表面流——潜流——潜流串联人工湿地对排入星月水库污水的处理效果

采用表面流—潜流—潜流串联人工湿地模式,对排入长沙市青竹湖星月水库的污水进行处理。分别在2015年7月和11月,研究该人工湿地的水质和植物根际微生物数量。研究结果表明,在7月采样日,该人工湿地对污水中的化学需氧量、总氮、总磷和氨氮的去除率分别为81.9%、97.1%、96.0%和99.8%;在11月采样日,其去除率分别为85.7%、97.8%、96.4%和98.5%。在7月和11月采样日,各污染物含量大致上随着实验进程逐渐减小,在AII单元和AIII单元,污染物含量升高,原因是这两个单元兼顾溢洪的功能。在7月采样日,人工湿地对氨氮的去除率大于11月采样日,而在11月采样日,人工湿地对总氮、化学需氧量和总磷的去除率大于7月采样日。在人工湿地系统中,微生物数量沿程递减,且在11月采样日各单元的微生物数量明显大于7月采样日。在人工湿地系统的两个潜流单元中,前端的潜流单元有利于去除污水中的化学需氧量、总磷和氨氮,后端的潜流单元有利于去除污水中的总氮。     

铁碳微电解基质强化人工湿地污染物去除率的室内模拟实验

通过人工湿地模拟实验,对比研究了铁碳微电解强化人工湿地和普通人工湿地对废水中氨氮、硝态氮、总磷和化学需氧量的去除效果。研究结果表明,铁碳微电解强化人工湿地水中溶解氧含量和氧化还原电位都在第1天减小,之后随着水力停留时间的延长而上升,且都高于普通人工湿地。当水体停留时间为6 d时,铁碳微电解强化人工湿地对氨氮、硝态氮、总磷和化学需氧量的去除率分别为96.00%、97.44%、97.46%和86.12%,分别比普通人工湿地高5.21%、3.35%、13.59%和22.96%,添加铁碳微电解材料可以提高人工湿地对氨氮、硝态氮、总磷和化学需氧量的去除率。     

添加含锰和含铁填料的人工湿地对低污染水净化效果的实验研究

人工湿地填料的化学性质及其配比对净化效果有重要影响。为了研究使用不同填料的人工湿地对低污染水中的氮污染物、磷污染物和化学需氧量的净化效果,以矿质纤维、石英砂和硅酸盐水泥为主要原料,添加黄铁矿石粉末或锰砂粉末,利用硅酸盐水泥的黏合特性造粒,分别制成人工湿地的含锰填料和含铁填料。以1∶2、1∶1和2∶1的体积比,分别在人工湿地中添加含锰填料和含铁填料,对比不同人工湿地对低污染水中化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮和总磷的净化效果。实验结果表明,当人工湿地中含锰填料与含铁填料的填充比例为1∶1时,人工湿地对低污染水中的硝态氮和总氮的净化效果最好,装置运行期间硝态氮和总氮的平均去除率分别为76.6%和65.7%,出水中的硝态氮和总氮质量浓度分别为2.34 mg/L和5.15 mg/L;当含锰填料与含铁填料的填充比例为2∶1时,对氨氮的去除率最高;只以矿质纤维、石英砂和硅酸盐水泥为填料的对照人工湿地对低污染水中化学需氧量的去除率最高;在实验前10 d,4组人工湿地对低污染水中的总磷去除效果都很好,实验第11天至第45天,含锰填料与含铁填料的填充比例为2∶1的人工湿地对总磷的去除效果最好。     

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.     

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。     

多级串联表面流人工湿地对河蟹养殖尾水的净化效果研究

在河蟹养殖塘边上构建了多级串联表面流人工湿地系统,研究其对河蟹养殖尾水中总氮和总磷的净化效果,以及尾水中总氮和总磷浓度的沿程衰减模型。研究结果表明,2015年7月1~6日,该人工湿地对总氮和总磷含量的去除率分别为87.03%和77.21%,说明该人工湿地能有效处理养殖尾水中的氮、磷污染物。位于人工湿地系统前端的湿地单元对总氮和总磷的去除起主要作用。随着水力负荷的提高,其对总氮和总磷的去除率减小。在建立的总氮和总磷含量与水力负荷的沿程衰减模型中,总氮的最佳拟合模型为指数衰减模型,总磷的最佳拟合模型为二次多项式模型。     

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。     

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。     

垂直流人工湿地——超滤膜复合工艺处理含油污水的效果

采用垂直流人工湿地—超滤膜复合工艺,处理含油污水,测定复合工艺系统对含油污水中污染物的去除率。研究结果表明,在进水流量为1.5 m3/d、聚偏氟乙烯超滤膜工作压力为0.2 MPa的条件下,复合工艺系统对含油污水具有较好的去污效果。复合工艺系统对污水中的五日生化需氧量、氨氮、化学需氧量、总氮和石油类污染物的平均去除率分别为55.42%、49.29%、68.81%、54.96%和55.36%。另外,夏季复合工艺系统对污水中化学需氧量的去除效果优于秋季,对其它污染物的去除率没有明显季节变化。     

