人工湿地设计中的水力学问题研究

本文结合深圳白泥坑人工湿地污水处理工程的设计和试验研究,探讨了人工湿地污水处理系统中的水力学问题,指出用Ergun公式描述碎百床中的流动较Darcy公式更为合适。文中给出的Ergun公式数值解法以及水面线设计和控制方法将有助于在设计过程中确定处理系统的水力学参数。      

人工湿地中污染物去除的数学模型

讨论了人工湿地三种常用的数学模型(衰减方程、一级动力学模型和生态动力学模型),并对其研究历史、发展应用、理论基础、基本形式、建立方法,及其各自的优缺点做了分析。从中可以看出,人们对人工湿地去除污染物的内在机制尚缺乏定量化的了解,目前还很难对其的设计、运行和预测做出准确的评价,因此影响了这一高效低耗的生态污水处理技术的推广和应用,而人工湿地生态动力学模型的不断完善可以从根本上解决这一问题。     

人工强化湿地处理污水系统在西安秦岭山水住宅小区的应用分析

文章对人工强化湿地净化机理以及影响因素进行了探讨,针对西安秦岭山水生活污水人工湿地深度处理系统,介绍了人工强化湿地污水处理的基本工艺流程与工艺设计数据,就其在污水处理领域应用的前景进行了讨论。对相关的水质参数进行检测的结果表明,本系统对COD、BOD5、NH3-N、总氮、TP及动植物油的去除率分别为70%、78%、58%、82%、69%及74%,整个污水处理系统运行较好。     

厌氧池-两级复合型潜流人工湿地工艺设计

针对农村生活污水成分简单、浓度较低的特点,提出了厌氧池-两级复合型潜流人工湿地的设计原理和设计方法,通过对厌氧池-人工湿地的组合、两级人工湿地的选用、环形人工涅地的设计以及湿地设计中相关参数的系统研究,从工艺组合和水力学的角度对厌氧池-两级复合型潜流人工湿地系统进行优化设计.系统运行结果表明,厌氧池-两级复合型潜流人工湿地结构设计合理,符合水力学要求,处理效率高,出水优于GB 18918-2002<城镇污水处理厂污染物排放标准>一级A类排放标准.     

对人工湿地污水处理系统工艺设计技术关键的探讨

重点探讨了人工湿地污水处理系统工艺设计过程中的技术关键问题,提出系统水力停留时间、水传导、表面负荷率、系统深度、处理单元长宽及其比例、进出水系统布置、防渗材料等七点是人工湿地污水处理系统设计的技术关键。     

潜流人工湿地污水处理技术的效能与设计

潜流人工湿地污水处理技术的研究和开发尚属较新领域 ,本文介绍了该技术处理污水的效能和设计参数模型 ,并分析提出了需要进一步解决的问题     

人工湿地污水处理系统应用研究

本文通过对我国首座实用型人工湿地污水处理系统的实例分析,论述了人工湿地污水处理系统的设计,运行及其经济费用等问题,指出人工湿地污水处理系统对中、小型污水处理,特别是降解污水中的BOD5、COD、SS、N、P等具有显著效果,不失为一个解决中、小城镇污水的切实可行的途径。      

酸矿水中重金属人工湿地处理机理研究

人工湿地作为一种低耗高效的污水处理系统逐渐应用于酸矿水的处理。文章对人工湿地去除酸矿水中重金属的各种物理、化学和生物作用发生机理及存在的问题进行了分析,提出今后应加强长期连续的动态监测,深入研究不同类型湿地中各影响因子与处理机理之间的关系,对主要处理机理的定性描述转向定量模型化研究,确立人工湿地接受和处理不同污染物质的最大能力和阈限,为人工湿地污水处理系统的合理设计及管理提供科学依据。     

潜流人工湿地污水处理技术的效能与设计

潜流人工湿地污水处理技术的研究和开发尚属较新领域，本文介绍了该技术处理污水的效能和设计参数模型，并分析提出了需要进一分解决的问题。     

流域—河口三角洲湿地生态系统健康评价研究进展

综述了三角洲湿地生态系统的概念、特征、基本类型,并对湿地生态系统健康进行了基本的界定;全面总结了三角洲湿地生态健康评价模型和指标体系构建;系统介绍了模糊生物综合指数法、河流湿地的溪流状况指数、综合评价方法、压力—状态—相应模型等生态健康评价方法及指标参数选取,并就景观参数指标进行了详细论述。     

