不同组合类型人工湿地污水处理效果比较

构建室内潮汐流-水平潜流和水平潜流-潮汐流2种不同组合人工湿地系统,探讨不同组合人工湿地系统对污染物的去除效果。研究结果表明:1)当进水总有机碳平均质量浓度为75.9 mg/L,氨氮平均质量浓度为99.4 mg/L时,潮汐流-水平潜流和水平潜流-潮汐流人工湿地系统对总有机碳的去除率分别为90.2%和91.3%,氨氮平均去除率分别为19.5%和39.2%,总氮平均去除率分别为10.3%和30.5%。水平潜流-潮汐流人工湿地系统对氮素表现出较好的去除能力。2)在进水氨氮浓度不变,降低潮汐流-水平潜流组合人工湿地进水的总有机碳浓度至23.1 mg/L,同时,升高水平潜流-潮汐流进水的总有机碳浓度至105.0 mg/L时,2组湿地系统对氮素的平均去除率均得到大幅度提高,氨氮去除率分别为78.9%和80.6%,总氮平均去除率也分别升高到45.4%和51.8%。     

组合人工湿地对城镇污水处理厂尾水中有机物的去除特征研究

采用物理分级和三维荧光光谱法,研究了组合人工湿地对城镇污水处理厂尾水中不同形态有机物的去除特征.结果表明,组合人工湿地对污水处理厂尾水具有较好的深度处理效果,出水水质基本可以达到国家地表水环境质量标准(GB38382-2002)Ⅲ或Ⅳ类水标准.组合人工湿地处理系统对尾水中CODCr和BOD5总体去除率分别达到35.2%和44.3%,对尾水中总有机碳(TOC)、溶解性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)的平均去除率分别为46.9%、45.9%、48.3%.组合人工湿地系统不同单元对尾水中有机物的去除贡献率存在差异,其中,潜流湿地单元对尾水中CODCr和BOD5及其不同组分有机碳的去除效率较高.试验期间,由于藻类滋生,表流湿地单元出水中有机物含量波动较大,去除效果明显降低,藻类被打捞后,出水水质明显改善.三维荧光光谱分析结果显示,各个处理单元取样点的水样三维荧光光谱均出现4个明显的荧光峰.人工湿地各单元出水溶解性有机质(DOM)中,类蛋白和类腐殖酸物质含量较高,类富里酸物质含量较低.人工湿地对类蛋白和类腐殖酸物质有较强的去除作用.     

微污染饮用水源水潜流人工湿地预处理的效能研究

以济南玉清湖水库为例,采用水平潜流人工湿地系统对沉砂后的微污染黄河水进行了预处理试验,考察了湿地系统对污染物的去除效率及其变化趋势.同时,根据实验数据,构建了潜流人工湿地系统COD、TN、TP的一级动力学模拟方程.结果表明,水平潜流人工湿地系统对COD、TP、TN和NH4+-N的平均去除率分别为49.89%、50.44%、53.41%和48.45%;人工湿地对污染物的处理是物理、化学和生物及其协同作用的过程.人工湿地沿程及不同高度污染物浓度变化试验结果表明,人工湿地系统对污染物的降解沿人工湿地水流方向逐渐降低,污染物主要在人工湿地床体前部被去除,潜流人工湿地床体上部对污染物的去除效果更好.     

潜流人工湿地演变对废水中有机物、氮及磷去除的影响

众多研究表明,潜流人工湿地对污水的处理效果明显高于自由表面流型湿地,但实验研究表明潜流人工湿地因堵塞而逐渐演变为自由表面流人工湿地后,其对有机物(COD、TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果优于具有相同填料及植物的潜流人工湿地.通过实验室培养实验,以考察人工湿地演变对有机物的矿化、硝化/反硝化作用、氮及磷去除的影响.结果表明,与潜流人工湿地相比,演变后的自由表面流人工湿地对有机物的矿化率(以TOC表示)为1.82 mg·h-1,高于潜流湿地的1.49 mg·h-1;对NO3-去除率为96.8%,高于潜流湿地的58.1%;非生物脱硝去除率为40%,高于潜流湿地的28.2%;演变后对磷的吸附量(以P计)为160 mg·kg-1,高于潜流湿地的140 mg·kg-1,对磷的去除主要为填料吸附,有机物的覆盖有利于磷去除;但演变后的自由表面流人工湿地的硝化作用能力低于潜流湿地.因此,人工湿地演变对其效能有重要影响.     

