三级串联湿地对氮磷的净化效果

采用三级串连湿地,对抚仙湖湖滨带的农业面源污染及部分县城生活污水进行了处理,以防止湖泊的富营养化.对湿地各串连单元(即沉淀池、表流湿地单元和潜流湿地单元)的总氮和总磷浓度进行了试验分析,来监测湿地对污染物的净化效果.研究结果表明,除了表流湿地单元的平均脱氮率接近40%之外,其他的净化单元去除营养盐的效率都只有10%～20%左右.相对而言,沉淀池的TP去除率较好,而表流湿地单元的TN去除率最高.湿地在运行两年之后,其脱氮除磷的效果不是太佳.因此,在利用湿地进行污水处理的同时,要对其进行妥善管理,如植物的收割、基质土壤的翻新等,使其保持持续脱氮除磷能力.     

几种植物对潜流型湖滨湿地中氮磷的处理效果比较

湖滨带是连接湖泊水域生态系统与陆地生态系统的一个功能过渡区,是湖泊的最后一道保护屏障。在河流的入湖口建造湖滨湿地,可有效净化入湖水中携带的部分有机污染物、营养盐等。湿地净化污染物的机理极为复杂,其中植被起着重要的作用。选择适当的植物是构建湿地系统的关键。以云南省抚仙湖北岸的湖滨湿地——马料河潜流型湿地为研究对象,探讨了美人蕉(Cannaindica),菖蒲(AcoruscalamusLinn),伞竹(Cyperusalternifolius),香蒲(Typhaelatifolia)四种不同植被系统的潜流型湖滨湿地去除污水中营养盐的效果,为抚仙湖湖滨带人工湿地的合理优化选择植物提供一定的依据。结果表明,四种植被系统的潜流湿地对总氮和总磷均有一定的去除效果。但是由于湿地长期运行而疏于管理,植物没有定期收割翻新,四种植物的氮磷去除率差别不太大,去除效果均不太佳。其中,美人蕉对总氮和总磷的去除效果较好,其去除率分别是30.4%,19.13%,其次为香蒲和伞竹,效果较差的是菖蒲。并且实验表明,暴雨对四种植物湿地氮的去除效果有很大的影响。连续几天的暴雨情况下,四种植物系统氮的去除率都很低。     

人工湿地处理富营养化水体的效果研究

通过在北京市野生动物救护中心构建表流湿地与潜流湿地相结合的复合人工湿地处理富营养化水体,研究该复合人工湿地对总氮（TN）、总磷（TP）及水体浊度的去除效果。结果表明：人工湿地对TP的去除效果好于对TN的去除效果,经过人工湿地处理的富营养化水体,表流湿地、潜流湿地和复合人工湿地对TP的平均去除率可分别达42%、55%、60%,对TN的平均去除率分别为27%、30%、34%,对水体浊度的平均去除率分别达43%、55%、75%。复合人工湿地对TP、TN以及浊度的去除效果受水体温度和溶解氧（DO）的影响,通过相关性分析发现,TP、TN和浊度的去除量与水体中的DO水平之间存在显著的负相关性,而与水体温度有正相关性,在显著性水平为0.05的条件下,相关系数分别为-0.829、-0.767、-0.765和0.674、0.757、0.774。复合人工湿地对TP、TN及浊度的去除率高于表流湿地和潜流湿地,表明复合人工湿地具有优于表流湿地和潜流湿地的整体性功能,能有效提高人工湿地对TN、TP以及浊度的去除率。     

湖滨带植物群落对挟沙水体氮、磷污染物的截留效果

利用菖蒲(Gladiolus hybridus)、菱(Vallisneria spiralis)、黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria spiralis)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum)及菹草(Potamogeton crispus)构建的人工湖滨带对挟沙水体氮、磷污染物的截留效果进行了研究。结果表明:人工湖滨带在截留水体悬浮泥沙颗粒物的同时可有效截留水体中的氮、磷营养物质,对防止富营养化具有积极的作用。一定的水力负荷下,滞留时间12h时,夏秋季节人工湖滨带对氮、磷的截留百分率分别为21.5%、34.8%,滞留24h时的氮、磷截留率分别为25%、31.1%。在冬春季节,滞留时间24h时,菹草对挟沙水体氮、磷的截留率分别为6.67%、10.83%,滞留时间48h时的总磷截留率为6.84%。不同水流滞留时间下人工湖滨带对挟沙水体氮磷的截留效果不同,滞留时间越长效果越明显,因此须保证一定的滞留时间才可取得较好的氮磷截流效果。人工湖滨带在截留径流氮、磷营养物的过程中,泥沙对氮、磷的吸附携带作用不容忽视。     

