人工湿地污水处理系统中的植物氮磷吸收富集能力研究

比较研究了人工湿地污水处理系统中7种植物对氮、磷的吸收能力.研究表明,所选7种湿地植物,稳定生长4个月后,平均总生物量在1 215～3 500 g/m2,植物氮、磷平均质量浓度分别为13.76～23.11、1.44～3.80 mg/g.香蒲具有最高氮积累量达48.18 g/m2,梭鱼草具有最高磷积累量为7.23 g/m2,姜草对氮、磷的积累量最低分别为21.40、1.68 g/m2.植物地上部氮、磷积累量与地下部的氮、磷积累量差异较大,除姜草外,植物地上部、地下部的氮、磷积累量比均大于3,黄花美人蕉地上部、地下部的氮、磷积累量比分别达11.75、12.10.通过植物收割去除氮、磷量约占湿地总去除量的2%～6%.     

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%。     

高盐工业废水人工湿地处理中植物的筛选

通过人工湿地中试实验,考察了芦苇、睡莲、水葱、狭叶香蒲和宽叶香蒲水生植物单元对经生化处理的石油和精细化工工业区的工业废水中盐含量较高、氮磷营养盐含量较低和化学需氧量(COD)含量较高的废水中污染物的去除情况,研究了在植物不同生长阶段系统中COD的去除同盐度之间的关系,探讨了盐度差异对植物生长状况的影响,为确定人工湿地适合的进水盐度,达到有效去除高含盐量工业废水中有机污染物提供依据。结果表明,芦苇、睡莲和狭叶香蒲3种植物单元内高含盐量工业废水中污染物的净化效果较水葱和宽叶香蒲单元的净化效果好:前3种植物单元内COD、生化需氧量(BOD)和总磷(TP)的去除率大约在38%、55%和62%左右,而水葱和宽叶香蒲2种植物单元内COD、BOD和TP的去除率大约在30%、36%和52%左右;系统中各个单元内总氮(TN)去除率都在85%以上。在植物的不同生长阶段,人工湿地系统中氯离子浓度与COD浓度之间的相关性存在差异:植物生长初期,系统中氯离子浓度与系统中COD浓度之间无显著相关性,而在植物生长旺期和末期,两者则成正相关关系。因此,需根据植物的生长阶段调整人工湿地的进水盐度。     

人工湿地处理城市污水启动期运行特性

选取4种植物(鸢尾、香蒲、麦冬和美人蕉)和3种基质(炉渣、沸石和砾石),通过植物和基质的不同组合构建了7组潜流型人工湿地,研究不同植物、相同基质及不同基质、相同植物条件下,湿地处理城市污水的启动期运行特性。结果表明,对COD去除率,砾石>炉渣>沸石,美人蕉>鸢尾>香蒲>麦冬;对TN去除率,沸石>砾石>炉渣,美人蕉>香蒲>麦冬>鸢尾;对NH4+-N去除率,沸石>砾石>炉渣,香蒲>美人蕉>麦冬>鸢尾;对TP去除率,炉渣>砾石>沸石,香蒲>美人蕉>鸢尾>麦冬。植物种植前,炉渣、沸石和砾石不同基质湿地的COD去除率没有明显差异;在TN和NH4+-N的去除上,沸石远优于炉渣和砾石。植物种植后,3种基质的TP去除率在10.75%左右。鸢尾、麦冬和美人蕉3种植物湿地的COD去除率随运行历程呈上升趋势,而香蒲由于生长状况不佳,去除率呈下降趋势。美人蕉湿地TN去除率较其它3种植物湿地高,各植物湿地NH4+-N去除率差异不显著。4种植物湿地TP去除率在9.24%左右。     

几种春季湿地植物对污水中主要污染物去除效果的比较

研究了菖蒲、香蒲、美人蕉和芦苇四种在南京地区春季常见的人工湿地植物对生活污水中主要污染物的处理能力，试验周期为1个月。试验数据表明，在春季，南京地区的菖蒲、香蒲和芦苇长势良好，而美人蕉生长缓慢。与之相对应，菖蒲和香蒲的处理能力较好，其对TN、TP和COD的去除率分别达到了72．46％、90．36％、65．05％和69．82％、91．32％、77．15％；芦苇的处理效果略次于菖蒲和香蒲，其TN、TP和COD的去除率分别为58．84％、74．60％和57．19％，而美人蕉的处理效果较差。通过分析，认为菖蒲和香蒲是春季湿地植物的理想选择，美人蕉不适合作为春季湿地植物使用。     

