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.     

自然复氧人工湿地处理农村污水动力学研究

潜流人工湿地不易自然复氧是造成其出水水质恶化的主要原因。为了在处理过程中补充氧气且减少动力消耗,文章采用自然跌水方式进行无动力增氧来处理农村生活污水,并通过设置的简便湿地原位观测点实现对湿地内部沿程水样的采集和监测。通过湿地原位观测显示湿地床内化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)呈现较显著的沿程下降趋势,自然复氧增加了湿地床内的溶解氧(DO)含量,COD、TP、TN、NH3-N的去除率分别提高了8.4%、4.1%、11.7%、13.9%。同时对湿地床内污染物质降解进行一级动力学分析,结果显示:跌水复氧增加了整个湿地系统特别是湿地床前端对COD、TP、TN、NH3-N降解速率,但因为高氮磷废水碳源的不足,二级湿地对氮类的去除受到了一定程度的限制,同时随着气温的逐渐降低,体积去除速率常数kv也呈现下降的趋势,对一级动力学进行Arrhenius方程修正,COD、TP、TN和NH3-N在一级湿地池呈现出比二级湿地池较大的kv20值,θ值为1.03~1.05,符合相关研究的结论。     

三种类型人工湿地在非点源污染中的治理效果

采用垂直流、水平潜流和复合型人工湿地系统,对珠海市斗门镇上洲村农村生活污水进行处理并进行污染物削减效果对比。研究发现:3种湿地对COD和NH+4-N的去除率分别达66%~77%和96%~97%,去除效果较好且不存在显著差异。复合型和水平潜流湿地对TN(92%)和TP(66%~75%)去除效果相当,但显著大于垂直流(50%)。不同湿地对污染物去除率呈现秋季夏季的趋势,但季节间差异不显著。除了TP和垂直流湿地的TN,不同湿地出水浓度均达到地表水质III~II类标准。总体上,复合型和水平潜流湿地较垂直流具有较好的污染物去除能力,适合在农村水环境治理中推广应用。     

河源城南污水处理厂尾水深度处理效果的研究

河源市城南污水处理厂利用垂直流人工湿地对该厂A2-O工艺处理的尾水进行深度处理,研究了人工湿地对尾水中TN、NH4+-N、TP、COD、BOD5的去除效果。结果表明:人工湿地对污水处理厂尾水具有较好的深度处理效果,垂直流人工湿地处理系统对尾水中TN、NH4+-N、TP、COD和BOD5平均去除率分别达到97.4%、97.8%、95.06%、91.87%和95.87%以上,其出水水质基本达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,地表水Ⅲ类标准。     

生态组合系统处理农村生活污水的研究

采用由生物浮床、生物接触氧化以及河道生态系统构成的生态组合系统处理农村生活污水,考察了其对农村生活污水的净化效果以及季节和污水停留时间(HRT)对污染物的去除效果的影响。结果表明,该组合系统对污染物具有良好的去除效果,COD,NH4+-N,TN,TP的平均去除率分别为57.68%,51.13%,52.38%和49.02%。污染物的去除率随HRT的增加而提高,4 d后变化趋于平缓,在HRT为6 d时,NH4+-N,TN,TP和COD的去除率分别达到80.36%,72.85%,60.74%和71.97%。与秋季相比,夏季时该组合系统对NH4+-N,TN,TP的去除率相对较高,但季节变化对COD去除效果的影响不大。     

以建筑废砖为填料的人工湿地对农村生活污水的净化效果

采用建筑废砖为填料构建垂直流人工湿地,以常规碎石床湿地为对照,研究了建筑废砖人工湿地对农村生活污水的净化效果。结果表明:生活污水经废砖湿地系统处理后,出水比较稳定。废砖湿地系统对TP、TN和NH+4-N的去除效果显著高于常规碎石床湿地系统,其去除率分别可达到91%、66%和78%。废砖湿地系统与常规碎石床湿地对COD的去除率均较高,去除率可达90%左右。废砖湿地系统出水水质可满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物的排放标准》一级B及以上限值。     

美人蕉人工湿地对城市生活污水的净化研究

研究了在土壤、黄沙、粉煤灰3种基质不同组合中的美人蕉人工湿地对城市生活污水的净化效率,并探讨了流量对城市生活污水中各污染物去除效率的影响。研究结果表明:流量对美人蕉系统处理污水效果的影响较大,实验中3L/d流量处理效果较好,对污水的综合净化效率较高;基质装填顺序对TP、TN的去除率有一定影响,而对NH3-N的去除影响不大。美人蕉系统对生活污水中COD、NH3-N、TN、TP和浊度去除效果都较好,对NH3-N的去除率高达99%,美人蕉人工湿地对城市生活污水的净化能力强。     

