不同运行方式对人工湿地强化除磷的影响研究

采用改变湿地构型、不同进水方式和曝气运行3种方法,开展不同运行方式对人工湿地的强化除磷效果研究。结果表明:垂直流湿地TP的去除率比水平流湿地平均高10%左右,串联方式对改善人工湿地系统除磷效果不明显,而当水平流湿地多点进水的配水比为2∶1∶1时,湿地对TP的去除率可上升5%～10%。湿地间歇运行当停置时间为2d时,TP去除率可提高6%左右;人工湿地曝气运行当气水比为6时,总磷去除率可达到最大。湿地间歇进水、曝气运行方式都可一定程度地提高湿地除磷效率,但要综合考虑对其他主要污染物的去除效果及系统运行费用影响。     

3种类型人工湿地处理富营养化水体中试比较研究

针对五里湖富营养化水体,在同等条件下开展了3种类型人工湿地处理效果的比较研究,试验采用现场中试规模,水力负荷为0.8 m³/(m²·d).结果表明,垂直流、潜流和表面流3种人工湿地对氨氮的平均去除率分别为33.2%、27.4%和14.1%;对总氮的平均去除率分别为52.3%、50.1%和19.2%;对总磷的平均去除率分别为58.8%、57.9%和26.3%;对锰酸盐指数的平均去除率分别为37.2%、38.3%和14.8%;对叶绿素a的平均去除率分别为86.9%、96.1%和55.3%.可见,垂直流人工湿地对氨氮、总氮和总磷的去除效果最好,潜流人工湿地对高锰酸盐指数和叶绿素a的去除效果最好,但垂直流和潜流人工湿地之间的差异较小,表面流人工湿地对各污染物的去除效果均远低于前两者.从出水水质稳定性来看,垂直流人工湿地出水水质最稳定,潜流次之,表面流最差.     

水源水生物处理工艺中两种曝气方式的初步比较

比较了穿孔曝气和微孔曝气两种方式的微污染水源水生物接触氧化处理工艺的运行效果。研究表明,微孔曝气方式氧利用率高的特性使其比穿孔曝气方式对水源水中氨氮的去除更为有效。两种曝气方式氨氮去除率均随气水比的增大而升高,气水比大于1.00后,两种曝气方式氨氮去除率趋于一致。由于微孔曝气器易出现堵塞等运行管理问题,大型工程中不宜采用微孔曝气方式。     

Pseudomonas flava WD-3在人工湿地污水净化中的应用研究

为了研究Pseudomonas flava WD-3在复合垂直流人工湿地中对污水的处理效果,将其按照不同梯度接种量(菌悬液浓度为4.575×108个·mL-1)投加到复合垂直流人工湿地中,研究其对污水中氨氮、CODCr、NO-2-N、NO-3-N、总磷的去除效果,确定该菌株的最佳投加量,建立降解动力学模型.结果表明,该菌株对污水中的有机污染物以及氮磷等营养物具有明显的去除效果.菌株的最佳投加量为6.0%,且对污水中NH+4-N、COD、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、TP的去除效果分别为未投加该菌的1.49、1.48、1.45、1.41、1.83倍,且去除性能稳定.低温菌Pseudomonas flava WD-3对污水中各污染物的降解过程符合一级反应动力学模型.     

复合垂直流人工湿地植物与填料优化组合研究

为探究植物和填料不同组合对复合垂直流人工湿地污染物去除效果的影响,采用复合垂直流人工湿地系统净化二级生活污水,且考察了冬夏两季湿地系统中总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH+4-N)、溶解氧(DO)以及pH的沿程变化。结果表明:湿地系统中污染物浓度沿程逐渐降低,当污水流经湿地系统时,大部分污染物得到去除,出水水质理想。通过填料与植物的不同优化组合,对比A、B两组湿地各级处理效果,得出最佳湿地三级优化组合模式为:第1级为风车草+钢渣,第2级为美人蕉+钢渣+石灰石,第3级为菖蒲+石灰石。     

