菖蒲人工湿地对城市生活污水的净化研究

分别研究了土壤、粉煤灰和土壤及粉煤灰3种基质构建的菖蒲模拟人工湿地系统对城市生活污水的净化效果,并探讨了进水流量对城市生活污水净化效果的影响。结果表明,用粉煤灰基质构建的菖蒲模拟人工湿地系统的TP、TN、NH4+-N、浊度净化效果最佳,去除率最高,分别可达99.7%、85.8%、99.5%、99.3%;用粉煤灰和土壤基质构建的菖蒲模拟人工湿地系统的COD净化效果最佳,去除率最高,可达83.2%。因此,菖蒲人工湿地系统对城市生活污水的净化能力强,尤其适合广大中小城市生活污水的处理,具有极其广阔的应用与推广前景。     

水力停留时间变化对2种人工湿地净化效果的影响

依托建立在新沂河河漫滩的人工湿地中试工程开展现场实验,研究分析水力停留时间变化对2种人工湿地污染物净化效果的影响。结果表明:水力停留时间的变化显著影响潜流和垂直流湿地污染物净化的效果,2种湿地高锰酸盐指数和氨氮(NH4+-N)去除效果随水力停留时间的变化均呈现先上升后下降的趋势。垂直流人工湿地显示出比潜流湿地更好、更稳定的污染物净化效果,其高锰酸盐指数和NH4+-N去除效果的最佳停留时间均出现在2 d左右,2种污染物的去除率分别达到93.1%和87.7%;而潜流湿地在水力停留时间为2 d左右时高锰酸盐指数去除率最高,达到92.3%,在2.5 d左右的时候NH4+-N去除率最高,达到81.5%。潜流和垂直流湿地都适合应用于新沂河污染河水的处理,在设计和实践应用中,两者的水力停留时间参数均可设定为2 d。     

北方景观水体中生态浮床的植物筛选与水质净化效果

以千屈菜(Lythrum salicaria L.)、黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)、鸢尾(Iris tectorum Maxim.)3种植物为对象,研究了北京市朝阳区景观水体中生态浮床的植物筛选与水质净化效果.结果显示,千屈菜、黄菖蒲、鸢尾均生长迅速,且千屈菜表现最佳;移栽4个月后,3种植物的生物量分别较初始增加了15.9、8.5和13.1倍,达到945.5、489.2和585.0 g/m2.千屈菜对水体氮、磷的吸收去除能力显著(P<0.001)高于黄菖蒲和鸢尾,其总氮、总磷吸收量分别为黄菖蒲的2.2倍和2.3倍,为鸢尾的2.1倍和1.9倍.生态浮床的水质净化效果总体良好,运行60 d后,水体总氮、总磷浓度分别从16.28和0.27 mg/L降低至5.70和0.18 mg/L,二者去除率分别为65.0%和35.0%.研究表明,千屈菜、黄菖蒲、鸢尾在营造景观和净化水质方面协同作用良好,其中千屈菜表现尤为突出,可作为北方地区生态浮床的首选植物.     

水力负荷对人工湿地修复富营养化景观水体效果的影响

水力负荷对湿地的去污效果有直接影响,但目前的研究一般限于去除率方面,缺少对污染物去除总量影响的研究。为综合考察水力负荷对人工湿地修复富营养化景观水体效果的影响,以某会议中心富营养化景观水体生态修复工程中的2#人工湿地为研究对象,研究了其在水力负荷分别为1.03、1.37m/d时的水质净化效果。结果表明:当水力负荷由1.03m/d提高到1.37m/d时,2#人工湿地仍具有较好的COD、TN和TP去除效果;COD和TN的总平均去除率略有下降,但水力负荷为1.37m/d时的COD和TN总平均去除量比水力负荷为1.03m/d时总平均去除量分别高28.29%和20.96%,对COD和TN总量的控制效果显著;TP的去除受水力负荷的影响较小,在两种水力负荷条件下均具有较高的去除率。     

曝气对两种人工湿地污水净化效果的影响

采用复合垂直流和水平潜流2种人工湿地处理混合污水,研究了在气水比(曝气体积/湿地进水体积)为2、4、6、8和10时2种人工湿地对污水的净化效果.结果显示:(1)复合垂直流人工湿地以气水比为2进行曝气时,对污水的净化效果最好,上行池出水的COD、TN、NH4+-N、NO3--N平均去除率比不曝气时分别提高了16.47%、...     

