氧和氧化还原电位的分层现象,提高了NH4 -N和NO2--N的去除效果,没有降低TP、PO43--P、DTP的去除效果,说明沉淀作用并不是去除水体中氮磷营养物质的主要途径.人工介质表面富集了大量的微生物,通过硝化-反硝化作用是富营养化水体水质改善的主要途径.     

分级进水对阶梯垂直流人工湿地污水处理效果的影响

本文研究了分级进水对阶梯垂直流人工湿地处理生活污水效果的影响.在保持总水力负荷为100 mm/d的情况下,分别将总进水量的0%、10%、20%和30%用于湿地第2级阶梯的进水,分析了系统对化学需氧量(COD)和氮、磷的总去除率和沿程变化.结果表明,不同分级进水比例条件下人工湿地对COD和总磷(TP)的去除率差异不明显,COD和TP的最高去除率分别为87.80%和81.17%,COD的去除主要集中在第1级,其贡献率平均为82.18%,TP的去除主要集中在第3级,贡献率平均为54.37%.分级进水对总氮(TN)去除率影响显著(P0.05),当2级进水比例为20%时,TN去除率最高,为61.70%±4.48%,且3个梯级对TN的去除贡献率分别为36.52%、42.11%和21.37%.相同组合形式的垂直流人工湿地处理生活污水的工程应用中,可根据需求设置20%左右的2级进水比例,以提高人工湿地对污染物的去除效果.     

潜流湿地中微生物对三峡库区微污染水净化效果的影响

为了探讨潜流湿地对三峡库区微污染河水的净化效果,在野外构建芦竹、菖蒲、空心菜和无植物(空白)水平潜流人工湿地,研究人工湿地系统中微生物基本菌群和功能菌群数量分布,探讨污染物去除与微生物菌群种类和数量的相关性.结果表明:实验湿地系统运行情况良好,植物湿地系统对各污染物指标的去除效果优于空白湿地系统;芦竹、菖蒲、空心菜和空白湿地系统的微生物数量均随温度的降低而减少,其中,植物湿地系统的微生物数量高于空白系统;各湿地系统的微生物数量与水质指标去除率之间的相关性较强,在夏季,不同人工湿地系统的细菌总数与CODMn的去除率之间存在着显著的正相关,真菌、亚硝酸细菌总数与铵氮去除率之间均存在着显著的正相关,在冬季,不同人工湿地系统的反硝化细菌总数与总氮去除率之间存在着显著的正相关.     

湖泊湿地的水质净化效应——以太湖三山湿地为例

为了解湖泊湿地的水质净化效果,以太湖三山湿地为研究对象,综合利用遥感、GIS技术、现场水质监测、实验室分析和模型模拟等方法,分析三山湿地对污染物的拦截净化效果,进而探讨湖泊湿地对水体氮、磷污染物的削减渠道及其贡献率.结果表明三山湿地对太湖水体和三山岛生活污水均有明显净化效果.2014年三山湿地的总氮(TN)、总磷(TP)输入通量分别为549.45和19.4 t,通过水草打捞/收割分别去除20.99和4.52 t,湿地水体内TN、TP变化量分别为528.46和14.88 t,这部分营养盐输出途径包括沉积到底泥、降解转化、水体交换等.湿地的TN、TP拦截能力分别为2723.56和102.48 kg/(hm2·a).水生植物收割打捞与底泥疏浚是提高湿地水质净化能力的有效措施.水动力模拟结果显示,三山湿地建成后使附近水域水体流向发生变化,流速减小,对湿地内水质产生多方面的作用.     

人工湿地对城市污染河水的净化效果及机理

针对采用人工湿地系统净化镇江市内污染较为严重的古运河河水中遇到的问题,采用复合垂直流人工湿地小试装置,研究人工湿地系统对污染河水的净化效果及净化机理.镇江古运河水质调查结果表明,河水中悬浮态污染物质含量较高,为劣V类水体;当水力负荷为750mm/d时,人工湿地系统对CODMn去除率约为50%-60%,TN去除率约为40%-50%,TP去除率约为30%-40%,能够将劣V类水处理为Ⅳ类水甚至Ⅲ类水,表明其对污染河水处理的有效性.研究人工湿地内部污染物浓度的沿程变化规律,可以发现河水中污染物质的去除主要发生在湿地下行池,尤其是表层30 cm处,而上行池未能发挥应有的作用,分析表明与可能与污染河水中的碳氮比有一定的关系.通过本次实验发现湿地表层对污染物的去除表现为滤料及植物根系的过滤、吸附、截留以及微生物的降解、植物吸收等综合作用.     