生物滤池-人工湿地-稳定塘组合生态系统处理南方农村分散式污水

以南方农村分散式生活和养殖混合污水为处理对象,构建由生物滤池-人工湿地-稳定塘组合生态处理系统。运行结果表明:该处理系统对NH~+_4-N、TN、TP和COD年平均去除率分别为93.8%、93.4%、90.2%和86.0%,单位面积去除负荷依次为5.12,8.31,0.45,15.92 g/(m~2·d)。其中,氮、磷的去除主要在生物滤池和人工湿地中得到去除,而COD主要由生物滤池去除。组合生态处理系统可有效处理农村分散式混合污水,出水水质稳定,可达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准,具有良好的应用前景。     

曝气生物滤池-模块化人工湿地组合工艺处理农村生活污水

针对农村生活污水排放分散、流量小的特点,探讨了曝气生物滤池-模块化人工湿地组合工艺处理农村生活污水的可行性。实验结果表明,组合工艺对COD、NH3-N、TN、TP的平均去除率分别为90.05%、95.29%、67.65%、91.42%,出水水质较稳定,可达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标。组合工艺中沉淀池、厌氧池为前处理,曝气生物滤池为核心处理工艺,模块化人工湿地为深度处理单元。该组合工艺运行成本低、可全天候自动运行,适用于农村分散式生活污水的处理。     

人工湿地在工业园区污水厂尾水处理中的工程应用

针对工业园区污水处理厂出水中有机污染物、氮、磷等超标问题,采用"水平潜流+表面流"复合人工湿地工艺,对污水处理厂尾水进行深度净化。运行结果表明:湿地系统净化效果良好,运行稳定,对SS、COD、BOD5、TN、NO-3-N、NH3-N和TP平均去除率分别为58.3%、35.7%、47.4%、52.8%、65.4%、52.6%和53.6%,出水水质指标(除SS外)达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。该工程具有显著的生态效益和社会效益。     

潜流人工湿地基质结构与微生物群落特征的相关性

为查明造成不同基质结构人工湿地净化性能差异的微生物因素,利用高通量测序技术,研究水平潜流人工湿地基质结构与微生物群落结构的相关性.结果表明,3个对比人工湿地系统中,从床体表层到底层渗透系数逐渐升高的六层结构人工湿地(CW6)净化性能最高,其出水中COD、TN、NO-3-N及NH_4~+-N平均浓度分别为39、11、0.35及4 mg·L~(-1),其后为三层结构人工湿地(CW3),而单层结构人工湿地(CW1)的净化效果最差,平均出水浓度分别为95、21、0.60及12 mg·L~(-1).高通量测序结果显示,多层结构人工湿地中微生物OTUs略低于单层结构湿地,但其优势菌门变形菌门(Proteobacteria)和其属水平上的硝化与反硝化细菌的相对丰度却显著高于单层湿地.PCA和丰度热图分析结果显示,CW3和CW6床体中变形菌门(Proteobacteria)属水平上的微生物存在显著的空间分布差异,从而有利于污染物的分区降解,而CW1各样点间的微生物群落结构无显著性差异.     

A~2O-人工湿地组合工艺对污水中油类物质的去除研究

以河源市城南生活污水处理厂为平台,研究了A2O-人工湿地组合工艺对污水中油类物质的去除效果。结果表明:经过A2O-人工湿地组合工艺处理后,污水中油类物质的去除可达96.5%以上,出水水质基本达GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的二类污染物一级排放标准;同时探讨了该组合工艺对城市含油污水的净化机制以及系统运行的限制性因素,系统内部油类物质被降解和去除的过程,确立可推广应用的A2O-人工湿地组合工艺对含油废水的深度处理系统。     

Performance of a subsurface-flow constructed wetland in southern China

IntroductionTheconstructedwetlandshavebecomeaglobaltechnologyforwaterpollutioncontrolbothindevelopedanddevelopingcountries(Seidal,196 6 ,1976 ;Kickuth ,1977;Cooper,1995 ;IWA ,2 0 0 0 ) .Recentinventoriesindicatedthattherearemorethan 6 0 0 0andmorethan 10 …     

人工湿地-微生物燃料电池耦合系统的研究进展及展望

人工湿地（CW）与微生物燃料电池（MFC）的耦合系统是一种新型的生物电化学系统。该系统可以在生物产电的同时进行废水处理。结合近年来对人工湿地-微生物燃料电池耦合系统（CW-MFC）的系统产电和污染物降解性能的研究,综述了CW-MFC系统的最新研究进展,主要从系统结构（湿地植物、微生物、电极材料、基质材料）和影响系统运行因素（水力停留时间、溶解氧、有机负荷及废水成分、氧化还原电位）2个方面概述。最后总结了CW-MFC面临的挑战及今后的发展方向,并展望了该系统的研究潜力。     

