人工湿地中基质与植物对污染物去除效率的影响

针对太湖五里湖富营养化水体，采用中试规模的人工湿地现场实验开展了不同基质、不同植物的污染物去除效果研究。基质采用炉渣和沸石2种，在一个湿地池种植单一植物茭白，另一个湿地池种植鸢尾＋菖蒲混合植物，同时构建了无植物的对照组湿地。研究表明：（1）在运行初期，沸石和炉渣2种基质对TN、TP的去除率差异为12.5%和12.6%，吸附饱和后，2种基质对TN和TP的去除率差异缩小为3.2%和6.1%，从长期运行来看，炉渣和沸石2种基质在人工湿地中的去除效率差异将减小；（2）茭白单一植物湿地对污染物的去除率与鸢尾＋菖蒲混合植物湿地对污染物的去除率两者之间差异不大；（3）人工湿地种植植物后对TN、TP的去除率比无植物状态时分别高出13.6%和19.5%，植物在人工湿地中对污染物的去除发挥了重要作用；（4）在本试验条件下，茭白吸收所去除的氮数量为湿地氮总去除量的8.95%，茭白吸收去除磷的数量为湿地磷总去除量的20.16%，在人工湿地中，茭白吸收对磷的去除效率比对氮的去除效率高。     

潮汐流人工湿地对高污染河水的处理功效

为了研究潮汐流人工湿地对高污染河流污染物的去除效果及其影响因素,实验构建了潮汐流人工湿地系统。运行春夏两季以来,系统对TN、NH3-N、TP、COD和BOD5的平均去除率分别为49.14%、48.34%、79.40%、81.52%和83.39%;其中系统对TN和NH3-N的去除受到温度的影响,且温度变化对NH3-N去除效果的影响大于TN;在实验周期内,系统对TN、TP、COD和BOD5的去除均受进水污染负荷的影响,但却有着较好的抗负荷冲击能力;潮汐流人工湿地能够显著提高系统内溶解氧,使其不再成为去除污染物的限制性因素。     

不同尺度潜流人工湿地对污染河水的净化机制

为了揭示潜流人工湿地对污染河水的净化机制,通过构建实验室规模和中试规模2种尺度的人工湿地,系统分析了人工湿地净化污染河水过程中的基质特性、微生物特性和植物作用。结果表明,2种尺度人工湿地对悬浮固体(SS 95.86%,94.74%)和有机物(COD 85.29%,80.41%;BOD5 90.60%,89.99%)的去除效果相近,而实验室规模湿地对营养物的去除效果(TN 30.13%,TP 76.89%)优于中试规模湿地(TN 20.27%,TP 52.45%)。实验室规模人工湿地的微生物群落多样性和微生物数量更高,并且具有能够脱氮和降解有机物的特属优势菌种黄杆菌和金黄杆菌。中试规模人工湿地能够更好地为植物生长提供适宜的环境条件,中试规模湿地中的植物生物量(1.47 kg·m~(-2))高于实验室规模湿地(1.12 kg·m~(-2)),而且植物在湿地氮磷去除中的贡献率(TN 23.55%,TP 8.80%)也高于实验室规模湿地(TN 11.03%,TP 4.46%)。     

模块化人工湿地基质筛选与除污性能评价

为进一步解决农村污水处理问题,在利用单一基质传统人工湿地筛选出最佳COD、TP和TN去除基质的基础上,比较了最佳基质组成的组合基质模块化人工湿地和传统人工湿地对COD、TP和TN的去除效果。结果表明,无烟煤、铝污泥和沸石分别是去除COD、TP和TN的最佳基质。综合考虑COD、TP和TN的去除效果,确定运行时间为4个月。组合基质模块化人工湿地对COD、TP和TN的综合效果最佳,第4个月的平均去除率分别为82.26%、92.16%、76.50%,相应出水平均质量浓度分别为26.29、0.49、7.11mg/L,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准,满足城镇景观用水和一般回用水的要求。     

