氮磷在阶式水生植物床中的去除效果及组成变化

利用串联运行的阶式水生植物床净化富营养化河水。考察了不同形态的氮磷在处理前后的浓度变化,在此基础上阐述水生植物床去除富营养化水体中氮磷的过程与机理。在水力负荷为74cm/d的条件下,总磷和总氮的去除率分别达73.1%和64.5%。植物根系对悬浮物的截留对去除河水中的氮磷起关键作用。采用多级串联的运行方式能有效克服一般湿地运行一段时间后因沉积物释放作用而引起处理水溶解性营养盐浓度上升的难题。     

组合式水生植物净化系统对Cu、Pb和Cd的去除与生物富集特征

选取再力花、美人蕉、水烛、旱伞草、梭鱼草、慈姑、菖蒲、水葫芦和大薸9种植物作为实验植物,构建成以高效净化重金属污染水体为主要功能的组合式水生植物高效净化系统(人工湿地+生态浮床+水生植物塘3个处理单元串联而成),研究不同处理单元中水生植物对重金属Cu、Pb和Cd的去除能力及富集特征。结果表明,该净化系统经过为期60 d的连续运行,对Cu、Pb和Cd的去除率较为稳定,可分别达到Cu 93.5%~96.1%、Pb 94.5%~95.2%和Cd 95.6%~97.4%,3种重金属出水浓度均可达到GB3838-2002Ⅲ类水排放要求;其中人工湿地单元对重金属去除贡献率最高,Cu、Pb和Cd分别为54.15%、33.61%和44.84%,其次为生态浮床处理单元,Cu、Pb和Cd的去除贡献率分别为38.61%、51.42%和38.56%,而水生植物塘主要起到深度处理作用,对Cu、Pb和Cd的去除贡献率分别为7.24%、14.97%和16.6%。9种植物在系统运行期间,生长状况良好,且重金属累积量较高,尤其是生物塘系统中的水葫芦和大薸,实验期间其重金属生物富集系数(BCF)均在200以上。所选植物不同部位对3种重金属的吸收富集能力均表现为根最强。     

3种水生植物对富营养化水质的净化性能比较

选择芦苇、狐尾藻、菖蒲3种水生植物净化富营养化水体,考察了不同水生植物及组合对富营养化水体中硝酸盐氮、氨氮、TN、TP、COD、BOD5的去除效果。结果表明,菖蒲对氮、磷的去除效果明显优于芦苇和狐尾藻,狐尾藻在COD的去除上表现出一定的优势,而芦苇对BOD5的去除效果最加。在植物组合处理中,菖蒲+狐尾藻组合对氮、BOD5去除效果最佳,处理28d后,TN、BOD5去除率分别达80%、57%,芦苇+菖蒲组合对TP、COD去除效果优于其他组合,处理28d后,TP、COD去除率分别达87%、72%;处理过程中,狐尾藻生物量增长最多,且对芦苇、菖蒲具有明显的抑制作用,是3种植物中的优势物种。综合考虑水质净化效果及植物生长状况,菖蒲和芦苇可作为富营养化水体的净化植物,而狐尾藻则应该谨慎使用。     

3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果研究

研究了风车草(Cyperus alternifolius)、菖蒲(Acorus calamus)和富贵竹(Dracaena sanderiana)3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果,试验共持续35 d。结果表明,在水温24～30℃条件下,风车草和菖蒲生长良好,生物量大,而富贵竹生长较差,生物量增加少;3种植物对NH_4~+-N的去除率分别为76.8%、85.5%和53.6%,对TN的去除率分别为69.1%、66.2%和54.4%,对TP的去除率分别为76.9%、84.6%和61.5%,对PO_4~(3-)-的去除率分别为91.7%、91.7%和75%,对真实色度有明显的去除效果;3种植物对氮磷和真实色度去除效果与对照之间均达到显著差异(P0.05),自然沉淀是浊度去除的主要原因,植物吸收同化作用是NH_4~+-N去除的主要途径,植物吸收是溶解性磷去除的主要途径。试验表明,风车草和菖蒲对富营养化水体中氮磷和真实色度有较好的去除效果,可作为富营养化水体治理的优良物种而推广使用。     