人工湿地构型对水产养殖废水含氮污染物和抗生素去除影响

利用水平潜流人工湿地和下行-上行复合垂直流人工湿地净化水产养殖废水,研究水流方式、水力停留时间对水产养殖废水中含氮污染物、抗生素等典型污染物净化效果的影响.结果表明,复合垂直流人工湿地对含氮污染物具有较好的去除效果,对TN、NH_4~+-N的去除率在水力停留时间为3 d时可分别达到58%、80%.采用BIOLOG微平板技术和高通量测序对两个人工湿地入流端基质微生物群落的分析发现,复合垂直流人工湿地因其内部结构有利于水流流向及溶解氧条件使得微生物活性和多样性均较高,Nitrospira属分布较多是氨氮去除效果较好的主要原因.水力停留时间对NO_3~--N、NO_2~--N的去除有较大影响,维持在3~4 d对各类含氮污染物可获得较好的去除效果.采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱法对抗生素去除效果进行研究发现,人工湿地构型对抗生素的去除效果差异不大,两种人工湿地对恩诺沙星的去除效果优于磺胺甲唑和氟甲砜霉素,当水力停留时间从1 d延长至3 d可提高磺胺甲唑的去除率至50%以上.     

复合垂直流人工湿地污染物去除特征及微生物群落多样性分析

采用复合垂直流人工湿地系统对生活污水进行处理,研究该系统对污水中主要污染物的去除效果,并用PCRTGGE技术分析了湿地系统中微生物群落结构组成的多样性。结果表明:污染物浓度沿水流方向呈下降趋势,氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和生化需氧量(COD)平均去除率分别为59.5%、67.5%、75.6%、62.3%。溶解氧(DO)沿程逐渐降低,但在末端略有上升,pH基本维持在7.72~8.04,处于略偏碱性状态,污染物的去除效果良好;由于湿地系统中环境条件和营养水平的变化,在湿地系统的不同位置微生物种群存在共同种属和各自的特异种属,且微生物多样性指数从A1池至A3池沿程逐渐降低,群落结构间的相似性逐渐增大;系统中污染物去除与微生物多样性呈正相关关系。     

复合垂直流人工湿地的脱氮机理及影响因素分析

采用沸石和砾石作为填料,研究复合垂直流人工湿地处理农村生活污水的脱氮机理。试验结果表明:复合垂直流人工湿地对污水中氮的去除主要发生在下行流填料柱中,其去除机理主要是微生物对溶解态氮的硝化和反硝化作用;悬浮态氮沉积在填料孔隙中,会出现"氮释放"现象;水温、气水比、碳氮比、氮源形式等因素对湿地系统的脱氮效率有显著影响。     

基于一级动力学模型的潜流湿地污染物去除研究

通过对北京市野生动物救护中心水平潜流人工湿地运行特征参数及进出水水质情况进行定期连续监测,研究了污染物去除的面积速率常数及背景浓度与进水污染负荷之间的相关关系,并依据出水浓度,通过Arrhenius方程对潜流湿地不同污染物背景浓度进行了估计,同时分析比较了不同温度条件下污染物背景浓度的变化特征及不同背景浓度条件下面积速率常数的季节性变化规律.结果表明:污染物出水浓度与温度之间存在一定的相关关系,其中总悬浮固体物(TSS)和化学需氧量(CODcr)与温度的相关系数分别为0.6293和0.6210;对全磷(TP)和全氮(TN)的比较发现,在估计背景浓度条件下,TP和TN的面积速率常数高于零背景值时的面积速率常数(P0.05);当污染负荷低于25mg/L时,潜流湿地对TSS去除的面积速率常数随进水污染负荷的升高而呈指数增加,而在高污染负荷时,面积速率常数出现较大波动;污染物背景浓度与进水污染负荷之间存在一定的线性相关性,其中TSS的背景浓度与进水污染负荷之间的拟合度最高(R2=0.8388);潜流湿地对污染物去除的面积速率常数存在较明显的季节性变化,秋季面积速率常数较高,而夏季和冬季较低     