厌氧/生物滤池/潜流人工湿地组合工艺处理农村生活污水效果评估

采用"厌氧/生物滤池/潜流人工湿地"组合工艺处理农村生活污水,系统稳定后表现出良好的净污效能,其中TSS、COD和NH+4-N的去除效率分别为97.7%、89.6%和63.3%,但对TN和TP的处理效果相对偏低,仅为26.7%和32.4%。组合工艺中,厌氧池、生物滤池和人工湿地对TSS去除的贡献率分别为35.7%、9.8%和52.1%,对COD去除的贡献分别为22.4%、33.8%和31.3%,对TN去除的贡献5.4%、0.0%和22.0%。生物滤池主要表现为COD和NH+4-N的强化处理,而人工湿地则能有效去除TSS、TP及TN。因此,在保持工艺不变的情况下,需优化工艺运行参数,保持碳源供给与微生物脱氮除磷之间的平衡。     

复合垂直流与潜流人工湿地沿程脱氮除磷对比研究

针对复合垂直流和潜流人工湿地对COD、TP、NH_4~+-N、NO~3~--N和TN的沿程去除规律进行了对比研究.结果表明,夏季复合垂直流人工湿地的去除效果均好于潜流人工湿地.对于复合垂直流人工湿地,污染物的去除主要集中在下行流池,且在进水端0～20 cm对COD、TP、NH_4~+-N和TN都有快速降解的过程.对于潜流人工湿地,进水端0～40 cm主要是COD和TP的快速降解沉淀,之后硝化作用逐渐加强,潜流人工湿地沿程均会发生反硝化作用,TN浓度基本呈均匀下降趋势.     

4种湿地植物对人工湿地净化生活污水的影响比较

不同类型人工湿地对生活污水的处理效果,受到许多因素的影响,其中不同植物类型的选择,可能会造成人工湿地对主要污染物COD、TN和TP的净化效果发生很大差异。研究了4种湿地植物(菖蒲、香蒲、千屈菜和水葱)在水平潜流、垂直上行流和下行流人工湿地中对人工合成的生活污水的处理效果和主要污染物(COD、TN和TP)去除率的季节变化,通过比较不同植物类型在不同湿地类型中对主要污染物的去除效果分析了可以达到最佳污水净化效果的启动条件。结果表明:香蒲在垂直下行流湿地去除有机污染物效果最好,去除率可达85.55%;水葱在垂直上行流湿地去除TN效果最好,去除率可达57.52%,香蒲在垂直上行流湿地去除TP效果最好,去除率可达84.28%。     

3种负荷对模拟垂直流人工湿地去除氮、磷效果的影响

为探讨水力负荷、有机负荷和悬浮物固体负荷对垂直流人工湿地基质去除氮、磷效果的影响,采用了人工土柱模拟实验的方法,对不同数值的水力负荷、有机负荷(COD)和悬浮固体负荷单因素影响条件下垂直流人工湿地出水中TN、TP的浓度进行了监测。实验结果表明,在3种负荷单一因素影响条件下,垂直流人工湿地处理出水中TN、TP的浓度均随着负荷的增加而增加,即降低水力负荷、有机负荷、悬浮固体负荷均有利于降低垂直流人工湿地处理出水中TN、TP的浓度。当水力负荷为50 cm/d,垂直流人工湿地TP的去除率较高,达到71.52%;当有机负荷为50 g/(m2·d),TN的平均去除率较高,达到41.84%;当悬浮固体负荷为75 g/(m2·d),TP的平均去除率较高,达到92.13%。因此,在水力负荷实验中,当水力负荷为50 cm/d,垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较佳;在悬浮固体实验中,当悬浮固体负荷为75 g/m2·d,垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较好;在有机负荷实验中,当有机负荷(COD)为50 g/(m2·d),垂直流人工湿地对氮、磷去除效果较好。     

四种植物潜流人工湿地脱氮除磷的研究

分别以薏苡、风车草、茭白和美人蕉为植被构建潜流人工湿地(植物床),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.研究结果表明,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.美人蕉植物床对TN的去除效果最好,HRT为3 d时,TN去除率为56%;HRT为6 d时,TN去除率达76%.茭白植物床对TP的去除效果最好,HRT为3 d时,TP去除率达76%;HRT为6 d时,TP去除率达93%.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2 d时,出水TN均低于<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)一级标准A标准;HRT为5 d时,出水TP均低于二级标准,其中茭白、美人蕉植物床处理后出水TP低于一级标准B标准.4种植物构建的潜流人工湿地对TN、TP的去除均满足一级反应动力学方程,且相关性显著.     