氮形态对人工湿地氮去除效果的影响

采用水平潜流人工湿地处理TN质量浓度为20～25 mgL,氮形态分别以NH4+-N,NO3--N和有机氮为主的生活污水,分析了氮形态时人工湿地N去除效果的影响.试验结果显示:相应的TN去除率分别为47.2%,71.6%和33.1%.表明人工湿地主要适用于水的深度处理,实现污水中N的无机化特别是将N转化为NO3--N,可显著提高人工湿地的N去除效果.     

2种人工湿地污水净化效果及其耐污染负荷冲击能力研究

依托建立在新沂河河漫滩的人工湿地中试工程开展现场试验,研究分析2种人工湿地对污染河水的净化效果及耐污染负荷冲击能力.结果表明:在相同的进水浓度条件下,垂直流人工湿地对CODMn的净化效果明显优于潜流,平均去除率高出13.7%,而两者对NH+4-N的净化效果没有明显差异,且都保持较高水平,平均去除率均高于80%;潜流和垂直流人工湿地自身构造不同引起的水流运行方式及截留、过滤作用的差异对有机污染物的去除影响较大,而对NH+4-N的净化效果影响较小;进水污染负荷变化对人工湿地污染物去除效率影响显著,垂直流人工湿地耐CODMn污染负荷冲击能力明显强于潜流,而对NH+4-N污染负荷变化,两者都表现出了较强的耐受能力,差异不明显.     

农村生活污水中氮磷在不同类型人工湿地中的沿程去除效果分析

本研究利用小型人工湿地系统处理农村生活污水,探讨氨氮和磷酸盐在不同类型人工湿地内的去除效果。实验结果显示,污水进入表流湿地后,前0.4d内,氨氮去除率约10%,后续的去除效果开始趋于平缓,离开表流湿地时,总相对去除率只有15%。进入潜流湿地后,氨氮的去除效果快速上升,离开潜流湿地时,氨氮的总累计去除率约47%。磷酸盐在初进入表流湿地时,去除率不升反降,在系统后段才开始有明显的去除效果,总计约15%的磷酸盐在表流湿地中被去除;进入潜流湿地后,去除效果明显提高,最后累计约有60%的磷酸盐被去除。     

复合人工湿地系统对重金属的去除研究

水资源的日益短缺是当今世界的主要难题,这一问题在很大程度上限制了人类社会的可持续发展,因此在注重节约用水的同时,加大对污染水的治理至关重要。随着工业的发展,污水成分逐渐复杂,传统的工艺已不能满足去除此类污染物的需求,尤其是重金属污染、石油污染等。人工湿地最为一种原位污水净化系统,有投资小、能耗低等优点。大量研究表明湿地系统对重金属工业废水的去除有较好的作用。人工湿地系统通过基质、植物、微生物对重金属进行去除。该文研究5种由水平潜流、垂直潜流、表面流3种不同工艺组合成的复合人工湿地系统对Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的去除效果。结果表明:系列1~系列4复合型人工湿地对5中重金属都有去除效果。系列5除对Cu和Zn有显著释放现象外对Cd、Cr、Pb也有一定的去除效果。垂直潜流人工湿地对Cd、Cr、Pb的去除效果好于水平潜流和表面流人工湿地;多级复合型人工湿地对Cd、Cr、Pb的去除效果好于单级人工湿地;垂直潜流和水平潜流人工湿地对Cu的去除差异不大,垂直潜流人工湿地对Zn的去除效果优于水平潜流人工湿地。通过本研究结果,针对不同种类的重金属污染可对人工湿地系统的建设提供理论指导。     