人工湿地除氮机理模型的研究进展

人工湿地污水处理系统在传统除氮、控制水环境非点源污染和水体富营养化治理方面,具有广阔的应用前景。但人工湿地除氮过程复杂,其除氮机制尚处于定性研究阶段。为定量描述人工湿地除氮机制,数学模型是一种有效的方法。本文主要总结介绍了人工湿地的除氮机制及其模型研究进展,旨在为今后的湿地应用提供有益的参考。     

人工湿地污水处理技术及其在我国的应用

人工湿地作为近20年来发展起来的一种廉价的替代传统污水处理技术的方案,越来越受到世界各国的普遍重视。与传统的污水处理法相比,人工湿地具有基建和运行费用低,操作与维护简单等优点。介绍了人工湿地污水处理技术的机理和优缺点,以及人工湿地在我国的研究和应用,并对其未来的发展趋势和可能改进的方向做了分析。     

Subwet模型在人工湿地设计中的应用

针对人工湿地的设计问题,介绍了水平潜流人工湿地的运行机制和设计准则,提出了利用人工湿地数字模型Subwet辅助设计的方法.利用Subwet模型对水平潜流人工湿地的设计进行了模拟,根据模拟结果对影响人工湿地处理效率的因素进行了分析和探讨,并据此对人工湿地的设计优化提出了指导意见.该Subwet模型的应用实例表明人工湿地模型可以应用于设计中,并可为人工湿地设计提供一定的理论指导.     

生物炭添加对曝气人工湿地脱氮及氧化亚氮释放的影响

尽管增加曝气会提升潜流人工湿地中溶解氧(DO)浓度,改善污染物去除效果,但由于湿地中氧扩散条件差,易引起DO分布不均,导致氧化亚氮(N_2O)的排放.生物炭由于孔隙率大、比表面积大,近年来逐渐被应用于传统湿地系统,实现强化脱氮和温室气体减排.为了探讨生物炭对曝气潜流湿地的影响,本实验在温室内构建曝气生物炭潜流湿地(SW),以常规曝气潜流湿地(CW)作为参照,探究生物炭投加对湿地系统脱氮性能及N_2O排放的影响.结果表明,SW系统曝气段平均DO浓度为2.66 mg·L~(-1),较CW提高了0.42 mg·L~(-1).SW系统平均出水NH_4~+-N和总氮(TN)浓度为0.17 mg·L~(-1)和1.98 mg·L~(-1),去除率分别达到99.5%和95.0%,较CW提高了5.1%和6.9%.生物炭的投加对湿地系统有机物污染去除效果无显著影响(P0.05),出水化学需氧量(COD)稳定在25 mg·L~(-1),去除率达到94.0%.SW系统中N_2O的平均释放速率为0.27 mg·(m~2·h)~(-1),较CW系统降低了70.7%.因此,生物炭投加可作为一种有效的控制手段来强化曝气湿地系统脱氮,实现N_2O气体减排.     

垂直潜流人工湿地中有机物去除动态规律研究

在分析垂直潜流人工湿地不同高度有机物去除率及其形态变化的基础上,推求出各形态有机物在垂向沿程的平均去除速率,建立了进水浓度和进水水力负荷规律曲线.结果表明.在本实验条件下.垂直潜流人工湿地中有机物的去除主要集中在布水管至布水管下10 cm的基质层内,进水水力负荷越小,该基质层内有机物的去除率也越高;在以粗砂作为垂直潜流人工湿地的基质、进水水力负荷≤0.5 m3/(m2·d)的条件下,垂直潜流人工湿地对有机物去除的有效高度为60 cm;布水管下10 cm基质层不同类型有机物的平均降解速率都处于最大,随着垂向沿程深度的增加.各类型有机物的平均降解速率都呈较大幅度递减趋势;以砂子为基质的垂直潜流人工湿地进水浓度和进水水力负荷规律曲线可表示为(Cin-Cou)×q=1107.02-2.96 Cin× q.     

人工湿地处理含盐生活污水的特性研究

将人工湿地应用于含盐生活污水处理,在0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%等不同进水NaCl盐度水平下,研究了进水盐度对人工湿地运行效果及基质微生物数量和酶活性的影响,结果表明,当进水盐度在1.5%及以下时,人工湿地运行受盐度的影响较小,对COD的去除率保持在68.3%以上,对NH4+-N的去除率保持在66.1%以上.当进水盐度达到2.0%,人工湿地基质中细菌、真菌、放线菌和硝化细菌的数量明显减少,基质脲酶、纤维素酶活性也相应下降,导致人工湿地对污染物的去除率也随之下降,其中COD去除率降低至52.9%,NH4+-N去除率降低至50.3%.实验进一步研究了在1.5%进水盐度下人工湿地的水力条件对净化效果的影响.结果表明,相对于有机物,氮的去除受HRT的影响更大,当人工湿地的HRT由3～5 d降低至2 d时,NH4+-N的去除率从65.1%～78.2%降至47.1%.