垂直潜流人工湿地净化北方微污染水体试验研究

为研究垂直潜流人工湿地对北方微污染水体中COD、氮和磷的去除效果及去除机理,在室内选用混合土(由炉渣与种植土按比例混合而成)、石英砂和陶粒作为填料,以天津当地常见植物黄花鸢尾为植被构建了垂直潜流人工湿地处理微污染景观湖水和雨季的初期雨水;除冬季冰封期暂停运行外,通过对系统不同季节运行数据的分析,考察了不同季节环境条件下垂直潜流人工湿地对我国北方城市微污染水体的净化效果及影响因素。结果表明:不同季节条件下,该系统对污染物均有着良好的去除效果和抗冲击负荷能力。微污染景观水和雨季初期雨水经垂直潜流人工湿地系统处理后,出水COD、NH4+-N及TP的质量浓度可分别优于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的IV类、III类和II类水质标准(研究阶段进水TP≤0.80 mg·L-1),COD、NH4+-N和TP的阶段平均去除率最高可分别达80%、91%和82%;TN的去除效果受季节变化波动较大,阶段平均去除率在32%~78%,温度较低季节或原水水质较差时有待处理水回流或辅加其他技术手段以提高脱氮效果。垂直潜流人工湿地对北方微污染水体有着较好的净化效果,能够有效地预防地表水体富营养化的发生,有利于城市水环境质量的改善和水资源的循环利用,具有良好的发展应用前景。     

垂直潜流湿地净化蟹池养殖尾水试验

用垂直潜流湿地系统打造闭环式生态养殖模式可达到蟹池尾水零排放.本文以蟹池养殖尾水为受试对象,通过建立“滤石层-载体生物膜”复合型生态系统,考察了河蟹黄蟹期内养殖尾水中氮、磷等污染物的去除特性,调查了垂直湿地模拟装置内生物相特征.结果表明,潜流湿地系统主要通过物理吸附和生物降解的方式对养殖尾水中的污染物进行降解,总氮、总磷、COD和叶绿素a的平均去除率分别为86.29%±2.77%、91.19%±1.18%、70.88%±3.10%、90.95%±1.64%,火山石滤料层表现出显著的氮、磷去除能力,复合菌剂的运用可迅速提升系统整体净化能力.生物相分析揭示,随着潜流湿地装置运行延续,系统内浮游藻类、微型动物、细菌的数量及种类呈不断增长趋势,指示类微生物的出现表明系统内水质得到改善,证明净化后的水质更适于多种类微生物的生存与繁殖,最终实现养殖尾水零排放.     

菌剂强化潜流湿地总氮总磷去除及功能菌特性

从活性污泥中筛选的1株具有高效反硝化能力的聚磷菌B8应用于水平潜流人工湿地中进行强化去除总氮和总磷试验,同时分析并对比了菌剂强化潜流湿地系统和未投菌潜流湿地系统的功能菌数量变化规律.采用常绿植物构建2套相同的水平潜流湿地尾水处理模拟生态系统.结果表明,连续投加14 d B8菌液于水平潜流湿地后,在停止投菌后运行89 d内,投菌湿地系统平均脱氮率为70.1%,未投菌湿地系统平均脱氮率为50.2%;在停止投菌后运行19 d内,投菌湿地系统平均除磷率为63.1%,未投菌湿地系统平均除磷率为45.9%.经过4个月的跟踪运行,基于高通量454测序对湿地微生物群落结构及相关生物学信息对比分析,表明投加外菌源B8会引起潜流湿地内部微生物物种数量减少、微生物均匀度下降和湿地基质微生物群落多样性下降.通过湿地进水总氮浓度对投菌湿地系统和未投菌湿地系统脱氮率影响线性拟合分析表明,投菌湿地在不同氮负荷条件下脱氮效果显著优于未投菌湿地,证实投加B8菌可以有效强化水平潜流湿地的脱氮能力.     