湿地植物固体碳源养分释放动态及其对人工湿地水体脱氮效率的影响

污水低碳氮比(C/N)是影响人工湿地氮去除效果限制因素,传统的碳源添加及利用存在成本较高、补充困难的局限性. 本研究契合“就地取材,原位处理”的废物利用原则,选择人工湿地常见的水生植物和农业废弃物(玉米芯、稻草)作为对照,对比了挺水植物(香蒲、美人蕉)、浮叶植物(莲)、沉水植物(菹草)、湿生植物(南荻、短尖苔草)的释碳能力,初步确定了以香蒲、美人蕉、南荻为代表的植物具有较好的释放碳能力,在中国湿地中分布广泛,且均对水体二次污染较小. 以南荻、美人蕉、玉米芯作为碳源添加的模拟人工湿地实验验证表明,在低碳氮比的模拟表流人工湿地投入植物碳源,能有效提高系统的脱氮效率,对照组、南荻组、美人蕉组和玉米芯组的出水总氮浓度分别为(5.24±0.07)、(4.50±0.10)、(3.75±0.17)和(2.97±0.18)mg/L,对应的去除率分别为58%、64%、70%和76%,确定南荻和美人蕉植物残体以及改性材料均残体和改性材料适合作为人工湿地中原位利用的外加碳源. 本研究探索了通过湿地植物配置解决人工湿地水体低C/N比的问题,为提高湿地脱氮效果提供了有意义的新途径.     

添加固体碳源对垂直流人工湿地污水处理效果的影响

以垂直流人工湿地小试系统为研究对象,探讨了不同位置(表层、上层、中层和下层)添加固体碳源对系统氮、磷及COD_Cr去除效果的影响.结果表明:湿地下层硝态氮去除率低于中层,最适宜碳源添加位置为垂直流人工湿地中、下层.添加碳源系统中,碳源添加位置为表层的系统COD_Cr去除率最高,各系统出水COD_Cr浓度均低于进水,不引起系统出水中COD_Cr浓度的增加.添加碳源显著提高脱氮除磷效果,碳源添加位置为下层的系统TN去除率最高,碳源添加位置为表层的系统氨氧化作用明显,出水铵态氮浓度最高,各系统对亚硝态氮和硝态氮去除率差异不明显,但对硝态氮都表现出良好的去除效果.碳源添加位置为下层的系统硝化作用最完全,TP去除能力也显著优于其他各系统.添加碳源至垂直流人工湿地下层可以达到同步脱氮除磷的效果.     

美国Apopka湖的富营养化及其生态恢复

本文系统地回顾了美国佛罗里达州大型浅水湖--Apopka湖富营养化和生态恢复的过程.流域水文状况的改变,围湖种植和向湖排放农业污水是Apopka湖从"草清型"转变为"藻浊型"湖泊的根本原因.50多年来,尽管内源控制的手段几经改变,但是,控制外源营养输入一直是Apopka湖整治的主要措施之一.Apopka湖富营养化的研究主要包括Apopka湖原始状态分析,浮游植物区系,生长限制因子,初级生产力,沉积物的理化特征和再悬浮,碳、氮、磷蕴藏量和释放率,富营养化的古湖沼学证据,外源磷负荷和恢复指标等.目前,Apopka湖生态恢复主要采取降低外源磷输入,通过人工湿地清除湖中悬浮物和颗粒磷,捕鱼除磷和生物操纵,种植水生植物和提高水位变动幅度等措施.最后介绍了围绕Apopka湖的富营养化及其恢复的学术争论.最后,还讨论了该湖研究和整治一些可能的存在问题和建议.     

人工湿地植物的选择

本文阐述了植物在人工湿地中的作用和选择人工湿地植物的一些原则,并分析了人工湿地在我国的应用前景.植物在人工湿地中起着非常重要的作用,不但可以去除污染物质,维持湿地环境,而且具有生态美学和经济价值;选择了人工湿地植物应考虑植物的适应性、耐污能力、净化能力、根系、经济和观赏价值以及物种间的合理搭配.最后指出,人工湿地技术在我国有广阔的应用前景.     

人工湿地植物根区微生物与净化效果的季节变化

人工湿地污水处理系统具有净化效果显著、建设和运行费用低廉、管理简便等优点.近年来越来越受到人们的重视.人工湿地生态系统受环境影响较大,研究人工湿地在不同季节的净化功能对于充分发挥其作用具有重要意义.对不同季节的芦苇(Phragmite saus-tralis)、茭白(Zizania caduciflora)和香蒲(Typha latifolia)等湿地系统植物根区、无植物对照基质微生物分布状况以及净化效果进行了研究,结果显示:(1)种植不同植物的湿地系统根区微生物数量不同,其湿地净化效果也不同;(2)季节变化显示湿地系统秋季的细菌总数量比夏季高;但对照系统夏季的真菌和放线菌数量明显高于秋季;(3)湿地系统总磷(TP)的去除率夏季高于秋季;(4)相关性分析发现湿地植物根区的细菌总数与BOD5的去除率之间存在显著相关性;而根区微生物数量与TP、CODCr和凯氏氮(KN)的去除率之间不存在显著相关性,具体机理还需进一步研究.