布洛芬和双氯芬酸在不同构型人工湿地中的去除行为研究

在酸性药物中选取常用的布洛芬和双氯芬酸为典型对象,研究其在人工湿地中的去除行为,探讨不同工艺、有无植物、不同季节对其去除效果的影响.结果表明,工艺因素对二者的去除存在显著影响.其中,布洛芬在水平潜流和垂直潜流湿地中的平均去除率(分别为69%和60%)显著高于表面流湿地(26%),而双氯芬酸在表面流湿地中的平均去除率(58%)则显著高于水平潜流和垂直潜流湿地(分别为49%和43%).植物的存在可以显著提高布洛芬的去除率,对双氯芬酸的去除则无显著影响.配对样品t检验发现两种药物在夏季与秋季的去除效率无显著差异.双氯芬酸的去除效率与DO值、COD的去除效率呈极显著负相关,而布洛芬的去除效率与基质中好氧脱氢酶活性具有较好的正相关性,可能表明,布洛芬在湿地中主要通过好氧降解去除,双氯芬酸在湿地中的主要去除途径为光降解和厌氧降解.     

提高潜流式人工湿地氮去除率的方法研究进展

潜流式人工湿地能够有效地去除舍碳有机污染物。但一般对舍氮污染物的去除效果相对较弱。针对这一问题，在参考国内外前人研究的基础上。总结并提出了提高污水中氮去除率的方法。指出应根据实际情况选择合适的植物和基质来构造湿地系统．通过增加一些必要的工程措施和改变一些管理手段如间歇运作及其他方法可增加湿地系统内部的溶解氧量来创造去除氮所需环境．还可通过对湿地系统进行工艺优化设计等措施来提高潜流式人工湿地氮去除率。     

焙烧再生废旧臭氧催化剂处理石化废水生化出水

为了解决臭氧催化氧化技术中废旧催化剂处理困难的问题,对用于某石化废水生化出水处理长达5年的废旧臭氧催化剂进行了焙烧再生研究.通过焙烧能够有效燃烧去除催化剂表面及孔隙中的有机物质,增大催化剂孔径和孔隙率,从而恢复废旧催化剂的部分活性.单因素试验对催化剂焙烧温度和焙烧时间优化结果表明：(1)随着焙烧温度从200℃提高到500℃,再生催化剂用于臭氧催化对石化废水生化出水TOC(总有机碳)的去除效果逐渐提升,500℃时TOC去除率可达44.30%,进一步提高焙烧温度去除效果提升不明显.(2)焙烧时间为2、3、4和5 h时,再生催化剂处理石化废水效能随焙烧时间增加先升高再降低,4 h时TOC去除效果最好.(3)在相同运行条件下,优化焙烧条件(500℃、4 h)下得到的再生催化剂对石化废水生化出水的TOC去除率可达新催化剂的77.46%,相较于新催化剂,再生催化剂的颗粒尺寸和平均孔径减小,而比表面积有所增大.(4)通过皮尔逊相关性分析,探索了废水中有机物和三维荧光测试结果的相关性,认为荧光区域积分体积可以间接反映石化废水中的有机物含量,也可间接反映臭氧再生催化剂的催化性能.研究显示,直接焙烧可以作...     

Degradation of dissolved organic matter in effluent of municipal wastewater plant by a combined tidal and subsurface flow constructed wetland

Dissolved organic matter (DOM) is an important constituent of wastewater treatment plant (WWTP) effluent. A novel combined tidal and subsurface flow constructed wetland (TF-SSF-CW) of 90 L was constructed for a ten-month trial of advanced treatment of the WWTP effluent. Excitation emission matrix (EEM) fluorescence spectroscopy, parallel factor (PARAFAC) analysis and a two end-member mixing model were employed to characterize the composition and removal process of the effluent DOM (EfOM) from the WWTP. The results showed that the TF-SSF-CW performed an efficient EfOM removal with dissolved organic carbon (DOC) removal rate of 88% and dissolved organic nitrogen (DON) removal rate of 91%. Further analysis demonstrated that the EfOM consisted mainly of two protein moieties and two humic-like groups; protein moieties (76%) constituted the main content of EfOM in raw water and humic-like groups (57%) became the dominating contributor after treatment. The EfOM from the WWTP was mainly of aquatic bacterial origin and evolved to a higher proportion of terrigenous origin with higher humification in the TF-SSF-CW effluent. A common controlling treatment-related factor for determining the concentrations of the same kind of substances (protein groups or humic-like groups) was revealed to exist, and the ratio of removal rates between the same substances in treatment was calculated. Our study demonstrates that the TF-SSF-CW can be a novel and effective treatment method for the EfOM from WWTPs, and is helpful for understanding of the character of EfOM in wetland treatment.     