粉煤灰渗滤系统处理城市非点源污染物效果评估

对粉煤灰介质渗滤系统处理城市非点源污染物的效果进行了研究.吸附实验表明粉煤灰对氨氮和磷酸盐具有良好的吸附能力.渗滤系统对雨水径流污染处理采用室内小试的方式进行,在70 d内共模拟33次雨水负荷,期间渗滤装置对溶解有机碳(DOC)的平均去除率为88.1%,总氮(TN)的平均去除率为41.0%,氨氮(NH0-N)平均去除率为95.5%,总磷(TP)去除率为81.0%,符合城市非点源污染控制的实践要求.污染物去除主要以吸附过程为主,有机物、氨氮、磷的去除主要发生在渗滤柱表层的0—10 cm,硝化-反硝化主要发生在0—40 cm之间.滤层高度可以从130 cm适当减小为100 cm.吸附动力学表明粉煤灰对氨氮的吸附在3 h达到平衡,对磷酸盐的吸附平衡时间为6 h.微生物对渗滤系统的影响需要进一步研究,随着运行时间的延长,微生物效应将得以体现,污染物的去除效果可能会进一步提高.     

表流人工湿地氮素形态组成及去除效率研究

人工湿地是一种高效、低耗的污水处理方法,能有效降低水体生物耗氧量、化学耗氧量、总悬浮物及污染细菌等,而对氮(N)的去除率较低且不稳定。水体中的总氮(TN)可分为颗粒物有机氮(PON)和总可溶性氮(TDN)。目前对TDN的各组分,如可溶性有机氮(DON)、氨氮(NH_4~+-N)和硝氮(NO_3~--N)的去除机理及方法较为关注,而对总体上的PON和TDN的组成比例及去除率了解仍不充分。该研究在北京野生动物救护中心水禽栖息的人工湖及配套人工湿地展开,从2014年4—11月监测了净化前后水体中各种N形态组成和去除率,并分析了藻类爆发与PON和TDN去除率的关系。结果表明,4─7月人工湖中PON质量浓度占TN质量浓度47.83%±9.90%(平均值±标准差,下同),8─10月升至86.93%±7.71%。水体中PON与叶绿素a(Chl a)质量浓度呈显著正相关(n=8,r=0.76,P0.001),由此推测8─9月藻类急剧增多可能使人工湖中的TDN转变为PON。生长季人工湖水进入表流人工湿地后PON降低60.02%±22.97%,PON去除量占TN去除量90%以上。PON与Chl a的去除率均表现为8─10月低于4─7月,暗示在浮游生物爆发期人工湿地PON的去除能力可能达到了满负荷。另外,生长季表流人工湿地对水体TDN去除效果不明显(-16.40%±27.88%)。该研究获得结论,水禽栖息的污水进入表流人工湿地后TN去除主要以PON为主,且PON去除率与藻类动态相关。针对此类污水,增强人工湿地PON去除能力将能有效提高污水TN去除率,尤其在藻类爆发期除N效果更为显著。     

生态沟渠净化稻田排水动力学分析和生物相特征

本研究以太湖流域常见的菱角、水葫芦、梭鱼草、圆币草等水生植物和人工水草、塑料立体弹性填料为生态强化载体,构建"水生植物-载体生物膜-菌藻"复合型生态系统,研究了稻田排水中的氮、磷等营养元素的去除特性,构建氮、磷污染物的降解动力学模型,并调查了沟渠内"微生物-藻类"生物相特征.结果表明,生态沟渠运行期间,随着水稻进入不同的生长阶段,系统内氮、磷等营养元素的去除率都呈普遍下降趋势,总磷、氨氮、总氮、硝态氮平均去除率分别达到87.1%、92.3%、77.5%、88.6%,其中氨氮的去除率最高,化学需氧量(CODMn)的去除效果并不显著,各实验周期的污染物降解趋势均符合一级动力学降解模型.经生物相分析揭示:随着复合生态系统运行延续,系统内微生物、藻类的种类及Shannon-Weiner index等多样性指数呈不断增长趋势,表明复合生态系统水质改善后更适于多种类细菌与藻类生存与繁殖;复合生态系统中的菌、藻、水生植物及其表面附着的生物膜对污染物的去除具有协同作用,强化了生态沟渠的自净能力.     