组合型生态浮床对水体修复及植物氮磷吸收能力研究

在天鹅湖水体中构建以水生植物和陆生喜水植物为实验植物,浮法控制器、水循环增氧系统和造浪-输送系统相集合的组合型生态浮床。在中试研究中,研究了其对天鹅湖上覆水和沉积物中营养物质的修复动态。结果表明,经过4个多月的组合型生态浮床生态修复,天鹅湖上覆水中TN、NH4+-N和TP的去除率分别达到61.92%、63.09%和80.0%,沉积物中TN和NH4+-N含量的去除率分别达到23.79%和37.04%,TP含量升高了43.71%;组合型生态浮床的5种浮床植物的氮磷累积量差异显著,再力花和美人蕉对氮磷的吸收速率显著高于菖蒲、薄荷和水稻,再力花和美人蕉对氮的吸收速率达到12.19 g/(m2.d)和7.90 g/(m2.d),对磷吸收分别达到0.81 g/(m2.d)和0.99 g/(m2.d)。美人蕉和再力花对氮磷的吸收量均是茎叶>根系,其中美人蕉茎叶氮、磷吸收量分别为根系的2.73倍和1.93倍,再力花分别为1.83倍和1.19倍,通过浮床系统植物水上部分的收割可以去除水体中的氮磷。     

重庆冬季水芹浮床对富营养化水体的修复

结合重庆地区冬季水体富营养化现状和水芹生长特性,通过水芹构建了生态浮床,实验观察了不同密度、不同基质水芹浮床在冬季低温条件下对富营养化水体的净化效果。研究表明,在9.5~10.5℃下,水芹浮床对富营养化水体有较好的净化效果,总氮(TN)、总磷(TP)和叶绿素a的平均去除率分别为78.8%、86.0%和67.8%。水芹浮床对TP去除效果与密度有关,密度越大效果越好。不同基质水芹浮床对TN的去除有较好的促进作用,陶粒基质的去除效果优于黄砂基质对TN的去除效果。水芹浮床的溶解氧(DO)呈现先下降后上升的趋势,范围在5.5~10.1 mg/L。     

电解法去除重污染河水中的磷

近年来,河流污染严重,严重影响了社会的发展,治理河水污染成为目前急需解决的问题。研究了石墨-铁板电极电解法对城市内河中重污染水体中磷去除的可行性;分析了静置时间、电解时长、初始磷浓度、电压、pH及极板间距对电解法除磷效果的影响,确定了电解法处理重污染水体的最佳运行参数,比较了电解法处理实际河水和模拟河水的TP去除效果。结果表明,重污染河流水体中的磷在较短时间内可以得到去除,在静置时间为3 h,电压为10 V,极板间距为1.5cm,pH保持在中性或弱酸性,电解时长在10~15 min时,TP去除率达到90%以上。同时,在最佳运行条件下,电解法处理实际河水效果较好。     

间歇式运行对人工湿地处理富营养化湖水的影响

针对五里湖富营养化水体,进行了中试规模人工湿地间歇式运行与连续式运行处理效果的比较研究,现场试验采用0.8 m3/m2·d的水力负荷.研究表明,采用间歇进水方式增强了人工湿地的复氧能力,出水溶解氧(DO)含量为2.6～4.5 mg/L,较连续进水方式平均提高了51.06%.间歇式进水对TN和NH4 -N的去除影响较大,与连续进水方式相比去除率分别提高了51.5%和30.5%;而对NO3-N、TP和CODMn的去除影响较小.采用间歇式运行TN的出水浓度较连续式运行稳定,受季节变化和进水浓度的影响较小,出水浓度＜2 mg/L;而间歇式运行对TP和CODMn出水浓度的稳定性影响不大.     

组合式水生植物净化系统对Cu、Pb和Cd的去除与生物富集特征

选取再力花、美人蕉、水烛、旱伞草、梭鱼草、慈姑、菖蒲、水葫芦和大藻9种植物作为实验植物，构建成以高效净化重金属污染水体为主要功能的组合式水生植物高效净化系统（人工湿地＋生态浮床＋水生植物塘3个处理单元串联而成），研究不同处理单元中水生植物对重金属Cu、Pb和cd的去除能力及富集特征。结果表明，该净化系统经过为期60d的连续运行，对Cu、Pb和Cd的去除率较为稳定，可分别达到Cu93．5％～96．1％、Ph94．5％～95．2％和Cd95．6％～97．4％，3种重金属出水浓度均可达到GB3838-2002Ⅲ类水排放要求；其中人工湿地单元对重金属去除贡献率最高，Cu、Pb和Cd分别为54．15％、33．61％和44．84％，其次为生态浮床处理单元，Cu、Pb和Cd的去除贡献率分别为38．61％、51．42％和38．56％，而水生植物塘主要起到深度处理作用，对Cu、Pb和cd的去除贡献率分别为7．24％、14．97％和16．6％。9种植物在系统运行期间，生长状况良好，且重金属累积量较高，尤其是生物塘系统中的水葫芦和大藻，实验期间其重金属生物富集系数（BCF）均在200以上。所选植物不同部位对3种重金属的吸收富集能力均表现为根最强。     