人工湿地设计及运行参数对挥发性烷基硫化物去除的影响

以中试规模的潜流人工湿地水处理试验场为对象,研究了床体长宽比、填料粒径、水位、水力负荷和温度(季节)等设计及运行参数对二甲基硫(DMS)及二甲基二硫(DMDS)等挥发性烷基硫化物去除的影响.通过1 a的运行及监测分析,结果表明,当湿地系统水力负荷为12~86 cm.d-1时,人工湿地系统对所研究的挥发性烷基硫化物具有很好地去除作用,对DMS及DMDS的去除率分别为86%及95%;方差分析表明,水力负荷和温度(季节)是影响所研究的污染物去除的2个主要因素;水力负荷对出口水中DMS的浓度有显著性影响(p0.01);温度(季节)对出口水中DMS及DMDS的浓度有显著性影响(p0.01);床体长宽比、填料粒径大小及水位对出口水中DMS及DMDS的浓度无显著性影响(p0.05).通过溶解氧和氧化还原电位的分析,发现本湿地系统内为强还原环境(Eh-300 mV),结合硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等电子受体及溶解有机物(如TOC及乙酸)浓度在湿地系统中的变化趋势,推测DMS及DMDS的去除主要是通过硫酸盐还原及产甲烷化作用进行的.     

响应面法优化硫酸根自由基高级氧化深度处理渗滤液生化尾水

针对垃圾渗滤液生化尾水中仍含有较高浓度的难生物降解COD、NH4+-N和NO2--N,无法满足现行排放标准的问题,采用基于硫酸根自由基的高级氧化技术(SR-AOP)对生化尾水进行深度处理.考察了pH值、温度、FeSO4和过硫酸钠浓度对TOC和TN去除效果的单独作用及交互作用.结果表明,影响因子对于处理效果的贡献排序为:pH值>温度>过硫酸钠浓度,各因素对TOC的去除有显著性影响,而对TN的去除没有显著性影响.各因素的复合效应为:TN去除效果影响:温度+过硫酸钠浓度>pH+过硫酸钠浓度>温度+pH, TOC去除效果影响:温度+pH>pH+过硫酸钠浓度>温度+过硫酸钠浓度.实验最终确定SR-AOP的最佳条件为:pH=5,温度为30℃,过硫酸钠浓度为0.5g/L,催化剂FeSO4剂量为3.8g/L,该条件下TOC去除率为35.5%,TN去除率为16.9%,同时可以显著提高出水BOD5/COD.因此,通过SR-AOP深度处理可以去除生化处理尾水大部分COD和TN,并大幅提高B/C比,为后续与适当的生化处理工艺组合进行达标处理奠定了良好的基础.     

某微污染水源自来水厂的纳滤深度处理效果研究

采用一级四段纳滤组合工艺处理南方某微污染水源自来水厂的传统净水工艺段出水,考察了纳滤膜工艺对出水水质的提升效果.结果表明,纳滤对常规水质指标与微量有机物有较好的去除效果,对混凝沉淀池出水中TOC和UV_(254)的去除率在95%以上(出水TOC≤0.3 mg·L~(-1),UV254≤0.005 cm~(-1));对卤乙酸、三卤甲烷前体物、多环芳烃和有机氯农药的截留率分别在62%、85%、50%和95%左右,使用UMU-SOS测试的出水遗传毒性低于检出限,不同段纳滤膜对相对分子质量较大的消毒副产物前体物与有机氯农药的去除率未呈现明显差异,但对相对分子质量较小的多环芳烃去除效果呈现明显差异,表明纳滤主要依靠物理截留去除水中相对分子质量较大的有机物,对相对分子质量较小的有机物则存在较大的局限性.与之相比,水厂目前使用的双级臭氧-生物活性炭深度处理工艺对传统净水工艺出水中多环芳烃、有机氯农药、遗传毒性的去除截留率分别仅为17%、62%、80%左右,显示纳滤对微量有机物的去除效果更为理想.     

