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。     

表流-水平流复合人工湿地对高污染河水的净化

为了研究表流-水平流复合人工湿地对高污染河水的净化效果及植物对复合湿地中二级潜流湿地的影响作用,实验构建了表流+芦苇水平潜流和表流+无植物水平潜流复合人工湿地。在相同的水力负荷下连续运行一年的结果表明,复合人工湿地对高污染河水中TN、NH3-N、TP、COD、BOD5和SS的去除率分别为57.3%~63.1%、65.7%~68.1%、69.4%~82.7%、85.3%~86.3%、96.7%~96.9%和97.9%~98.2%,种有植物的二级潜流湿地具有更好的脱氮和除磷效果;表流湿地作为复合湿地的第一级能够有效去除大部分的有机污染物和悬浮物,进而避免二级潜流湿地的堵塞,并利于二级潜流湿地的脱氮除磷的进行;复合湿地对有机物和悬浮物的去除不受季节性波动的影响,但是其脱氮效果受季节波动的影响较大。     

不同浓度NaCl胁迫下鸢尾生理特性变化及污水净化效果比较

以鸢尾(Iris tectorum)为试验植物,构建垂直流人工湿地,分析不同浓度NaCl胁迫下鸢尾生理特性变化及人工湿地对污水中COD、TN和TP的净化效果。结果表明,在NaCl质量分数为1.0%污水胁迫下,胁迫第6周时鸢尾叶片的丙二醛(MDA)相比对照组(CK)增加了23.24%;在NaCl质量分数为0.5%污水胁迫下,胁迫第6周时鸢尾叶片脯氨酸(Pro)相比CK增加了79.51%;超氧化物歧化酶(SOD)活性在胁迫第3周达到最大值;在NaCl质量分数为1.0%污水胁迫下,鸢尾叶片的叶绿素大幅度降低,胁迫第6周时相比CK降低58.69%。相对于CK,两种人工湿地处理NaCl质量分数为1.0%污水时,无植物人工湿地对COD、TN和TP的去除率分别下降了13.94百分点、11.48百分点、19.11百分点,鸢尾人工湿地对COD、TN和TP的去除率分别下降了12.76百分点、12.88百分点、19.48百分点。鸢尾在盐胁迫下细胞膜和酶保护系统发生损伤,自身的渗透调节和光合作用能力下降;鸢尾在人工湿地污水处理系统中发挥重要作用,污水盐度越低人工湿地处理效果越好。     

低温季大型表流湿地对微污染水体脱氮效果及优化运行

低温季表流湿地脱氮效果下降是业内公认的难题,长期以来备受人们的关注,但针对大型表流湿地处理微污染水体的相应研究开展较少。综述了表流湿地脱氮机理及低温季限制因素,同时以盐龙湖工程的表流湿地单元为实例,分析了其在低温季对微污染水体中各形态氮素的净化效果,从优化湿地运行角度出发开展研究。结果表明,在低温季表流湿地进水的TN平均值为1.16~3.35 mg/L条件下,TN、NH3-N、硝态氮、Org-N的平均去除率为13%、35%、15%、-14%;显著影响表流湿地出水TN浓度的因素为湿地运行面积、进水负荷、温度以及进水浓度(p0.05),影响程度为TN进水浓度(正相关)湿地运行面积(负相关)进水负荷(负相关)温度(负相关)。显著影响表流湿地NH3-N出水浓度的因素为温度与进水浓度(p0.05),影响程度为进水浓度(正相关)温度(负相关);当HRT从0.5 d延长到0.5~1 d时,TN、NH3-N的平均去除率分别由6%、26%提升到17%与41%。     

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。     

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。     

菖蒲人工湿地对城市生活污水的净化研究

分别研究了土壤、粉煤灰和土壤及粉煤灰3种基质构建的菖蒲模拟人工湿地系统对城市生活污水的净化效果,并探讨了进水流量对城市生活污水净化效果的影响。结果表明,用粉煤灰基质构建的菖蒲模拟人工湿地系统的TP、TN、NH4+-N、浊度净化效果最佳,去除率最高,分别可达99.7%、85.8%、99.5%、99.3%;用粉煤灰和土壤基质构建的菖蒲模拟人工湿地系统的COD净化效果最佳,去除率最高,可达83.2%。因此,菖蒲人工湿地系统对城市生活污水的净化能力强,尤其适合广大中小城市生活污水的处理,具有极其广阔的应用与推广前景。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

农户庭院型人工湿地对农村生活污水的净化效果

为了探讨人工湿地在农村生活污水处理应用中的可行性,通过在广东省珠海市上洲村建立农户型水平潜流和垂直流人工湿地系统各一套,比较2种人工湿地对农村生活污水净化效果的差异。在运行稳定阶段,2套系统处理出水中COD、BOD5、TP、NH4+-N和TN的平均浓度均达到了城镇污水处理厂排放标准(GB18918-2002)一级A标准。2套系统对农村生活污水的各污染物都具有很好的去除效果。其中,垂直流湿地对COD、BOD5、TP、TN和NH4+-N平均去除率分别为96.10%、96.01%、85.32%、91.18%和82.44%;水平潜流湿地则分别为93.29%、94.41%、86.52%、85.95%和77.46%。统计分析结果表明,垂直流湿地对NH4+-N的去除率高于水平潜流湿地,且其差异达到显著水平;水平潜流湿地对TP的去除率高于垂直流湿地,但其差异未达到显著水平。     