海水电池处理模拟海水养殖废水

随着中国海水养殖业的迅猛发展,海水养殖废水排放量与日俱增,近海水域环境严重恶化。采用海水电池处理模拟海水养殖废水,以镁为电池负极,钛为电池正极。镁负极失去电子产生Mg~(2+),与废水中的NH_4~+、PO_4~(3-)结合生成磷酸铵镁(MgNH_4PO_4·6H_2O,MAP),将废水中的NH_4~+和PO_4~(3-)去除。结果表明,当pH为9.5,氮磷配比为1∶1.1时,氮的去除率可达85.34%,磷的去除率可达98.46%。利用正交实验研究pH、初始氨氮浓度、氮磷比和COD4个因素对氮磷去除的影响,氨氮初始浓度、COD分别对氮、磷的去除影响最大。多个电池串联时,总输出电压是各电池电压之和。     

Effects of harvest regime and water depth on nutrient recovery from swine wastewater by growing Spirodela oligorrhiza

Harvest regime and water depth were investigated to determine their effects on nutrient recovery from swine wastewater by a Spirodela oligorrhiza system. The results show that harvesting less duckweed at shorter intervals favored nutrient removal and total biomass production. Harvesting 20% of duckweed twice a week led to 66.3 and 109.4% higher total nitrogen and total phosphorus removals, respectively, and a duckweed production of 20.0 g fresh biomass/m2 x d--39.6% higher than that of harvesting 80% of duckweed once every 4 weeks. The water depth of duckweed system was of great importance to total nutrient removal. At the water depth of 40 cm, total nitrogen and total phosphorus removals were 2.05 and 2.16 times higher, respectively, than those at the water depth of 10 cm. However, because of the larger amount of nutrients in a deeper system, it took a longer time for the nutrient concentrations to decrease.     

菖蒲和空心菜在处理微污染河水潜流人工湿地中的应用

为了探讨修复微污染河水的潜流湿地中植物对污染物去除效果的影响及其生长变化,在野外条件下构建2座分别栽种菖蒲和空心菜的水平潜流人工湿地,并以未栽种植物的湿地作空白。分析了湿地中污染物的去除效果,考察了湿地中植物的生物量、根系活力和氮磷含量的变化。植物湿地中污染物净化效果优于空白湿地,菖蒲和空心菜湿地对氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)的平均去除率分别为61.1%和57.5%,31.5%和39.7%,24.7%和25.5%,20.4%和20.7%。实验结果表明,湿地中菖蒲的根系鲜重是空心菜的4.2倍,但其根系活力低于空心菜。2种植物均可在湿地中正常生长,但受湿地中营养盐浓度的限制性影响,移栽后的植物组织氮磷含量与移栽前相比下降了11.8%~20.3%。植物在净化微污染河水的潜流人工湿地中对N、P的去除起重要作用。     

8种植物床人工湿地脱氮除磷的研究

分别以水葫芦、西洋芹、空心菜、水芹、混合种(黄菖蒲、千屈菜、再力花)、千屈菜、再力花、黄菖蒲等植物床构建潜流人工湿地,研究其对生活污水氮、磷的净化功能及其去除率与水力停留时间(HRT)的变化规律。结果表明,各种植物床对TN、TP的去除率随HRT的延长而增加,不同植物床的脱氮除磷效果是不同的。千屈菜植物床对TN的去除效果最好,HRT为3d时,TN去除率为56%;HRT为6d时,TN去除率达77%。再力花植物床对TP的去除效果最好,HRT为3d时,TP去除率达78%;HRT为6d时,TP去除率达96%。其他植物床也有较好的脱氮除磷效果。各种植物床处理后出水TN、TP均较低,HRT为3d时,出水TN均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准规定的限值(15mg/L),出水TP均低于GB 18918—2002二级标准规定的限值(3mg/L);7种植物床构建的潜流人工湿地(水葫芦的数据丢失)对TN、TP的去除均满足一级反应动力学方程,且相关性显著。     

水深对表面流人工湿地污染河水处理系统运行效果的影响

基于中试系统一年的连续运行监测,研究了水深对芦苇表面流人工湿地污染河水处理系统的影响。结果表明,水深对表面流人工湿地污染河水处理系统运行效果有很大影响,在进水COD、氨氮、总氮和总磷等分别为36±4.46、0.92±0.47、6.27±2.01和0.13±0.05 mg/L条件下,水深50 cm时处理效果最好,COD、氨氮、总氮和总磷去除率分别达到42.75%、58.42%、56.94%和43.24%。综合污染物去除效果和人工湿地建设工程量,芦苇表面流人工湿地的水深宜采用50 cm。人工湿地系统中植物光合生理和溶解氧等研究表明,水深主要通过影响植物生长和溶解氧等而影响人工湿地的水质净化效果。     

