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.     

在冷季利用人工湿地处理泉州永春县养猪场废水的效果研究

以福建省泉州市永春县养猪场废水为处理对象,选取10种植物,构建表面流人工湿地系统。于2014年12月10~16日、2015年1月4~10日和1月20~26日、2015年11月3~9日和11月20~26日,进行了5个周期的实验,比较了不同植物配置的人工湿地在冷季对养猪场废水中化学需氧量、氨氮、总氮和总磷的深度处理效果。研究结果表明,不同植物配置的人工湿地对各污染物的去除效果有所差异,2014年12月10~16日,栽种水龙(Ludwigia adscendens)的人工湿地对化学需氧量、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为34.4%、63.7%、13.0%和46.8%;栽种黄菖蒲(Iris pseudacorus)的人工湿地对化学需氧量、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为78.1%、96.3%、42.0%和26.3%。2015年1月4~10日,栽种水龙的人工湿地对化学需氧量、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为59.1%、94.8%、81.9%和19.4%;栽种黄菖蒲的人工湿地对化学需氧量、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为53.8%、95.0%、60.4%和75.3%。在10种供试植物中,栽种水龙和黄菖蒲的人工湿地对各污染物的去除效果相对较好,其可以作为深度处理养猪场废水的植物选择。2015年1月20~26日,受温度影响,栽种水龙和黄菖蒲的人工湿地对化学需氧量的去除效果受到明显抑制,但其对氨氮、总氮和总磷仍有一定的去除效果。     

人工湿地中微生物数量与污染物去除的关系

为了探讨处理微污染河水的人工湿地中微生物数量及其对污染物净化效果的影响,在野外构建芦竹(Arundo donax)、菖蒲(Acorus calamus)水平潜流人工湿地,并设置空白湿地为参照.研究结果表明,栽种植物对人工湿地中氨氮(NH4+—N)和总氮(TN)的去除具有一定作用,但对总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)去除影响较小.实验人工湿地中,下层基质中的微生物数量低于上层基质.芦竹湿地中,上层基质和下层基质微生物数量的典型变量具有线性关系(R2＞0.9).人工湿地中微生物数量与水温具有显著正相关关系,栽种植物能够增加人工湿地的微生物数量.人工湿地微生物数量与NH4+—N、TP和CODMn的去除率不相关,但与TN去除率显著正相关.栽种植物能够改善人工湿地微生物数量与TN去除率之间的关系,但植物种类对微生物脱氮作用影响不明显.     

杭州人工湿地与西溪湿地4种植物光合生理生态比较

比较了夏季杭州植物园观鱼池人工湿地和西溪湿地的4种植物,鸢尾(Iris tectorum)、菖蒲(Acorus cala-mus)、美人蕉(Canna indica)和旱柳(Salix matsudana)的生理生态差异。测定了植物的光饱和曲线,蒸腾速率(Tr),计算了表观光量子效率(AQY)、水分利用效率(WUE)和呼吸速率(Rd)等生理参数。研究发现,夏季人工湿地植物的生长状态优于西溪湿地的植物,最大光合速率和蒸腾速率都是人工湿地大于西溪湿地,而呼吸速率则是西溪湿地大于人工湿地。人工湿地为净化鱼池水的沙基质结构以及间歇式供水条件在净化富营养化水的同时也为其中生长的植物创造了好于自然湿地的生长环境。     

基质类型和粒径对垂直潜流人工湿地堵塞效应的研究

为了探讨基质类型和基质粒径对潜流人工湿地堵塞的作用,选取了两种具有不同内部结构的基质,并将其按照不同粒径类别,填充入垂直潜流湿地实验模拟系统中。系统运行过程中,定期对各个系统填充基质的孔隙度和渗透系数进行监测。结果表明,基质的初始孔隙度由填充基质间孔隙和基质内部孔隙决定,粒径越大,基质间孔隙越大,内部多孔结构的基质孔隙度要高于相同粒径的内部非多孔结构的基质。基质的初始渗透系数主要取决于基质间的孔隙,受基质内部的微孔隙影响很小。湿地系统稳定运行下,基质孔隙度随着运行时间而减小,二者的线性拟合结果较好(R~2为0.69~0.97),内部多孔结构基质的孔隙度减小速率高于相同粒径的内部非多孔结构基质。基质的渗透系数随着时间的变化取决于基质粒径,与基质内部是否为多孔结构无关。基质粒径大于5 mm的人工湿地模拟系统,基质渗透系数随着时间先增大,在第25天附近达到峰值,然后急剧减小;基质粒径小于5 mm的人工湿地模拟系统,渗透系数缓慢减小。     