水生植物配植对景观水体藻类水华的抑制

针对湖岸和湖底进行了硬化处理的景观水,采用盆栽的方法进行沉水植物种植,并与种植池内的挺水植物配植来抑制藻类水华的暴发。野外实验选择在玉渊潭公园的北门和新建小湖进行,种植的沉水植物有穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、大茨藻(Najas marina)和小茨藻(Najas minor),挺水植物有菖蒲(Acorus calamus)、水葱(Scirpus validus)、千屈菜(Lythrum salicaria)、再力花(Thalia dealbata)和荷花(Lotus)。结果表明,在2016年采取水生植物生态修复后,北门、新建小湖的叶绿素a浓度总体低于未进行水生植物修复的东西湖,尤其是在8月,东西湖叶绿素a高达131.8μg/L时,北门和新建小湖的叶绿素a分别为45.4、28.6μg/L。与东西湖相比,只种植挺水植物的引水湖的叶绿素a有时会低于东西湖,但抑藻效果不稳定。4个湖水的COD、TN和TP处于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅳ至Ⅴ类,修复后改善不明显,但水体透明度显著提高。湖水的三维荧光测定结果显示,只有种植沉水植物的湖水在激发波长(Ex)/发射波长(Em)=255nm/410nm附近出现荧光峰,显示沉水植物在藻华抑制中发挥了主要作用。     

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%。     

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。     

氮浓度对小环藻、大型溞和金鱼藻相互作用的影响研究

以浮游植物小环藻(Cyclotella sp.)、浮游动物大型溞(Daphnia magna)和大型沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为研究对象,建立水生微宇宙模型,在1.5mg/L磷、2 600lx光强和25℃条件下,研究不同氮质量浓度(0.5、2.0、4.0、8.0、16.0mg/L)对生物操纵效果的影响。结果表明,小环藻单独培养时,氮浓度越高,小环藻增长率越大;小环藻和大型溞共培养、小环藻和金鱼藻共培养且氮为0.5～2.0mg/L时,小环藻生长受到明显抑制,大型溞和金鱼藻均生长良好;3者共培养且氮为0.5～16.0mg/L时,小环藻的生长均得到有效控制。总体而言,控藻效果表现为:小环藻、大型溞和金鱼藻共培养小环藻和金鱼藻共培养金鱼藻种植水对小环藻的化感作用小环藻和大型溞共培养,大型溞和金鱼藻的联合作用比其单独的控藻效果好,随着氮浓度增加,控制效果逐渐减弱,氮小于2.0mg/L最好。氮为0.5～2.0mg/L时,水中TN去除率相对较高,氮为16.0mg/L时,水中TP去除率相对较高。     

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。     

基于污水厂尾水的人工湿地系统中水体氮的水流方向分布特征及污染评价

天津临港人工湿地是以污水厂尾水为水源的组合人工湿地,为探究其水体形态氮的分布特征和污染状况,以该湿地系统为研究对象,采集并分析了湿地水样,基于GIS克里格插值法,对湿地水体形态氮和典型理化性质的分布和污染特征进行了研究,结合单因子污染指数法评价了水体污染程度。结果表明:湿地水体TN浓度为0.657～5.576 mg·L~(-1),其中NO_3~--N(0.095～3.920 mg·L~(-1))浓度相对较高,占TN的49.2%;沿水流方向,TN、NO_3~--N和NO_2~--N的分布趋势基本一致,从入水口至景观湖呈逐渐降低趋势;NH_4~+-N的分布相对复杂,在潜流和表流湿地下游与景观湖交汇处浓度最高,表流湿地浓度最低;pH和EC分别对NH_4~+-N和NO_3~--N的分布特征具有较大的影响作用。根据单因子污染指数法,湿地水体TN超标(P_i1),调节塘TN污染最为严重,调节塘可作为TN优控区。以上结果有助于深入认识以污水厂尾水为水源的组合人工湿地中氮污染物的赋存形态及分布特征。     

污泥提取液与普通小球藻相互影响的特性

本研究将普通小球藻低成本培养与污泥提取液处理相结合,探讨使用污泥提取液与BG11混合培养普通小球藻,以实现养藻成本的降低与污泥资源化利用的目的。通过测定小球藻细胞密度、叶绿素a、中性油脂等生长特性以及污泥提取液中总氮(TN)、总磷(TP)、总有机碳(TOC)和毒性等降解指标的变化,来验证污泥提取液与普通小球藻生长的相互影响。结果表明,污泥提取液占总培养基(提取液与BG11)体积的20%(v/v)时,普通小球藻细胞密度最大,细胞中中性油脂积累较好,但不利于藻细胞叶绿素a的合成;普通小球藻对污泥提取液中的TN、TP、总有机碳(TOC)、毒性等都有显著的去除效能,在污泥提取液含量为20%、培养240 h时,TN、TP、毒性的去除率分别为89.91%、92.31%和63.08%。     

人工湿地组合工艺对太湖三山岛农村生活污水的脱氮效果

针对太湖三山岛农村生活污水分布面广而分散和水质水量不稳定,以及三级处理费用高等问题,提出了人工湿地组合工艺。以设计规模为1 000 m3/d、处理生活污水的工艺系统为对象,探讨了氮元素在系统中的去除效果、途径及其一级去除速率常数。结果表明,该工艺对NH+4-N去除效果较好,出水NH+4-N平均达到地表水Ⅲ类,TN平均接近地表水Ⅴ类;潜流人工湿地、好氧生态塘C、兼性生态塘A和表流人工湿地D对氮的去除量分别占组合工艺去除总量的52.05%、18.65%、16.65%和12.65%;组合工艺对NH+4-N和TN的平均一级去除速率常数分比别为(14.47±2.01)和(25.91±4.99)m/a。