"生态浮岛+"对黑臭水体的净化效果与机制研究

传统生态浮岛在水质净化处理时存在浮水植物吸收污染物能力有限,深水处理效果不佳等问题。针对上述局限性,尝试将生态浮岛、活性炭纤维组件和曝气组件进行自由组合,形成"生态浮岛+"装置并用于黑臭水体净化处理。经过22d的处理,基于生态浮岛+活性炭纤维+曝气的"生态浮岛+"全组合装置对COD、TN和TP的去除率分别达到83.9%、50.2%和26.4%,而传统生态浮岛对COD、TN、TP的去除率分别为70.5%、39.2%、17.9%,COD、TN、TP的去除率分别提升了13.4、11.0、8.5百分点。"生态浮岛+"利用颗粒物沉降、植物吸收、微生物降解以及活性炭纤维吸附等协同作用净化水质,可以适应不同水质、水深的水体,使用范围更广,适应性更强。     

人工湿地中基质与植物对污染物去除效率的影响

针对太湖五里湖富营养化水体,采用中试规模的人工湿地现场实验开展了不同基质、不同植物的污染物去除效果研究。基质采用炉渣和沸石2种,在一个湿地池种植单一植物茭白,另一个湿地池种植鸢尾＋菖蒲混合植物,同时构建了无植物的对照组湿地。研究表明：（1）在运行初期,沸石和炉渣2种基质对TN、TP的去除率差异为12.5%和12.6%,吸附饱和后,2种基质对TN和TP的去除率差异缩小为3.2%和6.1%,从长期运行来看,炉渣和沸石2种基质在人工湿地中的去除效率差异将减小;（2）茭白单一植物湿地对污染物的去除率与鸢尾＋菖蒲混合植物湿地对污染物的去除率两者之间差异不大;（3）人工湿地种植植物后对TN、TP的去除率比无植物状态时分别高出13.6%和19.5%,植物在人工湿地中对污染物的去除发挥了重要作用;（4）在本试验条件下,茭白吸收所去除的氮数量为湿地氮总去除量的8.95%,茭白吸收去除磷的数量为湿地磷总去除量的20.16%,在人工湿地中,茭白吸收对磷的去除效率比对氮的去除效率高。     

不同基质复合垂直流人工湿地对富营养化景观水的净化效果

研究了两套不同基质复合垂直流人工湿地小试装置在不同季节对富营养化景观水的净化效果,分析了温度变化对污染物去除效果的影响,考察了微生物的硝化强度和反硝化强度以及基质理化性质对植物生长状况的影响,并探讨了氮、磷的去除途径.结果表明:不同基质复合垂直流人工湿地随季节变化对浊度、COD和磷的去除效果差异不明显;温度降低对脱氮效果影响显著,对磷的去除影响不大.沸石-页岩湿地硝化强度和反硝化强度优于砾石湿地.采用沸石作为基质可以提高系统对氮的去除效率,促进湿地植物的生长.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基质对磷的吸附沉淀作用是复合垂直流人工湿地去除氮、磷的主要途径;植物吸收分别占湿地TN、TP去除量的16%和35%左右,也是个重要途径.     