复合塘-湿地系统水生植物时空分布对氮磷去除的影响

利用复合生态塘-湿地处理系统水生植物时空格局异质性,研究了水生植物分布对氮、磷去除影响.结果表明,水生植物种类和数量的分布差异导致各单元氮、磷去除呈现不同的周期变化;水生植物主要通过改变硝化/反硝化进程、自身代谢和化学沉降速率影响NH3、NOx-、有机氮和总磷的去除.系统不同单元中氮、磷去除机制差异决定了NH3和总磷主要在曝气养鱼塘(去除率分别为29.5%、30.1%)、鱼塘(16.9%、17.8%)和水生植物塘(24.5%、19.4%)去除;NOx-主要在芦苇湿地(出水<0.4 mg/L)去除;而有机氮则主要在复合兼性塘(32.3%)和鱼塘(28.1%)去除.此外,生态塘出水中水生植物绝大部分被芦苇湿地所截滤,它们的腐败/释放导致湿地中NH3和总磷的表观去除率偏低(分别小于8.5%和11.5%).     

Pilot-scale studies of domestic wastewater treatment by typical constructed wetlands and their greenhouse gas emissions

Three typical constructed wetlands (CWs) including Vertical Flow (VF), Free Water Surface (FWS), and Subsurface Flow (SF), and combined VF-SF-FWS constructed wetlands were investigated for the treatment of domestic wastewater with low C/N ratio. The performance of nutrient removal and the characteristics of greenhouse gas emissions, such as CH₄ and N₂O, from these CWs were compared. The results indicated that the four types of CWs had high removal efficiencies for organic matter and suspended solid (SS). The combined wetland also showed a comparatively good performance for nitrogen and phosphorus removal, and the removal efficiencies for total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) were 81.3% and 84.5%, respectively. The combined CWs had a comparative lower global warming potential. The FWS CW had the highest tendency to emit CH₄ and led to a higher global warming potential among the four types of CWs, which was about 586 mg CO₂/m²·h.     

梯级河滩湿地模型对受污染河水氮磷和CODCr的净化效果

在贾鲁河畔构建3组并联的梯级河滩湿地模型,引种9种不同类型的湿地植物进行筛选试验,将湿地模型串联运行比较研究3种不同植物配置的梯级湿地对受污染河水的净化效果,在此基础上设定12h和24h等两组不同水力滞留时间,研究延长滞留时间对水质净化效果的影响。试验结果表明：对氮磷和有机物的去除效果挺水植物明显好于沉水植物,其中茭草（Zizania caduciflora）、荆三棱（Scirpus fluviatilis）和狭叶香蒲（Typha angustifolia）去除效果最好;沉水植物和挺水植物对氨氮的去除表现好于浮叶植物;延长水力滞留时间对改善水质净化效果明显,滞留时间由12h延长到24h后,TN、TP、氨氮和CODCr去除率分别提高10.2%、21.7%、30.2%和12.9%,对氨氮的净化效果改善最为明显;挺水植物＋沉水植物＋浮叶植物组合较单纯挺水植物组合在对氨氮和TN去除效果方面表现出较明显的优势,主要是由于不同类型湿地植物所营造的好氧、厌氧环境提高了对氨氮和TN去除效果。研究结果证明在湿地植被组建中,根据进水水质,应灵活选择植物种类,进行合理的植物配置,可提高湿地的净化效果。     