冬季组合工艺处理灌溉尾水的运行效果

采用水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地组合工艺处理农村生活污水灌溉尾水,针对冬季灌溉尾水量大,而系统处理效果下降问题,对组合工艺进行了运行效果及水力负荷等工艺参数的优化研究。大棚对系统能起到一定的保温效果,系统进出水水温均高出未采取保温强化措施系统2℃左右。在冬季水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地受温度影响,污染物去除效能显著下降,随着水力负荷的增大,水耕蔬菜人工湿地对COD、TN及TP的平均去除率和去除负荷呈先增加后减小趋势,其对COD、TP的平均去除率均在0.3 m~3/(m~2·d)附近达到最大,分别为33.4%和11.5%,TN的平均去除率在0.4 m3/(m~2·d)附近达到最大,为8.5%;垂直流人工湿地随着水力负荷的增大,对COD、TN、NH_4~+-N和TP的平均去除率的变化趋势与水耕蔬菜人工湿地相似,在0.2 m~3/(m~2·d)处达到最大,分别为56.3%、29.3%、23.8%和31.3%。上述结果与人工湿地在其他温度较高季节去除率一般随水力负荷降低而呈上升趋势的结果显著不同,表明在冬季依靠一味降低水力负荷无法达到提高系统去除效能的目的。     

垂直流人工花卉湿地模拟系统净化污水的效果

通过在垂直流模拟人工土柱上种植不同的花卉植物，研究了垂直流花卉人工湿地对污水COD、BOD5、TN和TP的净化效果的影响。结果表明，所选用的5种陆生花卉，甚至鲜切花卉对化粪池污水有比较好的净化效果，它们对BOD5的去除率可达到92．04％以上，对TP的去除率甚至可达到97．77％以上。而且种植花卉植物的人工湿地出水水质要好于不种植物的对照湿地系统。     

垂直流人工花卉湿地模拟系统净化污水的效果

通过在垂直流模拟人工土柱上种植不同的花卉植物,研究了垂直流花卉人工湿地对污水COD、BOD5、TN和TP的净化效果的影响.结果表明,所选用的5种陆生花卉,甚至鲜切花卉对化粪池污水有比较好的净化效果,它们对BOD5的去除率可达到92.04%以上,对TP的去除率甚至可达到97.77%以上.而且种植花卉植物的人工湿地出水水质要好于不种植物的对照湿地系统.     

改进型波形潜流人工湿地处理猪场废水

提出了一种改进型波形潜流人工湿地(improved wavy subsurface flow constructed wetland,IW-SFCW)并研究了该湿地系统在5个水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)(2、3、4、6和8 d)下对猪场废水的处理效果。结果表明,该湿地系统对猪场废水中各污染物有较好的去除效果。在水力停留时间为4 d,进水COD、TN、NH4+-N和TP浓度分别为511、120、110和10 mg/L左右时,该湿地系统对COD、TN、NH4+-N和TP的去除率分别为86.0%、54.4%、70.1%和91.6%。此外,该湿地系统对废水中COD、TP的去除效率随水力停留时间的延长逐渐提高,在HRT=8 d时去除效果最好,去除率分别达到92.7%和96.8%;但对TN、NH4+-N的去除率却随水力停留时间的延长出现先上升后下降的趋势,在HRT=4 d时去除率最高,分别为54.4%和70.1%。     

生物接触氧化—复合人工湿地组合工艺对工业园区污水的处理效果研究

根据广州从化市玮思工业园排放的综合污水的特点,设计了生物接触氧化—复合人工湿地组合工艺对其进行处理,考察了该工艺运行一年来对COD、BOD5、TP、NH4+ -N、TN的去除效果.结果表明,该组合工艺对工业园区综合污水中的COD、BOD5、TP、NH4+ -N和TN都有较好的去除效果,出水COD、BOD5、TP、NH4+ -N、TN的平均去除率分别为86.07％、74.91％、60.73％、89.62％、46.01％；该组合工艺对各污染物的去除效果明显优于单一的生物接触氧化池和单一的复合人工湿地的去除效果,生物接触氧化池对COD、BOD5和NH4+ -N的去除贡献较大,但对TP和TN的去除能力有限；采用该组合工艺处理工业园区综合污水,具有运行费用低、处理效果好、操作方便、管理简单、景观效果良好等优点.     