基质结构对水平潜流人工湿地净化效果影响

为研究基质填充结构变化对人工湿地净化效果的影响,构建2个不同基质结构的对比水平潜流人工湿地实验系统,对城市污水处理厂出水进行深度处理。实验结果表明,1～7 mm石英砂均混填充结构人工湿地系统对COD、NH4+-N和TP的平均去除率分别为49.5%,40.1%和56.1%;比较而言,1～7 mm石英砂分层填充结构湿地系统对3种污染物的平均去除率分别为53.7%,60.4%和68.6%。方差分析表明,不同石英砂结构的人工湿地对COD、NH4+-N及TP的净化效果差异显著(p<0.05)。此外,不同水力停留时间条件下,基质填充结构不同的湿地系统对以上3种污染物的净化效果也存在显著差异(p<0.05),去除率随着水力停留时间的增加而升高,当HRT为36 h时,各系统均能取得较好的净化效果。     

李氏禾人工湿地净化Cr（Ⅵ）污染水体的性能研究

利用湿生铬超富集植物李氏禾构建的三段式波形潜流式人工湿地,研究了湿地系统对Cr（Ⅵ）污染水体的净化效果。结果显示,李氏禾湿地系统对Cr（Ⅵ）污染水体的净化效果明显好于无植物的对照。当进水Cr（Ⅵ）浓度为2．50mg／L时,李氏禾湿地系统出水Cr（Ⅵ）浓度显著低于对照,说明李氏禾在湿地系统净化Cr（Ⅵ）污染水体中发挥了重要的作用。当进水Cr（Ⅵ）浓度超标150倍（7．50mg／L）时,李氏禾湿地系统出水Cr（Ⅵ）浓度仍可达到国家地表水环境质量标准（0．05mg／L）,表明李氏禾湿地系统具有很强的Cr（Ⅵ）污染净化能力。沿程Cr（Ⅵ）浓度的变化显示,湿地系统对Cr（Ⅵ）的去除效率随水流方向逐渐降低,Cr（Ⅵ）主要在湿地系统的前两个阶段被去除。     

人工湿地基质再生技术的研究进展

人工湿地中基质对污染物的吸附是一个有限的过程,对其进行再生可减缓净化效果的下降趋势,降低周期性更换基质的材料消耗和购置成本,回用营养物质于农业。基质可以通过物理、化学或生物的方法原位或异位再生。其中生物再生成本低廉,生态友好且具有可持续性,是基质脱氮再生的最有效途径,可以通过优化离子浓度和交换速率,碳源、溶解氧、微生物群落结构等提高再生效果和速率。基质除磷物理再生效果受基质类型、磷浓度负荷、落干休作开始时机和持续时间等的影响,其操作简便,可在人工湿地的日常运行管理中原位实施。化学再生效果受基质种类、再生试剂的成分和浓度、环境条件如温度、pH值、Eh值和DO值等的影响,可在基质吸附饱和后作为应急措施使用。     

李氏禾人工湿地净化Cr(Ⅵ)污染水体的性能研究简

利用湿生铬超富集植物李氏禾构建的三段式波形潜流式人工湿地,研究了湿地系统对Cr（Ⅵ）污染水体的净化效果。结果显示,李氏禾湿地系统对Cr（Ⅵ）污染水体的净化效果明显好于无植物的对照。当进水Cr（Ⅵ）浓度为2.50 mg/L时,李氏禾湿地系统出水Cr（Ⅵ）浓度显著低于对照,说明李氏禾在湿地系统净化Cr（Ⅵ）污染水体中发挥了重要的作用。当进水Cr（Ⅵ）浓度超标150倍（7.50 mg/L）时,李氏禾湿地系统出水Cr（Ⅵ）浓度仍可达到国家地表水环境质量标准（0.05 mg/L）,表明李氏禾湿地系统具有很强的Cr（Ⅵ）污染净化能力。沿程Cr（Ⅵ）浓度的变化显示,湿地系统对Cr（Ⅵ）的去除效率随水流方向逐渐降低,Cr（Ⅵ）主要在湿地系统的前两个阶段被去除。     

