反应器理论在复合垂直流构建湿地水流流态研究中的应用

运用反应器理论研究了一种新型的复合垂直流构建湿地系统(IVCW)的水流流态,由示踪剂试验得到水流停留时间分布(RTD),从而确定了IVCW在水力负荷为200～800mm/d时,停留时间为19～35h,并由RTD曲线的特征值确定IVCW的水流流态介于理想推流与完全混合流之间,同时应用离散流模型,不仅较好地模拟了IVCW的实际水流流态,还得到了水流的Peclect准数在11～19之间.通过有植物与无植物系统的对照发现植物根系有利于IVCW的水流流态接近理想推流状态.     

人工湿地中试系统基质中藻类组成的研究

从2003年3月到2004年2月，在水力负荷为600mm／d的条件下研究了人工湿地中试系统（medium scale plot，MSP）基质中藻类的组成．结果表明，栅藻、小球藻、盘星藻、空星藻、纤维藻、舟行藻、小环藻、平裂藻和颤藻属的一些种类在下行池基质各层不同季节均有出现，下行池表层藻类较丰；上行池基质中不同季节的藻类组成中念珠藻和鱼腥藻均为固氮种类，菱板藻、舟行藻和卵形藻属的一些种类在上行池表层出现较多，上行池藻类组成较下行池少．本实验探讨了在人工湿地基质中存在的藻类组成，为湿地除藻机理和评估系统的稳定性提供参考．图1表2参10     

复合垂直流湿地反应动力学及水流流态的研究

 提出一种新型的复合垂直流湿地系统(IVCW),并对其反应动力学和系统的实际流态进行了研究.经过中试的运行试验,得到了系统对COD去除的反应速率方程,由示踪剂试验确定了系统中水流的停留时间分布(RTD),提出RTD的不同是湿地处理效率差异的主要原因,进而运用串联反应器模型和离散流模型两种非理想流态模型,模拟IVCW的实际水流流态,经过比较发现离散流模型模拟的效果较好.     

复合构建湿地运行初期理化性质及氮的变化

研究了在间歇式进水条件下，复合构建湿地系统对氮的去除效果，阐述了湿度要、溶氧、pH等理化因子变化的原因。实验初期，系统尚处于不稳定时期，对N的去除不够理想。随着筚驼逐步步和稳定状态，对KN、NH4^ 、N、NO2^-有明显的去除效果，平均去除率分别为50％、66％和71％。硝化－反硝化作用是氨氮去除的主要途径。从总体上看，有植物系统中硝态氮的出水含量较对照系统同，说明间歇式进水以及植物的存在都有利于硝化作用的发生。实验发现，复合构建湿地在冬季仍能较好地改善水质，是一种有效的水链管理对策，对受污水体水质改善和水生态系统恢复具有重要意义。     

复合垂直流人工湿地对不同氮污水的净化

通过向天然湖水中分别添加硝酸钾、碳酸铵和尿素配制成含不同态氮的人工污水,研究了复合垂直流人工湿地对不同含氮污水的处理效率。结果表明,增加硝酸钾量,随着进水硝态氮浓度的增大,TN、硝态氮的去除率先增大后减小,亚硝态氮去除率减小;增加碳酸铵量,TN、氨氮去除率先增大后减小,硝态氮、亚硝态氮去除率减小;增加尿素量,TN的去除率先增大后减小,无机氮的去除率呈下降趋势。本文同时分析了不同形态氮在湿地系统中的转化机制以及系统进出水理化参数的变化。     

构建湿地基质微生物与净化效果及相关分析

 利用平皿计数法和其他传统方法,研究了复合垂直流构建湿地基质微生物数量的季节变化以及它们与污水净化效果的相关性.结果表明,不同月份复合垂直流构建湿地基质中的微生物数量也不相同;构建湿地净化污水的过程中,下行流池发挥了主要作用;构建湿地基质中微生物数量与污水中的KN以及COD_Cr的去除率存在显著相关性,说明微生物的活动是它们去除的主要途径;构建湿地基质中的微生物数量与TSS以及TP的去除率没有明显的相关性,这说明TSS和TP的去除有其他途径.本研究为进一步利用构建湿地处理污水提供了依据.     

复合垂直流人工湿地污水处理系统硝化与反硝化作用

研究了复合垂直流人工湿地各基质层的硝化与反硝化菌数量以及硝化与反硝化作用强度.结果表明,基质中硝化菌数量为7.5×10³～1.1×10⁵MPN·g^-1,反硝化菌数量为7.5×10⁶～1.1×10⁷ MPN·g^-1.硝化作用强度为0.01～6.35μg·(g·d)^-1,反硝化作用强度为3.37～4.19μg·(g·d)^-1.沿水流方向硝化菌数量和硝化作用强度明显降低,其变化趋势呈显著正相关(r=0.9661,p＜0.001).反硝化菌数量和反硝化作用强度比较稳定,沿水流方向略有上升,其变化趋势呈显著正相关(r=0.7722,p＜0.025).沿水流方向,硝化作用与反硝化作用强度变化呈显著负相关(r=-0.9776,p＜0.001),这与人工湿地的溶氧状况和污水中氨氮含量较高相一致.     

人工湿地系统去除藻毒素研究

以含水华的鱼塘水作为进水灌溉两套上行流－下行流人工湿地系统,系统内种植芦苇等水生植物。灌溉一周后收集人工湿地进出水水样,用ＨＰＬＣ法检测其藻毒素定量,结合温度、电位、溶氧等理化指标和细菌、藻类数量的变化,分析人工湿地系统对藻毒素的去除效果及影响其效果的可能因素。结果表明,人工湿地系统对藻毒素有一定的去除效果优于茭白－石菖蒲组合的湿地系统。在三种主要藻毒素ＲＲ、ＹＲ、ＬＲ中,湿地对ＹＲ的去除效果最好     

构建湿地堵塞问题的研究

研究了复合垂直流构建湿地(IVCW)中与填料堵塞相关的填料粒径、渗透性能、有机质含量等因素的变化.经过颗粒分析得知填料粒径在2～5mm间,运用自制的砂样管对填料进行原位采样,渗透试验结果表明IVCW填料层的渗透系数随填料深度的增加而增加.IVCW填料各层中,渗透系数最小值存在于表层以下15～30cm处.IVCW系统运行52个月后,仅填料表面至15cm深处有少量有机质存在,15cm深度以下有机质含量极少,表明IVCW系统运行稳定,未出现堵塞现象.文中通过分析填料堵塞的影响因素提出相应的预防措施和对策.