人工湿地对二级出水中NH3-N、TP去除效果

在水力停留时间为1～7 d的条件下,研究石菖蒲、美人蕉、水芋、杜鹃、一叶兰和袖珍椰子等6种植物湿地系统在表面流情况下对二级出水中NH3-N、TP的去除效果.结果显示,6种植物湿地系统对二级出水中NH3-N、TP的去除效果存在差异,但随着水力停留时间的加长,各系统的总体变化趋势较为接近.分析认为,植物的吸收不是污水中N、P去除的主要原因,但植物的环境适应性对NH3-N的去除有一定影响.在中水回用的设计中,湿地植物的选择可以从美学角度出发,选择具有较强环境适应性的湿地或水生植物,以增加湿地系统的景观效果;同时在以二级出水为原水的表面流人工湿地设计中,水力停留时间不宜大于4 d.     

处理生活污水的人工湿地植物生长及营养状况研究分析

<正>引言湿地植物是人工湿地系统的重要组成部分,它能直接或者间接地影响湿地系统的污水处理效果。湿地植物有着稳定床体介质,提供微生物附着界面等作用。此外湿地植物还可通过其生长代谢吸收污水中的N、P等元素。生活污水中含有大量的N、P等元素,这些元素正是植物生长所需的。因而在考虑生活污水治理的同时,应该对污水中的N、P等元素加以利用,使之资源化。本研究主要对北方常用湿地植物芦苇进行了研究。人工湿地植物的生长状况及特征     

多孔介质模型校验水平潜流人工湿地水力特性的研究

水平潜流人工湿地对污废水有较好的处理效果,湿地内水力特性对其处理效果有较大影响。理解湿地内部各处的水力特性及优化湿地结构参数是正确构建水平潜流人工湿地水质处理数学模型的前提。运用地下水流多孔介质水力方程建立了水平潜流人工湿地水流特性的数学模型;借助计算流体动力学模拟技术实现了湿地水力模型的数学求解,所得模拟示踪物数值与实测示踪物数值基本吻合,验证了人工湿地中多孔介质模型的正确性。探讨了湿地表面长宽比、水力负荷和水力传导度对湿地水力停留分布密度RTD函数的影响,并计算了人工湿地水力效率。结果表明:长宽比和水力传导度对湿地水力效率影响较大,水力效率随长宽比增大而增大,随水力传导度增大而减小,且水力传导度间接反映颗粒粒径对水力效率的影响;水力负荷对水力效率影响不大,但影响RTD曲线的形状,使湿地水力停留时间改变较大。     

垂直流-水平潜流组合湿地对磺胺类抗生素的去除

利用垂直流串联水平潜流的组合人工湿地处理污水处理厂尾水,比较有植物和无植物组合湿地对磺胺类抗生素母体及N4乙酰代谢物的去除效果。结果表明:有植物组合湿地的去除效率为72.31%,高于无植物组合湿地的59.71%;不同种类湿地植物对磺胺类抗生素的吸收累积能力存在差异,美人蕉积累量最大,其次为风车草,花叶芦竹最低;植物各部位对磺胺类抗生素的积累为地下组织(根)大于地上组织(叶和茎);基质对磺胺类抗生素的吸附能力表现为有植物基质吸附量大于无植物基质,变化范围为0.34~1.59 ng/g dw,表明湿地植物的存在更有利于磺胺类抗生素的降解。垂直流-潜流组合湿地能较好地降解磺胺类抗生素,但其降解机理及植物在其中的作用有待进一步研究。     

长江铜陵段表层水中重金属含量及存在形态分布研究

通过测定长江铜陵段枯、丰水期江水中cu、Pb、Zn和cd不同形态的含量,分析了4种金属在江水中的存在形态分布,不同水期含量变化,水中悬浮物对金属吸附能力大小,以及近20年来含量的变化情况。结果表明,长江铜陵段江水中各重金属总量丰水期时大于枯水期,重金属各形态含量之间均有差异:丰水期时,各金属会被悬浮物以不同的方式携带进入水体中,cu、zn、Pb以活跃态和稳定态为主,Cd以活跃态为主;枯水期时,Zn主要以溶解态和稳定态为主,Pb以稳定态方式被携带,而80％的Cu、Cd是以溶解态形式存于水中。悬浮物(丰水期)对重金属的吸附能力大小顺序为Pb>Cu>Zn>Cd。与近20年江水中的重金属背景值比较,长江铜陵段重金属含量有普遍升高的趋势。     

