人工湿地处理城市污水效能的影响因素分析

为解决人工湿地占地面积大、处理效率低、容易堵塞,往往需要间歇运行等问题,通过对传统的人工湿地进行改造,设计一套新型人工湿地床系统——折流式湿地床＋侧流式湿地床,并通过试验对其处理城市污水的运行效能的影响因素进行了研究。研究结果表明,降雨、蒸腾和蒸发、温度、植物收割及堵塞作用对人工湿地运行有不同程度的影响,人工湿地受降雨因素的影响,其出水COD值比降雨前低,同时较人工湿地由于降雨作用所导致的COD稀释浓度高2．4～5．7mg/L,而降雨使出水SS比降雨前高5．0～7．2mg/L;堵塞缩短了折流湿地床的运行周期及降低了COD的去除,水力负荷为102．87cm/d时,运行周期为20d,水头损失由5．2cm增至14．8cm,COD去除率由84．35％降至21．19％;水力负荷为137．16cm/d时,运行周期为16d,水头损失由5．0cm增至15．0cm,COD去除率由81．26％降至7．35％。     

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.     

人工潜流湿地处理稠油采出水的实验研究

人工潜流湿地由3个面积各为900m^2的芦苇床组成，平均布水量分布为6m^3/d、18m^3/d和30m^3/d，进水污染物平均浓度为：COD401．08mg/L,BOD531.88mg/L，矿物汨油24．67mg/L，TN11．67mg／L，经潜流湿地处理后上述污染物分别减少了COD67．25％－80．77％，BOD580．02％－89．05％，石油类78．00％－88．45％，TN75．32％－82．43％，经检测，试验期间潜流湿地的渗透率为0．52m/d，在这种条件下潜流湿地的耐冲击负荷强，出水水质稳定。     

潜流人工湿地处理污染河水冬季运行及升温强化处理研究

考察了冬季潜流人工湿地污染河水处理系统在不同水力负荷下对污染物去除的效果.结果表明,水温15℃左右时,水力负荷由30cm/d降低到15cm/d后,氨氮转化率由14%上升到39%,COD的平均去除率由20%上升到31%,水温的降低对氨氮去除效果有很大的影响.在湿地表面覆盖塑料地膜能有效地提高系统对污染物的去除效果,覆盖地膜后,氨氮平均去除率由29.4%上升到67.6%,COD的平均去除率由29.0%提高到46.6%,脲酶活性由0.025 mg/(g·d)上升到0.037 mg/(g·d),脱氢酶的活性由0.17μL/(d·g)上升到4.54μL/(d·g).微生物活性研究表明,覆盖地膜后系统温度的升高能提高系统中微生物的活性.植物污染物质释放试验表明,冬季地表植物腐烂会向水中释放大量的污染物质,影响系统的净化效果,因此秋季应对湿地植物及时进行收割.     

高水力负荷下人工湿地处理污水厂尾水的研究

为了减少人工湿地的占地面积,采用水平潜流人工湿地在高水力负荷下对污水厂一级A出水进行处理。实验结果表明,随着高水力负荷的降低,湿地系统对污染物的平均去除率逐渐增加,但对污染物的平均去除量却在水力负荷最高时达到最大值。其中在水力负荷为0. 5 m~3/m~2·d时,湿地系统对BOD5、氨氮、总氮和总磷的平均去除率达到最大,分别为74. 6%、52. 2%、51. 1%、53. 3%;在水力负荷为1. 2 m~3/m~2·d时,湿地系统对BOD5、总氮和总磷的平均去除量达到最大,分别为2. 3 g/d、0. 6 g/d、0. 08 g/d。通过分析得出在高水力负荷人工湿地中水力停留时间是污染物去除效果的限制因素。     

湿地对福州市热岛效应影响遥感分析

以4期Landsat TM/OLI影像为基础,利用大气校正后的单窗算法对福州市地表温度进行反演并验证.进而利用ArcGIS的空间分析工具和土地利用/覆被类型数据,进行湿地对福州市热岛效应影响分析.结果显示:(1)通过地表温度实测数据对地表温度反演结果进行验证,二者之间R2值为0.9475,满足研究需要;(2)各土地利用/覆被类型中建设用地和道路的温度最高,成为城市热岛的主要热源.建设用地在所有地物中所占比例由1985年的10.6％增大到2015年的23.4％,其城市热岛贡献指数(UHI)由1985年的24％上升到93％;(3)湿地的冷岛效应对周围地物的高温环境具有一定的缓解作用,但是针对不同地物类型其影响范围并不相同;(4)1985—2015年湿地面积不断减少,冷岛效应正在逐渐减弱.湿地对周边地物地表温度的影响距离400 m减小到360 m,影响面积也由352 km2减小到320 km2,影响范围下降的平均速度为0.94 km2??a?1.     