潜流人工湿地-生物接触氧化处理低温低浓度生活污水

在低温低浓度生活污水的实验研究中，回流比和气水比是影响潜流人工湿地一生物接触氧化组合工艺污染物去除效果的重要因素，推荐回流比R=1．0，气水比为4：1，在该工况下，进水COD浓度在170．8～221．3mg／L时，平均去除率可达90％；进水NH3-N浓度在17．3～25．9mg／L，平均去除率45％～65％；进水TN浓度在25．1～38．49mg／L时，平均去除率45％～65％；进水TP浓度在2．2～3．1mg／L时，平均去除率65％～80％。污染物沿程浓度分析结果表明，该组合工艺可以在低温季节通过曝气促进氨氮硝化，大幅提高NH3-N和TN去除率，同时可以充分发挥复合潜流湿地功能。     

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。     

2种人工湿地的水力停留时间及净化效果

以复合垂直流人工湿地(IVCW)和水平潜流人工湿地(HSCW)为研究对象,研究了2种湿地运行的季节性最佳水力停留时间(HRT)参数,并监测了2种湿地在最佳HRT参数下运行时对污水的净化效果。结果显示:(1)在IVCW中,最佳HRT在春、秋季为8～10 h;夏季为6 h;冬季为12 h。在HSCW中,最佳HRT在春、秋季为10～12 h;夏季为6～8h;冬季为24～36 h。(2)2种湿地对COD的去除率均无显著的季节性差异;湿地进水中NH4+-N/TN比值与TN去除率显著负相关;不同季节下IVCW对TN的去除效果均高于HSCW。(3)水温对TN、TP去除率的影响在IVCW中比HSCW中的明显;水温高时,2种湿地中的TN去除率较高,IVCW中的TP去除率也较高,但HSCW中的TP去除率则较低,它们间均未达到显著的相关性。     

人工河岸湿地对面源污染的处理效果研究

针对城市河道污染治理存在的主要问题,并考虑到华南地区河流水量、水质、水温季节性变化大的特点,构筑了人工河岸湿地试验系统,对该系统约13个月连续性运行进行了观测和研究。结果表明,平均水力负荷为15cm/d工况下,试验系统对高锰酸盐指数、SS、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别为50%、60%、50%、35%和45%;系统对高锰酸盐指数、NH3-N和TN的去除效果随季节变化明显,夏季处理效果好于冬季;SS处理效果受季节影响不明显;TP初期处理效果好于末期。该人工河岸湿地既能较好地改善水质,又能改善生态环境、美化城市景观,是一项适合城市河道污染治理的技术。     

耐寒人工湿地植物石龙芮和酸模联用研究

为了提高人工湿地在寒冷季节的运行效率，对2种非夏季植物作为湿地植物处理生活污水的可行性进行了研究。结果表明,在本实验条件下2种植物对N、P元素都具有很好的去除效果，对COD的去除也达到45%～50%。通过单一植物系统和复合植物系统的处理效果比较，发现石龙芮酸模复合植物系统对污水中的P元素和COD的去除率更高。研究表明，石龙芮和酸模作为人工湿地植物具有可行性，与常规植物互补使用能在一定程度上延长人工湿地的运行时间。     

陈垃圾反应床＋芦苇人工湿地处理垃圾渗滤液

研究了陈垃圾反应床与芦苇人工湿地串联对垃圾渗滤液中污染物的去除效果， 并探讨了湿地中芦苇生长和对渗滤液中总氮的吸收能力。结果表明： 在进水负荷为0.1 m³/（m²·d）的条件下，经过3个月的运行，陈垃圾反应床与芦苇人工湿地对陈年渗滤液中COD、氨氮、总氮及总磷的最大去除率分别达到90.3%、95.0%、79.3%和99.8%。通过对人工湿地中芦苇的分析表明，芦苇在6—8月份生长迅速，地上部分生物量与其氮含量增加较快，最大值均出现在8月底，植株总含氮量可以达到28.5 g/m²。此时收割芦苇可从湿地中最大限度除氮。如能增加芦苇种植密度，陈垃圾床与芦苇湿地串联处理渗滤液污染物以及深度去氮是可行的。