以城市污水为水源和肥源对荒漠化土壤的修复效果

为了同步实现城市污水净化和荒漠化土壤修复,以荒漠化土壤(沙土)作为人工湿地基质(基质深度分别为0.1和0.6 m),分析不同运行条件(植物种类、水力负荷、基质深度、季节变化等)下湿地对净化城市污水、修复荒漠化土壤的效果. 结果表明:经过2 a的修复,城市污水中污染物作为荒漠化修复的肥源可以快速富集到荒漠化土壤中. 与原沙相比,沙土中w(有机质)、w(TN)、w(碱解氮)、w(TP)、w(速效磷)及电导率均极显著增加(P<0.01),而pH并无显著变化(P>0.05). 沙土容重极显著降低(P<0.01),孔隙率极显著增大(P<0.01). 当城市污水作为荒漠化土壤修复水源时,即使水力负荷低至0.0075 m3/(m2·d),植物仍能正常生长. 基质深度为0.1 m的潜流湿地在不同水力负荷时对污水中COD_Cr、TN、TP的最低平均去除率分别为59.46%、77.45%、62.36%;基质深度为0.6 m的潜流湿地对污水中三者的平均去除率分别为59.24%、32.02%、57.89%;基质深度为0.6 m的表面流湿地对污水中三者的平均去除率则分别为80.40%、14.00%、29.31%. 研究显示,以城市污水为水源和肥源对荒漠化土壤修复2 a后,沙土中养分含量均显著增加,沙土结构也得到明显改善,各湿地在夏秋季对污水中COD_Cr、TN、TP均有较好的去除效果.      

不同布水方式下水平潜流人工湿地的水力效率

通过对4种布水方式(一般水平流式、波流式、对角流式、多点进水式)下水平潜流人工湿地的脉冲示踪剂试验,获得了不同布水方式的水平潜流人工湿地的水力停留时间分布曲线,并计算出水平潜流人工湿地的表观停留时间、平均停留时间、峰值停留时间.同时,根据不同停留时间的对比关系计算不同布水方式的相对水力效率.最后,由停留时间分布函数的对数正态分布拟合模型和连续混合反应器模型分别估算上述停留时间和相对水力效率.结果表明,不同布水方式和不同计算方法得到的水力效率为波流式一般水平流式对角流式多点进水式.     

不同进水方式人工湿地除污效率对比分析

研究了人工湿地在间歇流、连续流进水方式下处理生活污水的效率．并进行了对比分析。在平均水力负荷4.8cm／d时，间歇流和连续流人工湿地COD平均去除率分别为78％和64％；NH3-N平均去除率分别为60％和44％；TP平均去除率均为53％。结果表明，间歇流进水能够提高床体内的含氧量，缓解植物根系放氧不足．提高了污染物去除率。     

低温下潮汐流人工湿地系统对污水净化效果

潮汐流人工湿地是将湿地按时间序列周期性地充水和排干,使得湿地内部形成好氧-厌氧交替过程,从而实现并强化污染物去除的新型人工湿地形式.该研究主要考察了低温条件下(9～13 ℃)潮汐流人工湿地与传统连续流人工湿地对污染物处理的效能差异,以及运行工况对处理效果的影响;同时对各人工湿地系统中微生物活性进行研究.结果表明:在水力负荷为0.2 m3/(m2·d)条件下,采用3个周期/d的潮汐流人工湿地,出水ρ(DO)为0.61 mg/L,高于连续流人工湿地的0.22 mg/L;NH₄+-N,COD_Cr及PO₄3--P的去除率达到48.57%,68.96%及29.02%,分别比连续流人工湿地提高了约30%,20%和20%.同时,通过对各反应器内微生物呼吸作用和脱氢酶活性等的对比研究发现,3个周期/d的潮汐流人工湿地中微生物具有更高的活性.      