南水北调中线工程对汉江中下游水质的影响

为更好地开展南水北调中线工程对汉江中下游水华生态环境问题影响的量化研究,分析了调水工程对汉江中下游水质的影响.基于龙王庙断面的水质序列,假设污染物通量不变,推算调水后断面水质数据并评价其水质类别.结果表明,调水工程对汉江中下游水质有明显影响.调水后,无引江济汉工程情形下,各时期水质超标率均增加;有引江济汉工程补偿作用下,枯水期、丰水期的水质超标率降低,但仍大幅高于调水前,而平水期水质超标率低于调水前.调水后,有、无引江济汉工程两种情形下均枯水期水质超标率最大,这表明调水工程对枯水期的水质影响最明显.汉江水华暴发期集中在枯水期,调水工程对汉江中下游枯水期水质的影响对水华暴发起促进作用.     

温度升高对湿地系统温室气体排放的影响

综述了湿地系统温室气体CO2、CH4和N2O的排放机制及温度升高对湿地系统温室气体排放影响的研究进展.温度升高使得湿地植物生长季节延长,促进湿地生态系统生产力的提高,影响湿地生态系统的稳定性.温度升高可改变湿地系统温室气体CO2、CH4和N2O排放的源汇转换,使温室气体排放增加,并对温度变化形成一种正反馈影响.温度升高使得湿地CO2排放增强,降低湿地土壤碳汇的能力,甚至转变为净碳源.温度升高可增加湿地CH4排放量,夏季温度升高对CH4排放通量没有明显影响.温度升高使湿地土壤硝化和反硝化作用增强,促进N2O的产生与排放,湿地成为N2O的排放源.同时,温度升高使得湿地水位降低、土壤水分减少,一定程度上约束了温室气体排放增加的强度.并对进一步的研究进行了展望.     

湿地植物根际微生物处理生活污水模型的长期研究

在冬季和春季分别做了为期2个月的长期实验。研究了人为增加湿地植物根际微生物对生活污水中COD的降解效果,以及温度的影响,细菌数量的变化,湿地基质的堵塞状况。连续运行的结果表明,随着时间的增加,空白模型和实验模型上层土壤中的细菌数量呈上升趋势,同时处理率稳步提高。表明废水中COD的去除与湿地系统中成长的微生物数量有关。在温度大于10℃时,温度与模型处理率没有相关性。空白模型出现不同程度的积水现象,而实验模型运行正常,土壤渗透率测定中,空白模型土样的渗水时间比试验模型长28%,均说明实验模型中人为添加的菌对湿地的堵塞具有明显的缓解作用。     

苏州太湖湿地公园浮游植物群落结构特征分析

于2010年4月(平水期)、8月(丰水期)、11月(枯水期)对苏州太湖湿地公园浮游植物群落结构进行了调查,以探索湿地净化措施对浮游植物群落结构的影响。结果表明,共检出浮游植物80种,隶属于7门46属。其中,绿藻门种类最多,共23属43种,占种类总数的53.8%;其次为硅藻门,共13属19种,占种类总数的23.8%;蓝藻门5属10种,占种类总数的12.5%;其余门类共计5属8种。浮游植物生物量(湿重)在4月最高,8月最低,3个采样时期的平均值为9.45 mg/L,以硅藻门为主,占浮游植物生物量的71.05%。优势度分析显示,优势种主要包括颗粒直链藻(Melosira granulata)和细小平裂藻(Merismopedia minima)等,但是园内蓝藻生物量低于外围河道。经聚类分析得出,浮游植物群落结构有时间上的变化,但由于生态环境不同,又有一定的空间差异。苏州太湖湿地公园水体状况较好,在全年采样中未发现"水华"现象,这表明整个湿地系统对蓝藻具有较好的抑制作用。     