基于小波变换与传统时间序列模型的臭氧浓度多步预测

采用最大重叠小波分解与重构方法,将影响O3小时浓度的不同时间尺度的物化过程分离出来,以提高序列的光滑性.同时,选择合适的传统时间序列模型(如ARIMA模型等)来描述不同过程的序列特征,并分别拟合预报.最后,在建模中引入24 h季节项,以实现提前24 h-次性预测未来1d的O3逐时浓度.结果表明,预报的平均相对误差为12.92％,平均绝对误差和均方根误差分别为10.04 μ.g·m-3和13.98μg·m-3,预报值与实测值的相关系数和匹配指数分别为0.96和0.98.随着预测期的延长,预报误差仍处于可接受范围内.该方法同样适用于每日最大O3小时浓度预报,研究结果为发布天气预报式的空气质量预报提供了新思路,便于公众规划出行并减少大气污染暴露.     

土地利用/覆被变化对张掖黑河湿地国家级自然保护区景观破碎化的影响

在遥感和GIS技术支持下,基于1975-2010年长时间序列遥感影像,结合转移矩阵模型等方法,阐述了张掖黑河湿地国家级自然保护区及其周边区域的土地利用/覆被变化状况。选取斑块密度指数、聚合度、斑块平均面积指数、斑块形状破碎化指数等指标,系统分析了保护区内湿地景观破碎化过程,据此探讨了保护区及其周边区域土地利用/覆被变化对保护区内湿地景观破碎化过程的影响。结果表明:①保护区内及其周边地区的耕地比重分别增加了7.67%和5.5%,湿地比重分别减少了6.91%和0.4%;②保护区内湿地逐渐由研究初期大面积斑块体占主导、空间上连续分布的格局趋于景观破碎化;③区域土地利用/覆被变化直接导致了保护区内湿地平均斑块面积的缩减,间接降低了湿地斑块间的聚合度等;④保护区内湿地景观破碎化对土地利用/覆被变化的响应主要表现为各景观破碎化指数对大规模的耕地开垦等开发活动的响应上。     

污水芦苇湿地处理系统示范工程的研究

该示范工程处理水量500m~3/d,在水力负荷为5cm/d条件下,BOD~5、SS、总氮和大肠杆菌的去除率分别为85.8％、93.8％、64.6％和99.9％。出水平均值分别为17.8mg/L、17.0mg/L、5.1mg/L和<8.1个/100ml。系统运行稳定,抗冲击负荷能力较强,投资和运行费用仅是常规二级处理的1/2—1/5。本文还研究了该系统对污水中主要污染物的去除机理和反应动力学。对工程的设计参数和技术参数进行了优化筛选,建立了湿地生态模式。     

基于克里格法的地下水流数值模拟模型的替代模型研究

以内蒙古乌拉特中旗金泉工业园区水源地为研究区,建立了研究区地下水流数值模拟模型.采用拉丁超立方方法得到输入(抽水量)输出(水位降深)数据集,运用克里格法建立了地下水流数值模拟模型的替代模型—克里格模型.将克里格模型输出结果与地下水流数值模拟模型输出数据集进行对比发现,克里格模型和地下水流数值模拟模型得到的地下水位降深均值的拟合平均相对误差为0.22%,地下水位降深剩余标准差的拟合平均相对误差为0.03%,拟合误差很小.表明克里格模型可以有效地替代地下水流数值模拟模型,这为大幅减小优化模型在优化迭代求解过程中多次调用模拟模型造成的巨大计算负荷提供一种有效的替代方法.     

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。     

人工湿地处理污染河水的持续性运行研究

中国北方地区城市纳污河道内的污染河水具有水量、水质、水温季节性变化大的特点,这给人工湿地污染河水处理系统的持续性运行造成很大困难.通过1a多的连续性运行,对潜流人工湿地污染河水处理系统的可持续运行问题进行了系统研究,年平均水力负荷为15 cm/d.结果表明,季节变化对氨氮的去除效果影响很大,夏季氨氮去除效果良好,去除率达70%以上,而冬季水温降低到15℃以下时,氨氮去除率降低到30%以下,但季节变化对COD去除效果的影响较小.人工湿地在夏季雨季时期可以承受较大的短期洪水水力冲击负荷,在100 cm/d的负     

潜流人工湿地改善官厅水库水质试验研究

为确定利用人工湿地改善官厅水库水质工程所需的设计参数,在官厅水库岸边建立了人工湿地,开展了潜流人工湿地系统处理官厅水库水的试验研究.试验表明,在水力负荷率为0.15～0.45m/d时,夏季COD_Mn和NH₄⁺-N的去除率分别为50%和70%;冬季,分别可达到15%和50%,去除率随水力负荷率的提高和水温的下降而降低.由于渗漏和蒸发及植物蒸腾作用,系统的出水量为进水量的60%.研究结果表明,潜流人工湿地系统对微污染地表水有较好的净化效果,该系统在冬季低温条件下仍可以正常运行.     