人工湿地中典型基质和关键微生物的脱氮作用研究进展

人工湿地具有高效、低能耗、低投入、绿色和环境友好等优点,其被广泛应用在污水处理工艺中。人工湿地中的基质和微生物是人工湿地系统的重要组成部分,其在人工湿地脱氮过程中起着关键作用。从人工湿地处理污水的角度,概述了人工湿地中生物炭、纳米零价铁、生物炭负载纳米零价铁等典型基质(填料)和氨氧化、反硝化、厌氧氨氧化、厌氧铁氨氧化微生物在脱氮中的作用研究进展,提出了未来相关研究的方向。     

氧化锌纳米材料的合成、结构表征、光学及催化性能

以Zn(Ac)2.2H2O和NaOH为原料,十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为表面活性剂,采用水热法合成了不同形态的氧化锌。利用X-ray粉末衍射仪(Powder X-ray Diffractometer,XRD)、红外光谱仪(Infra-red Spectrometer,IR)、场发射扫描电镜表征所合成材料的结构和形貌。用紫外可见光度计、荧光光度计研究了氧化锌的光学性能。为了评估氧化锌的催化性能,进行了纳米氧化锌对乙酸和正丁醇合成乙酸正丁酯的催化实验。实验结果表明,纳米氧化锌对酯化反应具有很好的催化作用,催化活性与颗粒大小有一定的关系。     

曝气对人工湿地氮去除效果的影响

选择不同的植物组合,分别在6组复合垂直流人工湿地的下行池、上行池种植金边石菖蒲(Acorus gramineus)、宽叶泽苔(Caldesia renif ormis);慈姑(Sagittaria sagittif olia)、水葱(Scirpus validus);灯芯草(Juncus effuses)、梭鱼草(Po...     

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。     

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北大核心CSCD

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。     

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。     

不同气水比对两种人工湿地除污效果的影响

为比较不同气水比下各类型人工湿地的除污效果,选取火山石、炉渣和牡蛎壳作为人工湿地构建基质,研究两种人工湿地(表面流和潜流人工湿地)在不同气水比(0,2,4,6,8)下对污水的净化效果。结果表明:潜流型人工湿地对COD、NH_4~+-N及TP的去除率均高于表面流人工湿地;尤其是在COD的去除过程中,当气水比≥4时,潜流式湿地对污染物的去除效果显著高于表面流人工湿地。此外,适当曝气可显著提高人工湿地对COD、NH_4~+-N及TP的去除率,气水比为4时,表面流和潜流人工湿地对COD及TP的去除率显著高于气水比为0和2时的去除率。对NH_4~+-N而言,表面流和潜流人工湿地分别在气水比为8和6时达到最大去除率。气水比和人工湿地类型的交互作用对污染物的去除率影响不显著,在实际工程中可以忽略组合效应,致力于确定湿地类型及气水比各自对湿地除污效果的最优条件。     

垂直流人工湿地对邻苯二甲酸二甲酯的去除效果研究

构建了种植皇竹草(Pennisetum sinese)、象草(Pennisetum purpureum)和无植物的垂直流人工湿地系统,于2014年10月15日~2015年2月7日期间,研究此人工湿地对投加质量比为10 mg/kg的有机污染物邻苯二甲酸二甲酯的去除效果。结果表明,实验初期,无植物人工湿地对邻苯二甲酸二甲酯的去除率最大,其次为种植皇竹草的人工湿地,种植象草的人工湿地的去除率最小。这些垂直流人工湿地对邻苯二甲酸二甲酯的去除率都大于80%,说明垂直流人工湿地对邻苯二甲酸二甲酯的去除效果较好。实验结束时,这些垂直流人工湿地基质中的有机质含量、全氮含量、全磷含量和酶活性都显著高于实验前,人工湿地基质对水中的有机质、氮和磷污染物仍然有很好的截留、吸附作用,尤其对磷和有机质污染物的去除效果更好,基质中酶活性的增强说明这些人工湿地有长期去除水中邻苯二甲酸二甲酯的潜力。     