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%)。     

人工湿地对水产养殖废水典型污染物的去除

考察了5种常见湿地植物黄菖蒲、芦苇、千屈菜、再力花和香蒲对水产养殖废水的净化能力以及生理生长指标,结果表明,黄菖蒲的氮磷吸收能力最强而芦苇较差。构建黄菖蒲、芦苇水平潜流人工湿地研究植物对水产养殖废水典型污染物的净化效果的影响,发现两者对COD、TP、TN和抗生素均有较好去除效果。其中,黄菖蒲湿地对TN的去除效果(HRT=4 d,去除率71%)显著优于芦苇湿地(HRT=4 d,去除率29%),分析其原因在于黄菖蒲湿地因其较强的吸收能力和反硝化作用使其对高NO_3~--N废水有较好的去除效果。研究中还发现,水力停留时间对TN、NO_3~--N、NH_4~+-N和NO_2~--N的去除效果有较大的影响。两种湿地对恩诺沙星的去除效果优于磺胺甲恶唑和氟甲砜霉素,不同人工湿地植物对3种抗生素的去除效果差异不大,水力停留时间对磺胺甲恶唑的去除有显著的影响。     

人工湿地挺水植物脱氮效果研究

为了比较不同季节人工湿地挺水植物的脱氮效果,以菖蒲(Acorus calamus)、香蒲(Typha angustifolia)和芦苇(Phragmites australis)3种挺水植物为材料构建潜流型人工湿地,在春夏、夏秋两季间歇式均匀布水条件下,通过测定污水中pH及溶解氧(DO)、氨氮、硝态氮、总氮浓度,分析不同季节挺水植物的脱氮效果。结果表明:出水DO浓度在春夏季表现为对照(CK)湿地菖蒲湿地香蒲湿地芦苇湿地,在夏秋季表现为CK湿地菖蒲湿地芦苇湿地香蒲湿地;人工湿地出水pH均呈弱碱性,种有挺水植物的人工湿地在春夏季和夏秋季的pH分别为7.33~8.09、6.81~7.59;在春夏季,芦苇湿地的总氮去除率最高;在夏秋季,香蒲湿地的总氮去除率最高。     

植物床人工湿地处理养殖废水研究

为研究风车草和美人蕉植物床人工湿地处理养殖废水效果，建立了4级波式流人工湿地。结果表明,SS、COD、NH+4-N、TN和TP的去除率分别达到了76％、77％、78％、77％和72％，美人蕉生物量和氮磷含量都要高于风车草，植物组织中氮磷分布为叶＞根＞茎。重金属在植物中的含量为Zn＞Pb＞Cu＞Ni＞Cr，其中Zn、Pb...     

Fenton氧化联合人工湿地处理污泥中的重金属

针对单独应用Fenton氧化技术处理污泥的不足以及人工湿地在处理污水污泥方面的优势,以污水处理厂污泥浓缩池中含重金属污泥为对象,研究其依次经过Fenton氧化和人工湿地处理后重金属的去除效果及形态变化,以及污泥pH、TN和TP的变化情况。结果表明,Fenton氧化提高了污泥重金属的生物有效性,并促进了人工湿地对重金属的去除。Fenton氧化污泥经人工湿地处理后,Cu、Zn、Ni和Mn的去除率分别为67.2%、79.7%、37.0%和17.0%,与对照相比重金属的平均去除率提高了27.5%。经人工湿地处理后Fenton氧化污泥和原污泥重金属的生物有效性均降低。Fenton氧化污泥pH为4.4~4.6,经人工湿地处理后为6.2~7.1。人工湿地对Fenton氧化污泥和原污泥中TN的影响较小,而对TP表现出较高的去除率,2系统TP的去除率分别为51.1%和45.5%。     

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.     