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).     

微氧+人工湿地组合工艺处理生活污水的试验研究

通过微氧+人工湿地组合工艺对生活污水处理效果的研究,认为该工艺是比较适合农村生活污水处理应用的工艺组合。微氧预处理对COD的平均去除率在30%以上,人工湿地水力负荷为0.2 m3/(m2.d),对COD的平均去除率在60%以上,对NH3-N的平均去除率在30%～40%,该工艺组合的运行费用为0.15～0.20元/t(污水自流进入系统情况下)。     

辽河油田超稠油废水潜流湿地处理系统研究

首次以经过驯化的芦苇湿地为介质处理超稠油废水.在辽河油田进行的中试研究表明,即使超稠油废水的BOD5/COD仅为0.06,潜流湿地系统也具有很好的净化效果,当系统的水力负荷为2cm/d时,主要污染物的去除率为石油类91.83%,COD 83.16%,BOD5 90.66%,TN 89.37%;出水平均浓度为:石油类 2.26mg/L,COD 77.34mg/L,BOD5 3.13mg/L,TN 1.66mg/L.中试研究还表明,该系统出水水质稳定、耐冲击负荷强,是一种经济有效的超稠油废水处理新技术.对系统内外芦苇的生长量、纤维素、木质素、戊糖及纤维素的长宽比的研究表明,超稠油废水对芦苇材质无明显影响,可回收用于造纸等.     

人工湿地与臭氧联合处理技术用于以再生水为补水水源的景观湖净化

采用人工湿地与臭氧联合处理技术,深度净化以污水厂尾水为再生水的补水水源,及对景观湖水进行循环净化,保证景观湖水质和水量。介绍了系统的工艺设计,并对运行后的水质进行检测分析。人工湿地系统以净化后污水厂尾水作为景观湖补水,水力负荷为0.268 m~3/(m~2·d)时,COD和BOD_5去除率可达60%以上,氨氮和TN去除率达80%以上,TP去除率达70%。人工湿地用于湖水循环净化,水力负荷为1.07 m~3/(m~2·d)时,人工湿地对污染物的总去除率为40%~50%。为防止湖水富营养化,阶段性启动臭氧系统进行湖水脱色、除臭处理,当臭氧投加量为3 mg/L时,对色度去除率可达80%,对氨氮去除率可达40%以上。     

不同深度人工复合生态床处理农村生活污水的比较

采用了2种填充深度(60cm和40cm)的人工复合生态床对滇池地区低浓度农村生活污水进行了处理试验研究结果表明,在30cm/d高水力负荷的条件下,对COD、总氮、氨氮和总磷的去除率,深度为60cm的床体分别为66.4%、57.7%、78.7%和63.2%,40cm深的床体分别为63.8%、59.1%、82.1%和61.3%.深度为60cm床体对COD和总磷的去除率高于深度为40cm的床体,但后者对氮的去除效果略优于前者.对氮、磷去除途径的分析表明:微生物的硝化/反硝化作用以及填料对磷的吸附沉淀作用是人工复合生态床去除氮、磷的主要途径;水生植物对氮、磷的吸收量分别占投加总量的10%和9%以上,也是一个重要途径.     

环境内分泌干扰物在人工湿地中的去除研究

考查了水平潜流人工湿地对城市生活污水中的8种内分泌干扰物去除效果。结果表明:在水力负荷为0.17m/d,水力停留时间为4.6 d情况下,水平潜流人工湿地对雌激素酮(E1)、雌激素三醇(E3)、双酚A(BPA)、辛基酚(OP)、17β-雌二醇(E2)、17a-雌二醇(17a-E2)、17α-乙炔基雌二醇(EE2)的平均去除率分别为81.4%、39.3%、73.9%、44.1%、69.7%、82.2%、65.2%。其中,4-正壬基酚(4-n-NP)在湿地出水中未检测到。人工湿地中内分泌干扰物去除效果沿程变化结果表明,湿地前段对内分泌干扰物的去除效果优于后段,说明人工湿地前段微生物的降解更有效。