人工湿地植物群落结构与功能

人工湿地具有无动力消耗、管理方便、运营费用低等优点而被越来越多地应用于污水处理。本文通过对人工湿地植物类型、选择配置原则和湿地对植物的反作用三方面来介绍常见的人工湿地植物的群落结构和其在湿地运行过程中受到的影响。并从直接、间接及物理作用三方面,总结了人工湿地植物的水质净化作用,又从生态美学和经济价值两方面介绍了其除水质净化外的作用。在综术国内外研究成果的同时,也注意简要分析了研究方法(包括实验方法和数据分析手段)。最后提出了展望和建议。     

城市湿地景观的生态设计

以武汉后湖某湿地生态修复工程为例,介绍了城市湿地景观生态设计的应用。提出了"治污、生态、景观"综合考虑的生态设计理念,着重分析了从污染源控制、生态植被的恢复以及滨水景观的营造等方面实施湿地生态修复的方法与实践。     

河道泥沙淤积对洪灾风险评估的影响

建立了考虑泥沙淤积的洪灾风险估计的一般模式,并以螺山站为例,定量分析了泥沙淤积对洪水频率和洪灾风险的影响.结果表明,考虑泥沙淤积对水位频率会产生影响,在相同水位下,泥沙淤积会缩短洪水的重现期,水位越低,频率变化越大.对于相同频率的洪水,泥沙的淤积使水位抬升,且频率越小,水位变化越小.另外,泥沙淤积使洪灾风险增加,加重了洪灾的损失.螺山下游的洪灾风险率从6%增加到22.5%,水位超高期望值从0.114 m增加到0.233 m.     

人工湿地对二级出水中TN、TP去除效果的季节性研究

研究了垂直流和表面流两种人工湿地系统在水力停留时间为2 d条件下,在不同季节对二级出水中TN、TP的去除效果。结果显示,垂直流湿地系统对TN、TP的去除效果优于表面流湿地系统。两种类型的人工湿地对TN的去除效果随季节的变化而波动,夏秋季节去除率最高,春季次之,冬季去除效果最差;垂直流人工湿地系统对TP的去除效果随季节的变化趋势与TN去除率的变化相同,而表面流湿地系统对TP的去除效果在春夏秋季变化不大,冬季的平均去除率仅有16.5%。分析认为,人工湿地应用于二级出水的深度处理,对于满足观赏性景观环境用水(尤其是观赏性河道和湖泊类)的水质指标是可行的。     

蠕变-渗流耦合作用下水力冲孔周围煤体渗透率时空演化规律

为了研究水力冲孔周围煤体瓦斯运移规律,研究了水力冲孔周围煤体的应力、体积应变和孔径变化规律,建立了蠕变-渗流耦合作用下的水力冲孔周围煤体渗透率动态演化模型,揭示了水力冲孔周围煤体渗透率的时空演化规律,阐明了蠕变变形和基质收缩对渗透率的控制作用机理。研究结果表明:水力冲孔措施可以大幅度提高钻孔周围煤体的渗透率,在空间上煤体渗透率随距离呈负幂函数关系迅速降低（K=2×10-16 r -2.4）;在时间上煤体渗透率随抽采时间的延长而逐渐增大,但是增加梯度会逐渐降低;水力冲孔周围煤体渗透率的增加主要受到煤的蠕变变形控制,基质收缩效应虽然有利于渗透率的增加,但对渗透率的贡献远小于煤体的蠕变变形;钻孔由于蠕变变形会产生缩孔现象,很容易堵塞抽采通道,此时即使渗透率大幅度的提高,也很难保证抽采效果,因此迫切需要制定相应的防堵孔措施。     

水力压裂诱发断层活化失稳概率分析

为评估非常规油气开采过程水力压裂诱发断层活化失稳风险,基于新库仑稳定函数,通过编程求解诱震概率,分析不同诱因下断层稳定性和失稳风险。结果表明:孔隙弹性剪应力、孔隙压力和差异压实共同作用,是断层活化失稳重要诱因。当孔隙弹性剪应力介于6~10 MPa时,断层失稳概率高达68.9%,其增幅率越大,诱发远区断层失稳风险越高。孔隙压力增量超过3 MPa,对于定向不良断层极为不利;断层倾角和落差越大,差异压实作用越显著。     