石臼漾湿地冬季有机质的可生化性

在冬季,石臼漾构筑根孔湿地对有机质的去除率不高.若设想这只是一个表观现象,实际上湿地在冬季能够有效地去除水体中难降解有机质,但释放部分易生化的有机物质.为了验证这一假设,研究了冬季石臼漾湿地岸边带和植物床-沟壕系统中有机质可生化性的空间分布.结果表明:湿地内部其有机质可生化性r(BOD₅/COD_Cr)为0.26~0.84,80%数据高于可生化性下限值(0.30),远超过源水(0.0999).经过湿地净化,水体中有机质的性质发生了显著的变化.湿地内部其r(COD_Cr/TOC)比值(0.85~2.57,平均值1.90)远低于源水(5.41),大量的还原性有机物质及部分芳香族类化合物被湿地拦截和持留.这说明即使在冷季,石臼漾湿地仍对源水中的有机质具有较好的去除效果.以人工湿地生态根孔技术为核心的植物床-沟壕系统是整个湿地中水质净化特别是有机质去除的关键区域.     

Destruction of methylphosphonic acid in a supercritical water oxidation bench-scale double wall reactor

The destruction of methylphosphonic acid (MPA), a final product by hydrolysis/neutralization of organophosphorus agents such as sarin and VX (O-ethyl S-[2-(diisopropylamino)ethyl] methylphosphonothionate), was investigated in a a bench-scale, continuous concentric vertical double wall reactor under supercritical water oxidation condition. The experiments were conducted at a temperature range of 450–600°C and a fixed pressure of 25 MPa. Hydrogen peroxide was used as an oxidant. The destruction e ciency (DE) was monitored by analyzing total organic carbon (TOC) and MPA concentrations using ion chromatography on the liquid e uent samples. The results showed that the DE of MPA up to 99.999% was achieved at a reaction temperature of 600°C, oxygen concentration of 113% storichiometric requirement, and reactor residence time of 8 sec. On the basis of the data derived from experiments, a global kinetic rate equation for the DE of MPA and DE of TOC were developed by nonlinear regression analysis. The model predictions agreed well with the experimental data.     

Effects of duckweed (Spriodela polyrrhiza) remediation on the composition of dissolved organic matter in effluent of scale pig farms

The swine effluent studied was collected from scale pig farms, located in Yujiang County of Jiangxi Province, China, and duckweed (Spriodela polyrrhiza) was selected to dispose the effluent. The purpose of this study was to elucidate the effects of duckweed growth on the dissolved organic matter composition in swine effluent. Throughout the experiment period, the concentrations of organic matter were determined regularly, and the excitation–emission matrix (3DEEM) spectroscopy was used to characterize the fluorescence component. Compared with no-duckweed treatments (controls), the specific ultra-violet absorbance at 254 nm (SUVA₂₅₄) was increased by a final average of 34.4% as the phytoremediation using duckweed, and the removal rate of DOC was increased by a final average of 28.0%. In swine effluent, four fluorescence components were identified, including two protein-like (tryptophan, tyrosine) and two humic-like (fulvic acids, humic acids) components. For all treatments, the concentrations of protein-like components decreased by a final average of 69.0%. As the growth of duckweed, the concentrations of humic-like components were increased by a final average of 123.5% than controls. Significant and positive correlations were observed between SUVA₂₅₄ and humic-like components. Compared with the controls, the humification index (HIX) increased by a final average of 9.0% for duckweed treatments. Meanwhile, the duckweed growth leaded to a lower biological index (BIX) and a higher proportion of microbial-derived fulvic acids than controls. In conclusion, the duckweed remediation not only enhanced the removal rate of organic matter in swine effluent, but also increased the percent of humic substances.     

芬顿阴极-电凝聚臭氧气浮工艺处理MBR出水特性

为去除垃圾渗滤液MBR出水有机物,以铝(Al)为阳极,碳聚四氟乙烯(C-PTFE)为阴极构建了芬顿阴极-电凝聚臭氧气浮工艺,通过与常规电絮凝阴极(Al和SS)对比,探明了该工艺对垃圾渗滤液MBR膜出水的去除特性.结果表明:在pH5和臭氧流量为300mL/min时,芬顿阴极体系相比于SS和Al阴极体系对COD的去除率分别...