上流式曝气生物滤池(UABACF)处理PVA退浆废水的实验研究

采用上流式曝气生物活性炭滤池(UABACF)处理PVA退浆废水,在固定水力负荷为0.076 m3/(m2·h)条件下,研究气水比对PVA、COD和浊度去除效果的影响,分析污染物去除、微生物量、微生物活性在滤柱高度方向的沿程分布特征。气水比对COD去除率影响最大、PVA次之,对浊度去除的影响最小,在气水比为4∶1条件下,PVA、COD和浊度的去除率分别为66.65%、89.60%和80.25%。1.3 cm滤柱高度以下为污染物高效去除区域,系统微生物量和微生物脱氢酶活性在此高度范围内逐渐降低,而后基本保持稳定状态。生物滤池对PVA主要依靠生物吸附作用去除,生物降解部分仅占被吸附PVA的24.9%。     

间歇曝气对人工垂直潜流湿地氮磷去除性能的影响

采用页岩和香蒲(Typha latifolia)构建人工垂直潜流湿地处理津河富营养化水体,研究间歇曝气对潜流湿地氮磷去除效果的影响.设计水力负荷800 mm/d,气水比5∶1.试验期间(2006-06～2006-11),氮磷月平均去除率在8月份达到最大值.与无曝气系统相比,中部曝气使氨氮(NH 4-N)、总氮(TN)、可溶性活性磷(SRP)和总磷(TP)月平均去除率分别提高10.1%、4.7%、10.2%和8.8%,底部曝气则为25.1%、10.0%、7.7%和7.4%,间歇曝气能够有效提高人工潜流湿地氮磷去除效率.曝气产生的有氧环境不利于硝酸盐氮(NO-3-N)去除,试验期间底部曝气和中部曝气NO-3-N月平均去除率一直低于无曝气系统.试验结束后收割香蒲地上组织(茎和叶),测定地上组织生物量及茎、叶中的氮磷含量,结果表明,间歇曝气虽然抑制香蒲地上组织生物量的增加,但却能够有效提高茎、叶中氮磷含量.与无曝气系统相比,通过收割香蒲地上组织可使TN去除分别增加11.6g·m-2(中部曝气)和12.6 g·m-2(底部曝气).     

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.     

氧调控下复合垂直流人工湿地脱氮研究

溶解氧是人工湿地脱氮的重要限制性因子,调控湿地内氧状态分布是提高其脱氮效果的关键所在.为此,研究了夏、冬季时氧凋控下复合垂直流人工湿地(IVCW)中氧状态的变化规律、脱氮效果及净化机制.结果表明,氧调控下IVCW中氧状态改善明显,夏、冬季时好氧Ⅰ区范围(以深度表示)分别从22 cm、17 cm扩大至53 cm、44 c...     

处理农村污水的跌水充氧接触氧化技术设计研究

为了满足太湖地区农村污水处理占地面积小、除磷脱氮效率高、管理简单、运行和建设费用低的要求,研发了厌氧-跌水充氧接触氧化-人工湿地的组合工艺,并进行了工程试验研究.重点研究了跌水充氧接触氧化的设计及运行参数;接触氧化池内采取弹性填料与组合填料以1:1的比例混合装填,平面布置密度为45根/m2时,可使微生物量与跌水充氧能力之间达到平衡;相邻两池间经济有效的跌水高度为0.5 m;竖缝间距5 cm的挡板对水流的分散效果较好,有利于提高充氧效果;水力停留时间越小充氧效果越好,但由此带来的污染物负荷升高又会使污染物去除效果下降,故水力停留时间宜取2.4 h左右.     

Performance of hybrid constructed wetland systems for treating septic tank effluent

The integrated wetland systems were constructed by combining horizontal-flow and vertical-flow bed, and their purification efficiencies for septic tank effluent were detected when the hydraulic retention time （HRT） was 1 d, 3 d, 5 d under different seasons. The results showed that the removal efficiencies of the organics, phosphorus were steady in the hybrid systems, but the removal efficiency of total nitrogen was not steady due to high total nitrogen concentration in the septic tank effluent. The average removal rates of COD （chemical oxygen demand） were 89%, 87%, 83%, and 86% in summer, autumn, winter and spring, respectively, and it was up to 88%, 85%, 73%, and 74% for BOD5 （5 d biochemical oxygen demand） removal rate in four seasons. The average removal rates of TP （total phosphorous） could reach up to 97%, 98%, 95%, 98% in four seasons, but the removal rate of TN （total nitrogen） was very low. The results of this study also indicated that the capability of purification was the worst in winter. Cultivating with plants could improve the treated effluent quality fTom the hybrid systems. The results of the operation of the horizontal-flow and vertical-flow cells （hybrid systems） showed that the removal efficiencies of the organics, TP and TN in horizontal-flow and vertical-flow cells were improved significantly with the extension of HRT under the same season. The removal rate of 3 d HRT was obviously higher than that of 1 d HRT, and the removal rate of 5 d HRT was better than that of 3 d HRT, but the removal efficiency was not very obvious with the increment of HRT. Therefore, 3 d HRT might be recommended in the actual operation of the hybrid systems for economic and technical reasons.     