人工湿地去除抗生素抗性基因的研究进展

抗生素抗性基因（ARGs）在环境中的污染现状和危害逐渐受到重视.常规的水处理工艺在减少抗生素耐药菌（ARB）方面表现出非常好的效果.然而,即使在消毒过程中ARB完全失活,产生游离的ARGs也可能通过转化或转导等手段整合到其他微生物体内,使ARGs在环境中传播和扩散.因此,需要有特定的工艺处理废水中的ARGs.人工湿地是目前有效且经济环保的废水处理工艺,并且已有大量研究表明在去除抗生素和ARGs方面有显著效果.通过综述目前国内外人工湿地水处理系统对ARGs的去除效率的研究进展,结果表明,潜流人工湿地相较于表面流人工湿地对ARGs的去除效率更高.人工湿地对ARGs的去除效率因人工湿地强化类型、植物、温度和pH等因素而异,在去除环境中ARGs的应用有广阔的前景,同时也面临挑战.     

利用充氧和回流强化波形潜流人工湿地的脱氮效果

为提高人工湿地对氨氮的去除能力,在本实验中将传统波形潜流人工湿地进行改造,于第2个波形区间内安装曝气管,改善湿地内氧气分布状况,提高湿地的硝化效果,并与传统波形潜流人工湿地进行对照试验.结果表明,由于大部分COD在第2波形区间充氧过程中得到去除,因此在第3波形区间硝化菌成为优势菌种,使湿地中硝化程度达到90%以上,出水中COD值大幅下降,耐进水冲击负荷的能力明显加强.在第2阶段将湿地出水按50%的回流比回流湿地起端,原污水在湿地起端和1/3处分别进水,证明1/3处进水总氮去除率最高,达到50%左右,水力负荷在0.8 m³/(m²·d)时,COD有机负荷达到56～112 g/(m²·d),氨氮负荷达到20～28 g/(m²·d).     

垂直流人工湿地水力学特点对污水净化效果的影响

通过在污水中加入示踪剂,研究了人工湿地的水力学特点及其对污水净化效果的影响规律.结果表明,影响水力学各特点的主要原因是湿地植物根系所造成的物理学和生物学上的效应.水力学各特点与污水净化效果之间存在着密切关系:出水快、出水量大的系统具有较好的净化效果;除无植物系统外,停留时间较长的系统有较好的净化效果;容水体积大的系统净化效果也较好;水力负荷则主要通过影响其他各水力学特点而影响净化效果.结果表明,对水力学特点的优化将极大地促进污水净化效果的提高.     

北方人工湿地污水处理技术应用研究与示范工程

针对北方地区气候特点,开展了人工湿地污水处理技术在北方的单元应用研究与工程示范。在设计上对潜流湿地越冬深度、填料结构、布集水系统和水位调整导淤方式进行优化创新,并采取了预处理与人工湿地组合工艺调节各季节运行效果;通过单元实验研究了湿地应用的工艺条件(深度、水力负荷、污染负荷),以及湿地的保温效果与全年运行效率;介绍了利用该技术建设的示范工程概况,分析了其产生的经济、社会与环境效益。     

新型废水处理工艺--人工湿地的设计方法

根据水流形态的不同,人工湿地可以分为地表流工艺和地下潜流工艺,人工湿地实际上是一种推流式生物反应器,一般利用芦苇作为供氧手段,人工湿地具有良好的净化废水功能,BOD去除率达85—95％,SS去除率达90％,氨氮和磷的去除率约为40—50％,而其基建和运行费用仅为传统二级处理的1/10—1/2.本文介绍了人工湿地的设计方法.     

人工湿地在应用中存在的问题及解决措施

人工湿地是近几十年发展起来的一种污水生态处理工程技术,它将污水处理和环境生态有机地结合起来,在有效处理污水的同时也美化了环境,创造了生态景观,带来了环境效益和一定的经济效益.人工湿地自发展以来,以其独特的优势广受人们关注,并广泛应用于处理生活污水、工业废水、矿山及石油开采废水等.但是人工湿地在实际应用过程中也暴露出了很多问题,如易受气候条件和温度的影响,基质易饱和易堵塞,易受植物种类影响,占地面积较大,管理不合理,设计不规范,生态服务功能单一等,这些问题在一定程度上影响了人工湿地对污水的处理效果,缩短了人工湿地的使用寿命,阻碍了人工湿地的推广应用.针对目前人工湿地在应用中存在的这些问题提出了相应的解决措施,提高人工湿地对污水的处理效果,期望能够为人工湿地的应用及推广提供参考.