基质粒径与排空时间对潮汐流人工湿地运行效能的影响

潮汐运行是强化人工湿地供氧的一种有效途径。为了解基质粒径对潮汐流人工湿地(TFCWs)处理效果及复氧过程的影响,研究了不同基质粒径TFCWs的处理性能,建立了TFCWs排空期氧转移过程的研究方法。结果表明基质粒径影响湿地对NH₄⁺的吸附性及排空期基质孔隙氧体积占比进而影响处理效果,7~9 mm基质粒径的湿地达到最佳的氨氮去除率82.6%,3~5 mm基质粒径的湿地达到最佳的COD去除率88.2%,粒径基质小的湿地中氨氧化菌属和反硝化菌属的相对丰度更高,脱氮能力强;分析排空期基质孔隙氧体积占比变化与湿地微生物耗氧过程的联系,能够优化潮汐流湿地系统的排空时间,湿地微生物的耗氧活动主要集中在氧体积占比快速下降阶段,更长的排空时间对复氧能力没有明显提升,本研究中8 h的排空时间即可满足湿地系统的氧需求。     

运用无动力人工湿地分散式处理农村生活污水的研究

针对农村生活污水排放分散、难以集中处理等特点,以长沙市望城区光明村3户典型家庭为例,采用无动力人工湿地系统分散式处理农村生活污水,并比较冬、夏两季人工湿地对居民生活污水的净化效果。结果表明,构建的无动力人工湿地对农村生活污水净化效果明显,冬季生活污水COD、TP、TN、氨氮、SS的平均去除率分别达71.83%、97.20%、83.52%、55.34%、71.79%;夏季COD、TP、TN、氨氮、SS平均去除率分别达91.52%、93.99%、83.22%、75.15%、65.04%。经人工湿地净化处理后,TP、TN、氨氮可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A或一级B标准,COD可以达到GB 18918—2002二级标准,但人工湿地对COD及氨氮的去除受冬季低温影响十分显著,且出水SS不能达到GB 18918—2002相关标准,建议增加拦截设施或在冬季设置保温措施以提高人工湿地对农村生活污水的净化效果。     

生物/生态技术协同修复城市景观水体的现场试验研究

针对武汉动物园鹤岛水体的污染状况,结合景观建设,采用生物滤罐和生态型岸边带相结合的生物/生态技术对该水体进行循环净化。实验结果表明,该净化系统对鹤岛水体水质有很大的改善作用,解决了以前水体混浊、夏季水体中藻类浓度高的问题,景观功能明显提高。该系统中生物滤罐起主要作用,夏季净化效果较好,对于总氮（TN）、总磷（TP）、COD、溶解态氮、氨态氮都有很好的净化效果;冬季效果略差,以过滤作用为主,对溶解态污染物去除作用微弱。岸边带在冬季基本没有净化效果,夏季则净化作用较为显著。     

生物质碳源组合型生态浮床系统脱氮效果研究

利用农业废弃物和水生植物,结合水下空间与水面景观,构建集成脱氮技术的新型立体组合式生态浮床系统用以地表水体中氮的脱除以净化水质。立体生态浮床运行2个月之后的结果显示,NH3-N、TN和CODMn的去除率可分别达到96.77%、95.51%和77.75%,本浮床具有较高脱氮能力,水体净化效果明显;同时,整个生态浮床系统的生物多样性较为丰富,原水分别为Ⅴ类和劣Ⅴ类的池2和池5中分别鉴定出6种和8种主要氨氧化菌谱带,位于系统中部的玉米芯和稻草表面微生物多样性丰富程度较高;稻草和底泥中氨氧化菌的谱带种类最多。与池2相比,池5中除了存在共有谱带外,还存在特有谱带h和j带,表明可能有特殊氨氧化菌群的存在。本组合型生态浮床具有同步硝化与反硝化作用,利于沉水植物生长,并能促进水生态系统构建。     