5种水培植物对富营养化水体的净化能力

为了研究水培植物对富营养化水体的净化能力,将莴笋(Lactuca sativa var.angustata)、空心菜(Ipomoeaaquatica)、番茄(Lycopersicon esculentum)、生菜(Lactuca sativa var.ramosa)和黄瓜(Cucumis sativus)5种蔬菜放置于富营养化水体中培养,定期测定水体中总氮和总磷含量的变化。实验结果表明,水培莴笋、空心菜、番茄、生菜和黄瓜对富营养化水体中总氮的去除率分别为66.45%、91.28%、93.74%、93.04%和90.11%;对总磷的去除率分别为96.44%、97.48%、85.62%、88.08%和90.97%。比较5种水培蔬菜单位鲜重的总氮和总磷去除能力,结果表明,生菜的总氮和总磷去除能力最强,分别为0.69 mg/(L.g FW)和0.06 mg/(L.g FW),可作为净化富营养化水体优先选择的植物物种。     

Seasonal performance of an outdoor constructed wetland for graywater treatment in a temperate climate

The seasonal treatment efficiency of a pilot-scale constructed wetland system located outdoors in a semi-arid, temperate climate was evaluated for graywater in a comprehensive, 1-year study. The system consisted of two wetland beds in series--a free water surface bed followed by a subsurface flow bed. Water quality monitoring evaluated organics, solids, nutrients, microbials, and surfactants. The results showed that the wetland substantially reduced graywater constituents during fall, spring, and summer, including biochemical oxygen demand (BOD) (92%), total nitrogen (85%), total phosphorus (78%), total suspended solids (TSS) (73%), linear alkylbenzene sulfonate (LAS) surfactants (94%), and E. coli (1.7 orders of magnitude). Except for TSS, lower removals of graywater constituents were noted in winter--BOD (78%), total nitrogen (64%), total phosphorus (65%), LAS (87%), and E. coli (1.0 order), indicating that, although wetland treatment slowed during the winter, the system remained active, even when the average water temperature was 5.2 +/- 4.5 degrees C.     

(AO)_2SBR同步脱氮除磷的研究

以人工配水为研究对象,采用厌氧/好氧/缺氧/好氧交替运行的序批式反应器,研究了(AO)2SBR系统同步脱氮除磷的效果,并结合批式实验讨论了同步脱氮除磷的反应机理。研究结果表明,该系统以厌氧1.5 h、好氧1 h、缺氧3h、好氧0.5 h的方式运行,在DO=2.5 mg/L,SRT=15 d的条件下,具有良好的脱氮除磷效果,配水中的总氮、总磷、COD和总有机碳的去除率分别为96.26%、99.87%、90.46%和85.57%。批式实验表明,合成的内碳源越多,氨氮的硝化越充分,反硝化除磷越多。     

Water quality improvement through bioretention media: nitrogen and phosphorus removal.

High nutrient inputs and eutrophication continue to be one of the highest priority water quality problems. Bioretention is a low-impact development technology that has been advocated for use in urban and other developed areas. This work provides an in-depth analysis on removal of nutrients from a synthetic stormwater runoff by bioretention. Results have indicated good removal of phosphorus (70 to 85%) and total Kjeldahl nitrogen (55 to 65%). Nitrate reduction was poor (< 20%) and, in several cases, nitrate production was noted. Variations in flowrate (intensity) and duration had a moderate affect on nutrient removal. Mass balances demonstrate the importance of water attenuation in the facility in reducing mass nutrient loads. Captured nitrogen can be converted to nitrate between storm events and subsequently washed from the system. Analysis on the fate of nutrients in bioretention suggests that accumulation of phosphorus and nitrogen may be controlled by carefully managing growing and harvesting of vegetation.     

Nitrogen transformations and balance in constructed wetlands for slightly polluted river water treatment using different macrophytes

Nitrogen removal processing in different constructed wetlands treating different kinds of wastewater often varies, and the contribution to nitrogen removal by various pathways remains unclear. In this study, the seasonal nitrogen removal and transformations as well as nitrogen balance in wetland microcosms treating slightly polluted river water was investigated. The results showed that the average total nitrogen removal rates varied in different seasons. According to the mass balance approach, plant uptake removed 8.4–34.3 % of the total nitrogen input, while sediment storage and N₂O emission contributed 20.5–34.4 % and 0.6–1.9 % of nitrogen removal, respectively. However, the percentage of other nitrogen loss such as N₂ emission due to nitrification and denitrification was estimated to be 2.0–23.5 %. The results indicated that plant uptake and sediment storage were the key factors limiting nitrogen removal besides microbial processes in surface constructed wetland for treating slightly polluted river water.