添加填料的人工湿地反硝化过程研究

构建了以炉渣为基质、种植美人蕉(Canna indica)、添加玉米秸秆、玉米芯和木块的人工湿地,通过模拟实验,研究添加不同缓释碳源对人工湿地运行性能的影响。实验结果表明,4个人工湿地具有很好的脱氮除磷能力,对氨氮、硝态氮、总氮和总磷去除率分别为94.3%、90.0%、94.8%和87.9%以上。当总氮质量浓度≤125.9mg/L时,所有人工湿地都能去除氨氮和硝态氮,去除率分别为87.4%和93.1%以上;当总氮含量进一步提高,为179.2 mg/L时,所有人工湿地的硝态氮去除率都减小,添加玉米秸秆的人工湿地能保持硝化和反硝化作用,氨氮和硝态氮的去除率分别为91.6%和92.1%以上。当总氮质量浓度为179.2 mg/L时,人工湿地的硝态氮去除率随着温度下降而减小,但添加玉米秸秆的人工湿地的硝态氮去除率还能达到81.1%。以玉米秸秆为缓释碳源、以炉渣为基质、种植美人蕉的人工湿地适用于治理以硝态氮为主要污染物的污水,可以对该类污水进行高效净化。     

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。     

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。     

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...     

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。     

人工湿地系统不同流段中氮的去除效果研究

2015年8月13~19日,通过模拟实验,在植物生长期,设置不同初始进水总氮浓度,研究不同流段人工湿地中氮的去除效果,并探讨了其作用机理。设置2组由表面流段—垂直流段—水平流段组成的模拟装置,其有效长度为3.6 m,宽度为0.5 m,深度为0.85 m,炉渣基质填充高度为0.65 m,种植美人蕉(Canna indica),采集3个流段15~20 cm、30~35 cm和45~50 cm(以距离基质表层以下深度)深度以及表面流段上覆水的水样,分析测定水中铵态氮和硝态氮等指标的含量。研究结果表明,各流段人工湿地系统中,初始进水浓度影响铵态氮的去除率和去除负荷,而由于充足的碳源,初始进水浓度对硝态氮的去除率影响较小,去除率都达到95%以上。水中有机碳源充足且易分解,可以有效提高湿地系统的反硝化速率和脱氮效果。在各流段人工湿地系统中,延长水体在湿地系统中的停留时间,有利于铵态氮的去除。因此,延长停留时间和拥有充足且易分解的碳源,有利于不同流段人工湿地中氮的去除。在低初始进水浓度(总氮质量浓度为85.4 mg/L)条件下,表面流段对铵态氮去除率最高,其次为垂直流段,水平流段对铵态氮的去除率最低。在高初始进水浓度(总氮质量浓度为148.3mg/L)条件下,3个流段对铵态氮的去除效果差别不大。湿地植物吸收及其代谢、微生物代谢、基质物理化学作用,以及进水负荷等共同引起水中p H的变化;进水方式和湿地植物代谢是引起湿地系统中氧化还原电位变化的主要原因。     

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。     

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。     

宁夏党家岔湿地自然保护区堰塞湖群的水质现状

于2016年8月31~9月1日和2017年8月8~9日,在宁夏党家岔湿地自然保护区的党家岔堰、苏堡堰、堡玉堰、河滩堰中,采集水样,选取p H、溶解氧含量、化学需氧量含量、五日生化需氧量、氨氮含量、总氮含量、总磷含量、高锰酸盐指数、氟化物含量、六价铬Cr(Ⅵ)、总溶解固体含量等评价指标,对堰塞湖水质现状进行了综合分析。结果表明,堰塞湖水体符合Ⅴ类水域标准,属重度污染,其主要污染物为化学需氧量、总氮和总磷等;主成分分析结果显示,化学需氧量含量、总磷含量、总氮含量、p H、五日生化需氧量和高锰酸盐指数是决定堰塞湖水质的关键因子;各堰塞湖水体p H差异显著(n=137,p0.05),苏堡堰水体p H最小,为8.23~8.83,党家岔堰和堡玉堰水体p H分别为8.45~8.90和8.86~9.89,河滩堰水体p H最大,为9.22~9.97;各堰塞湖水体总氮含量差异显著(n=137,p0.05),党家岔堰、苏堡堰、堡玉堰和河滩堰水中的总氮质量浓度依次为1.274~3.684 mg/L、2.006~3.567 mg/L、3.214~4.838 mg/L和7.681~9.983 mg/L;苏堡堰水中的总碳、无机碳和总有机碳含量都最大,其次为党家岔堰和堡玉堰的,河滩堰的最小。     

城镇黑臭河道治理:多水塘活水链人工湿地的应用

随着现代工业的发展,城市黑臭河道问题日趋严重,严重影响了城市形象、生态环境和居民身心健康。利用多水塘活水链人工湿地技术净化江苏常州永胜河河水水质。监测结果显示:该技术使水体总氮浓度削减了92.0%、总磷浓度削减了82.9%,处理后的水体总氮、总磷含量达到地表IV类水标准。项目年处理水量约30万t,每年以较低的成本(平均水处理费用约为0.03元/t),削减总氮、总磷和氨氮量分别为1496.6 kg、176.0 kg和1408.6 kg。通过引植多种浮叶植物、挺水植物、沉水植物,该湿地修复工程为当地营造了优美的湿地景观。多水塘活水链人工湿地是集经济效益、生态效益、环境效益于一体的新型水体生态治理技术,为我国城镇黑臭河道治理提供了一条新的途径。