人工湿地净化造纸废水尾水及优势植物筛选

通过象草、灯芯草、水葱、风车草4种植物人工湿地系统对造纸废水的处理,探讨了湿地系统对COD、NH+4-N和TP的去除能力,考察了湿地植物的净化作用与效果。结果表明,植物的引入能显著提高湿地系统对造纸废水的处理效果;植物人工湿地系统中COD、NH+4-N和TP去除率均随水力停留时间的延长而增加;4种植物人工湿地系统对COD去除效果均较好,其中水葱湿地系统最佳,COD去除率可达98%以上;水葱和灯芯草湿地系统对NH+4-N和TP的去除效果较好,其去除率分别可达85%和80%以上。综合比较4种植物的综合净化能力,水葱和风车草最好,灯芯草次之,象草最差,水葱和风车草是人工湿地处理造纸废水的适宜选择。     

处理湖水的垂直流湿地中陶粒的磷吸附特性

研究了净化城市湖泊(宜兴团汣)湖水的3个下行垂直潜流人工湿地(运行1年)中的不同深度层的陶粒对磷的吸附特性.结果表明,当标准液KH2PO4-P为5 mg/L和10 mg/L时,上层陶粒的磷吸附能力强弱依次是1#美人蕉湿地(2.98和4.63 mg/kg)﹥2#曝气湿地(1.78和3.71 mg/kg)﹥3#无植物湿地(1.56和3.42 mg/kg);下层陶粒的磷吸附能力从强到弱排序依次是:1#美人蕉湿地(3.51和5.43 mg/kg),3#无植物湿地(3.01和4.39 mg/kg),2#曝气湿地(2.44和4.14 mg/kg).综合对比,1#美人蕉湿地中陶粒具有更强的磷吸附能力,1#湿地中陶粒的磷吸附能力比后两者分别高出23.69%和31.16%.同一湿地的下层陶粒比上层陶粒有更强的磷吸附能力,当标准液中磷浓度为10 mg/L时,1#、2#和3#下层陶粒磷吸附量分别为上层陶粒的1.17倍、1.12倍和1.28倍.     

铝污泥人工湿地对含氟水体主要污染物的去除效果及分布特征

全氟化合物(PFCs)作为一种典型的新兴污染物,在自然环境中不断检出,其暴露水平、来源影响及去除方式备受关注。本文选取铝污泥人工湿地和普通人工湿地,通过动态实验探究了其对复合污染水体中C、N、P和PFOS的去除效果及各污染物在系统中的空间分布特征。结果表明,2种人工湿地可以协同去除水体中的C、N、P和PFOS,但C、N、P的去除效果会受到PFOS的抑制作用,并且去除率的降幅随着PFOS质量浓度的增大而增大。当初始PFOS质量浓度为250 µg·L⁻¹时,铝污泥人工湿地对C、N、P的去除率分别为(52.47±2.21)%、(65.79±1.87)%和(68.68±1.47)%;铝污泥人工湿地中植物对氮磷去除贡献率为28.81%,比无PFOS时提高5.27%;铝污泥人工湿地对PFOS的去除率为(73.24±2.56)%,比普通人工湿地高8.46%,填料中PFOS质量占比在2种类型的湿地系统中分别为(56.23±1.27)%和(40.28±2.55)%。铝污泥人工湿地对含氟水体中污染物的削减作用较好,且C、N、P的去除效果受PFOS胁迫作用较小。     

重庆冬季水芹浮床对富营养化水体的修复

结合重庆地区冬季水体富营养化现状和水芹生长特性,通过水芹构建了生态浮床,实验观察了不同密度、不同基质水芹浮床在冬季低温条件下对富营养化水体的净化效果。研究表明,在9.5~10.5℃下,水芹浮床对富营养化水体有较好的净化效果,总氮(TN)、总磷(TP)和叶绿素a的平均去除率分别为78.8%、86.0%和67.8%。水芹浮床对TP去除效果与密度有关,密度越大效果越好。不同基质水芹浮床对TN的去除有较好的促进作用,陶粒基质的去除效果优于黄砂基质对TN的去除效果。水芹浮床的溶解氧(DO)呈现先下降后上升的趋势,范围在5.5~10.1 mg/L。