基于灰色关联分析法的林甸县污水泡中重金属和毒性元素污染情况评价

为了探讨人类活动对水体重金属和毒性元素含量的影响,测量了污水泡8个样点的Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Pb等重金属和As、Se等毒性元素质量浓度。在综合考虑各种水质评价方法的基础上,采用灰色关联分析方法对水中重金属和毒性元素污染情况进行了评价。结果显示,水中重金属和毒性元素污染并不严重,8个采样点中有7个样点符合Ⅰ类水体标准,1个样点为Ⅱ类水体。其原因是污水泡附近没有工业区,排出的污水属生活污水,污染并非重金属和毒性元素造成。     

人工湿地型微生物燃料电池研究进展述评

湿地型微生物燃料电池(Constructed Wetland-Microbial Fuel Cell,CW-MFC)由人工湿地和微生物燃料电池耦合而成,因其具有丰富的微生物种群和较强的电极催化活性,在水质净化和生物产电领域有着良好的应用前景。从CWMFC反应器结构、电极材料及电极布置、填充材料、湿地植物、微生物和运行参数等几个方面对其研究和应用现状进行述评。总体上,大多数CW-MFC系统的产电效果并不理想,普遍净能量回收率小于0.050(kW·h)/kg COD,但在污染物处理去除方面效果显著,COD去除率基本可以达到80%以上。目前,上流式的垂直流运行模式是最合理且常用的运行模式,颗粒状的石墨或者活性炭与金属集电器的组合则是理想的电极材料,较小电极间距、多电极和扩大阴极的电极布置可有效提高系统产电性能,脱水明矾污泥是最具有研究价值的填料。此外,湿地植物会明显提高CW-MFC产电性能,其影响因素包括根际微生物活性、根际分泌物、根际沉积物、径向泌氧、光合作用;湿地植物和电系统还会促进微生物种群增长从而提高系统性能。CW-MFC中的污染物负荷、HRT(大多为3 d)、运行温度(20~40℃)和pH值(7~9)也是提高系统性能的关键因素。总结了未来CW-MFC所面临的挑战及研究方向,包括如何提高产电效率补充能源消耗、新兴污染物的降解及降解机理的研究,以及与其他工艺的联合应用。     

基于不同风速下火旋风的数值计算及特性分析

基于大涡模拟(LES)技术,对不同风速下的火旋风进行数值模拟。运用最小二乘拟合方法研究不同风速下火旋风的中心漂移角速度的变化,其结果表明:随着风速的增加,中心漂移角速度的变化规律遵循某3次方多项式变化趋势,发现存在某一临界风速(3.18m/s)对火旋风中心漂移角速度的变化速率有较大影响。同时,对热量释放率及火焰温度场进行分析,认为随风速的增加,热量释放率逐渐增加且波动逐渐减小,火焰温度场分布梯度逐渐增加,高温区分布呈现连续纺锤面分布形式。     

人工湿地项目改造养管工程设计

某景观湖总建筑面积47650m^2,设计处理水量为6500 m^3/d。进水为区域内富营养化劣五类水质,现有水质较差、悬浮物较多、湿地植物种植品种匹配不合理等现状亟需解决。经评估现有处理设施后我方建议改造后系统由人工塘,土工滤池,人工湿地三部分组成。其中人工湿地部分利旧,人工塘利用现有河道稍加改造,土工滤池新建。改造后既能达到处理效率高,又可以有效改善湿地易堵塞问题,还可以提高景观效果,同时降低后期湿地清理费用。     

MBR膜污染阻力及清洗效果研究

连续运行浸没式MBR,探讨了膜阻力的组成,利用扫描电镜技术观察了膜的污染特征,并考察了不同清洗方式的清洗效果,确定了清洗方案.研究表明,膜自身固有阻力Rm与总阻力R之比为40.7%,膜孔堵塞和吸附阻力Rb的贡献Rb/R=33.0%,泥饼层阻力Rc的贡献为26.3%;水力清洗对膜比通量的恢复能力较低,化学清洗与超声清洗相结合的效果更佳.最佳膜清洗方案为,先对污染膜进行水力清洗,再进行化学清洗,化学清洗的组合为HCl NaCIO,然后用超声波清洗,能使膜通量恢复90%以上.