Effect of artificial aeration on the performance of vertical-flow constructed wetland treating heavily polluted river water

Three lab-scale vertical-flow constructed wetlands (VFCWs), including the non-aerated (NA), intermittently aerated (IA) and continuously aerated (CA) ones, were operated at different hydraulic loading rates (HLRs) to evaluate the effect of artificial aeration on the treatment efficiency of heavily polluted river water. Results indicated that artificial aeration increased the dissolved oxygen (DO) concentrations in IA and CA, which significantly favored the removal of organic matter and NH₄⁺-N. The DO grads caused by intermittent aeration formed aerobic and anoxic regions in IA and thus promoted the removal of total nitrogen (TN). Although the removal efficiencies of COD_Cr, NH₄⁺-N and TN in the three VFCWs all decreased with an increase in HLR, artificial aeration enhanced the reactor resistance to the fluctuation of pollutant loadings. The maximal removal efficiencies of COD_Cr, NH₄⁺-N and total phosphorus (TP) (i.e., 81%, 87% and 37%, respectively) were observed in CA at 19 cm/day HLR, while the maximal TN removal (i.e., 57%) was achieved in IA. Although the improvement of artificial aeration on TP removal was limited, this study has demonstrated the feasibility of applying artificial aeration to VFCWs treating polluted river water, particularly at a high HLR.     

锦纶生产废水的深度处理研究

采用曝气生物滤池对锦纶生产废水进行深度处理,试验结果表明,该工艺可有效去除CODCr和NH3-N,并在不同运行条件下的运行特性进行了考察,确定试验的最佳气水比。     

碳源调控下复合垂直流人工湿地脱氮研究

碳源是制约生物脱氮效率的重要因素.我国城市污水碳源不足,需要考虑补充碳源提供反硝化电子供体.在复合垂直流人工湿地(IVCW)系统中,通过湿地特有的通气管补充碳源到湿地底部,改善了湿地内部微生物环境,强化了湿地脱氮功能,对氮的去除效率有显著提高.结果表明,葡萄糖作为外加碳源提高系统的反硝化能力要优于羧甲基纤维素(CMC),投加葡萄糖的系统比未补充碳源的系统脱氮效率有显著提高(p0.05).通过投加不同量的葡萄糖进行对比实验,发现对于处理量60 L.d-1的IVCW系统最佳葡萄糖投加量为1.5 g.此时C6H12O6∶NO3--N的质量比仅为4.3,这个投加量远低于在进水中为满足反硝化所需调控的C/N,因此通气管投加碳源的方式可节约外加碳源成本.此外,在进水前4h投加碳源要优于进水时加入碳源.     

上流式曝气生物滤池深度处理碱减量印染废水

采用上流式曝气生物活性炭滤池(UABACF)深度处理碱减量印染废水,在固定汽水比3∶1条件下,研究水力停留时间(HRT)对COD、UV254和色度去除效果的影响,分析污染物降解、系统微生物量和微生物活性在滤柱高度方向的沿程分布特征。结果表明:HRT对COD去除率影响最大、色度次之,对UV254去除影响最小,在HRT=8.90 h条件下系统对COD、色度和UV254的去除效率分别为74%、95%和92%。试验条件下,110 cm滤柱高度以下属于污染物降解的高效区域,微生物量和单位质量活性炭脱氢酶活性在此滤柱高度范围内逐渐降低而后保持基本稳定的状态,而单位微生物量TTC-脱氢酶活性在滤柱底部至70 cm高度处逐渐上升,然后呈下降趋势至110 cm高度附近降至最低,然后出现上升的趋势。