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。     

人工湿地的植物选择和净化效果评价

为优化人工湿地植物的水体净化功能和景观生态效果,构建了表流人工湿地不同植物组合的评价体系,分析了湿地植物组合的应用潜力。评价体系选用一级、二级评价指标,一级指标包括植物特性、净化能力、社会经济功能和景观功能;二级指标包括耐污性、耐寒性、氮、磷、COD的去除率和植物维护管理等15项指标。通过计算每种植物组合的指标分数,判断在不同情况下最适合的植物组合。结果表明:在处理污染严重的污水时,芦苇—浮萍—穗状狐尾藻为最优组合,得分为0.80,属于“优”级;在处理污染较轻的水体时,芦苇—凤眼莲—穗状狐尾藻为最优组合,得分为0.74,属于“良”级。湿地植物评价需更加详细并符合当地环境条件的评价指标。     

外源铁补给对潜流人工湿地脱氮效率影响的模拟研究

通过模拟实验,研究不同浓度外源铁补给对种植芦苇(Phragmites australis)的潜流人工湿地氮元素去除能力的影响,并初步探讨了其作用机理。结果表明,铁补给有利于促进人工湿地对水体中总氮和硝态氮的去除效率,且高浓度铁(50 mg/L)的促进作用比低浓度铁(25 mg/L)更强;但由于二价铁氧化过程中与铵态氮的硝化作用竞争吸氧,使铁补给仅仅促进了上层人工湿地对水体中铵态氮的净化作用,不利于下层人工湿地对铵态氮的净化。外源铁进入人工湿地系统后,其浓度迅速下降,且上层人工湿地水体中的二价铁浓度低于下层人工湿地,而上层人工湿地水体中的可溶性总铁和三价铁浓度高于下层人工湿地。随着水力停留时间的增加,人工湿地水体的pH总体上先升高后降低,而氧化还原电位则先降低后升高;对pH而言,加铁处理的人工湿地水体的pH总体上低于对照组,且下层人工湿地水体的pH低于上层,对照组则相反;对于氧化还原电位,加铁处理的人工湿地水体的氧化还原电位高于对照组,且下层氧化还原电位高于上层,对照组则相反。外源铁补给可以在一定程度上促进人工湿地对总氮和硝态氮以及上层人工湿地对铵态氮的去除效率,同时,外源铁自身的浓度和形态以及系统水体的pH和氧化还原电位也将发生显著变化。     

芦苇、菖蒲和水葱对水体中Zn2+的富集效应研究

采用水培方法,在不同ZnCl2浓度(0mg/L、50mg/L、100mg/L、300mg/L、800mg/L、1500mg/L和2500mg/L)处理的水体中,对湿地植物芦苇(Phragmites australis)、菖蒲(Acorus calamus)和水葱(Scirpus tabernaemontani)进行培养,研究植物的不同部位对Zn2+的积累能力。结果表明,在相同ZnCl2浓度处理下的水体中,水葱、菖蒲和芦苇体内的平均Zn2+积累浓度存在差异,菖蒲体内的Zn2+积累浓度最高。在不同ZnCl2浓度处理下的水体中,水葱体内的平均Zn2+积累浓度在ZnCl2浓度为1500mg/L时最高,为31050.84mg/kg(植物地上部分为10206.67mg/kg,地下部分为20844.17mg/kg);菖蒲和芦苇体内的平均Zn2+积累浓度则在ZnCl2浓度为2500mg/L时最高,分别为54130.67mg/kg(地上部分为16774.00mg/kg,地下部分为37356.67mg/kg)和25423.34mg/kg(地上部分为4506.67mg/kg,地下部分为20916.67mg/kg)。这3种植物都可以作为利用植物修复重金属污染水体的遴选物种。其中,菖蒲对Zn2+的吸收能力明显高于水葱和芦苇。     

凤眼莲净化水中重金属的研究

通过静态水培养实验探讨了凤眼莲对水中重金属离子铅、锌、铬的短期去除能力.实验表明:凤眼莲对这3种重金属的耐受能力和去除能力都是Pb(II)＞Cr(III)＞Zn(II);pH值、凤眼莲生物量以及重金属离子的初始浓度对净化效果均有明显的影响;其中凤眼莲对含铅水溶液有很好的净化效果,经过4天的培养,300 g凤眼莲对4 L浓度为5～30 mg/L的铅离子溶液的去除率均可达到99%.因此,凤眼莲在植物修复重金属污染水体方面具有很大的潜能.     

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。