人工湿地生态系统提高氮磷去除率的研究进展

介绍了人工湿地及其去除污水中氮磷的机理，并从湿地植物、基质和微生物三个方面系统地阐述了目前人工湿地系统提高氮磷去除率的研究进展情况；提出了可以通过改良湿地系统设计提高氮磷净化效果、利用培养优化菌种与调节环境条件促进湿地系统氮磷的转化及通过在基质中添加合适的附料、提高人工湿地系统植物多样性从而增加氮磷的吸附吸收的建议，为人工湿地污水净化技术的应用研究提供了有益的参考。     

盐碱土壤基质人工湿地对低浓度氮磷废水的净化效果

采用实验室模拟研究了以盐碱土壤为基质的不同湿地植物人工湿地系统以及对水中低质量浓度氮和磷的去除效率。实验表明，芦苇系统、香蒲系统、车钱草系统和无植物系统均对水中低质量浓度的N具有净化效果。3种植物系统相比，香蒲系统的净化效果较其他二者较佳，芦苇系统与车钱草的净化效果相当；同时实验也表明4种湿地系统对低质量浓度的P不具有净化效果，随着水力停留时间的增加，系统中的P质量浓度反而会有所增加。     

河岸缓冲带对氮磷的截留转化及其生态恢复研究进展

河岸缓冲带是河岸生态系统的重要组成部分,对农业非点源污染物起到有效的截留转化作用。对河岸缓冲带的定义、生态结构特性和功能,河岸缓冲带对氮和磷的截留转化作用以及河岸缓冲带的生态修复现状进行了综合评述。结果表明：草地和森林类型河岸缓冲带均能有效地控制氮和磷向水体中迁移;河岸缓冲带的宽度、水文特征、土壤性质、季节变化以及人为活动等是影响其截留效率的因素;加强退化河岸缓冲带的恢复重建工程,可以保证河岸生态系统的健康。针对目前研究中的不足,提出今后的研究方向,认为应进行长期的大尺度的野外实践研究,并从生态学的角度出发,建立合理的河岸缓冲带健康指标,为退化河岸缓冲带恢复重建提供科学依据。     

Effect of iron addition on the performance of anoxic-oxic membrane process and biological phosphorus removal北大核心CSCD

In order to solve the problem of poor treatment of phosphorus in membrane bioreactor (MBR) with long sludge retention time (SRT), a ferric salt was added to enhance phosphorus removal; FeCl36H2O (Fe/P = 2.0) was added to the reactor. The removal efficiency of nitrogen, organic matters, and phosphorus in the MBR was investigated systematically. Moreover, this study focused on the membrane performance, the change of active sludge flora, and the effect of adding a ferric salt on membrane fouling before and after the addition. It was seen that adding the ferric salt could not affect the removal of COD and NH4 +-N and the removal rate of COD and NH4 +-N reached over 90%. However, the average removal rate of phosphorus was 52%, while the removal rate increased by nearly 40% after adding the ferric salt. The effects of adding ferric salts on the dominant bacteria and biological phosphorus removal of activated sludge were further studied. The results showed that the addition of ferric salt (Fe/P = 2.0) decreased the diversity of active sludge flora and relative abundance of some phosphorusaccumulating organisms and had a negative effect on biological phosphorus removal. The analysis of transmembrane pressure difference (TMP) recording revealed that the concentration of iron salts did not exacerbate membrane fouling. The results showed that the concentration of iron salts entering the membrane bioreactor would reduce the relative abundance and phosphorus removal efficiency of the activated sludge in the system to a certain extent, but it had no obvious effect on membrane fouling. It allowed the effluent to attain acceptable standards, especially with respect to phosphorus removal efficiency. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

湿地土壤因素对污水处理作用的模拟研究

人工湿地是近年来发展较快的污水处理设置,本文用室内模拟的方法研究了湿地土壤在处理生活污水的作用。结果表明,在排除了植物因子的前提下,人工湿地土壤－生生物系统对污水的民人仍具有良好的去除作用。系统不同单位区段对污水中的总有机碳（ＴＯＣ）,总氮（ＴＮ）去除率存在差异,在第一个单位区段的处理效率最高,分别达４８％和３８％,远大于第二、三、四区段,土壤吸收吸附磷的过程中存在着积累现象,土壤磷浓度在第一区段