农村混合污水人工湿地处理模式与效果分析

针对生活污水和农田灌溉污水污染特点,以株洲攸县某人工湿地为例,采用"表流-潜流"串联组合人工湿地模式对混合污水进行处理,并对该系统的水质及植物生长特性进行分析。结果表明:该系统出水中COD、TN、TP、氨氮分别为39.10、1.52、0.25、0.61mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准;表流单元的香菇草(Hydrocotyle vulgar-is)和狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)生物量远高于潜流单元的挺水植物,但其最大根长却远小于潜流单元的植物,挺水植物再力花株高明显高于其他植物。     

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。     

曝气对潜流人工湿地中木本植物的影响

为了增加人工湿地植物的多样性,本文将花叶冬青(Ilex aquifolium)、月季(Rosa chinensis)和八角金盘(Fatsia japonica)3种木本植物引入潜流人工湿地,比较曝气前后系统对污水处理效果,植物的生物量与对TN、TP负荷减少的贡献率,根系形态与内部结构、根际微生物与基质酶活性的比较研究。结果表明,木本植物潜流人工湿地系统曝气后可以提高COD、NH+4-N、TN、TP的去除率,分别为6.99%、4.91%、10.25%、8.09%。湿地曝气有利于3种木本植物的生长,在曝气后比曝气前生物量增加了381.75、606.25和896.88 g/m2。曝气会促使木本植物长出大量须根,且曝气后的根系具有大量由薄壁细胞组成的通气组织的水生根特征。同时,曝气后增加了硝化菌数量,各处理单元中硝化菌增量分别为A:0.28 MPN×104/g,B:4.23 MPN×104/g,C:7.7 MPN×104/g。另外,曝气后植物根际基质中磷酸酶和尿酶的含量增加量大约在50%以上,这与系统中N和P的去除率提高的规律一致。     

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。     

彩云湖湿地公园7种湿地植物吸氮纳磷能力在不同季节的比较研究

通过对7种湿地植物种植单元的进出口水质指标(TN、TP)、单位面积植物生物量、不同部位氮磷浓度及贮存量进行了测定,分析比较了各湿地植物在不同季节的吸氮纳磷能力。实验结果表明:7种植物种植单元氮平均去除率范围在44.00%~70.29%,磷的去除率范围在49.98%~70.85%;植物株高和生物量增长在不同季节存在明显差异,春夏季节植物株高和地上部分生物量增长速率最快;7种湿地植物相同部位的氮磷浓度存在差异,且同种植物的地上地下部分氮磷浓度也存在差异性。运用Two-way ANOVA分析表明,植物体内氮磷浓度受季节影响差异大于植物种间的差异;单位面积的地上部分氮磷贮存量显著高于地下部分,且不同植物间的氮磷贮存量也有显著差异。因此,根据植物的不同季节的氮磷贮存量可以明确适当的收割时期,并选择搭配不同组合模式,保证植物吸收在整个季节对人工湿地的较高贡献。     

四川望佳人工湿地系统生活污水净化效果

取样监测分析了望佳人工湿地系统各组成单元对COD、TN、NH3-N、TP和SS的去除效果。在水力负荷为0.18 m3/m·d、温度为8~19℃、p H为6~8的条件下,分析结果表明,各单元COD、TN、NH3-N、TP和SS的系统去除率满足:人工快渗池>厌氧调节池>1号表流湿地>潜流湿地>氧化塘>2号表流湿地>1号水平潜流湿地>2号水平潜流湿地,其中人工快渗池单元的系统去除率平均值分别为21.21%、22.74%、22.49%、25.58%和30.85%。监测期间COD、TN、NH3-N、TP和SS的总去除率平均值分别为89.41%、90.27%、89.89%、89.89%和92.28%,系统出水达《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级标准的B标准。监测表明,该湿地设计偏于保守,还可以优化设计单元以减少建设和运行成本。     

香蒲修复城市污染缓流水体研究

在众多的水污染修复技术中,植物修复是一种非常有潜力的“绿色”处理技术.选择适合当地生境且具有良好净化效果的植物是开展植物修复的基础,选择当地常见挺水植物——香蒲用以研究对污染缓流水体的修复效果.结果表明,河南省利用香蒲修复污染缓流水体时,要避免移栽过程中温度过低、日照时数少导致植物萎缩和死亡,注意温度和日照时数等气象参数对植物生长的影响.香蒲对高锰酸盐指数和TP的去除率较高,而对TN的去除率较低.香蒲植株个体大小会对TN的去除产生差异,但对高锰酸盐指数和TP影响较小.建议河南省可用香蒲净化有机耗氧型污染水体或者由磷引起的富营养化水体.     

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。     

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.