挺水植物浮岛水质净化模拟

针对地表水生态系统环境治理与生态保护的实际需求,植物修复技术作为成本较低和适用范围较广的生态修复技术,水生植物类型及配置模式对水质净化功能需系统探讨。为解决微污染水体人工湿地水质净化问题,以美人蕉、千屈菜、香蒲、鸢尾和慈姑5种挺水植物及不同配置模式开展水质净化功能研究,筛选水质净化优势植物基础上探讨不同温度下污染物去除效果。结果表明：水生植物在30 d试验周期内对氨氮 (NH₄⁺-N) 的去除率均大于95%;对总氮 (TN) 和总磷 (TP) 的去除率最高的为美人蕉和千屈菜,其中对TN去除率为60.2%、57.8%,对TP去除率最高为66.3%和73.2%;慈姑因植株枯萎掉落下来进入水体,导致植物向水体释放氮磷,释放率分别为18.7%和43.0%;鸢尾组出现根部腐烂状态,并出现反硝化和TP释放。组合植物试验中,鸢尾与美人蕉、千屈菜的组合对污染水体的净化效果要明显优于香蒲与美人蕉、千屈菜组合,适合运用到湿地等生态修复措施治理微污染水中。水质净化优势植物美人蕉在不同环境温度下净水效能研究表明,低温 (5~10 ℃) 条件下TN平均去除率显著降低,对COD的降解速率影响较小,环境温度20~25 ℃条件下美人蕉对微污染水体COD、NH₄⁺-N、TN和TP的去除效率显著高于低温环境;常温环境下复合浮岛植物根际填料样品的细菌群落多样性高于低温环境,常温环境样品中变形菌门 (Proteobacteria) 为优势菌门,低温环境中优势菌门为绿弯菌门 (Chloroflexi) 。     

不同水生植物类型表面流人工湿地系统对污水厂尾水深度处理效果

为了减少污水厂尾水直接排放后对地表自然水体造成一定的污染负荷和生态毒害,选择了5种南方常见的水生植物构建不同的表面流人工湿地处理模拟污水厂尾水,研究在室外动态条件下其对污水厂尾水中污染物的去除效果,并探讨季节变化对人工湿地运行效果的影响。结果表明:5种水生植物类型的表面流人工湿地系统对模拟污水厂尾水具有较好的处理效果,并且表现出随运行时间的延长而呈上升的趋势;各组系统之间对COD的去除不存在明显的统计学差异(p>0.05);风车草+再力花组合挺水植物湿地对TN和TP的去除率最高,其次是苦草和黑藻沉水植物湿地系统,紫叶美人蕉+粉花美人蕉组合生态浮岛和风车草+再力花组合生态浮岛效果较差;在不同季节条件下的污染物去除率由高到低的顺序为:夏季>春季>冬季;温度与COD的去除率无显著相关性,但与TN和TP的去除率呈显著的相关性。     

"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。     

组合型生态浮岛原位修复重污染水体

为解决某人工池塘水体环境污染的问题,采用组合型生态浮岛技术研究了其对该水体的治理效果。结果表明,组合型生态浮岛对此类水体有较好的处理效果,其中化学需氧量(COD)、氨氮(${\rm{NH}}_{4}^{+}$-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除率分别为62.95%、67.45%、51.99%、77.78%,均高于对照组及单一系统处理组。可见在该组合型生态浮岛中,黄花鸢尾的植物吸收、改良型火山石与微生物的协同作用对污染物的去除明显优于单一处理组。合理的植物-填料组合方式可提高污染物的降解效果,且投资小,环境效益好,又可达到一定的景观效果,适用于城镇水体尤其是居住区静态水体的景观治理。     

冬季原位生态组合技术改善二级出水净化效果分析

为改善冬季低温条件河流原位生态组合技术对微污染水净化效果,将某硬质纳污河道改造为实验河道。通过进水流量控制、铁炭填料内电解和耐寒植物3种优化措施,考察人工浮岛、生态河床和生态滤坝组合技术对污水处理厂二级出水净化情况。结果表明,在改善措施完成后,组合技术对COD的去除效果由14.3%提高至19%,NH_4~+-N和TN的去除效果由7.8%和13%提高至15.5%和22.8%,TP去除效果由6.3%提高至12.9%。铁炭内电解增加了脱氮微生物种属和丰度,使微生物活性由0.22 mg·g~(-1)增加至0.3 mg·g~(-1),硝化/反硝化强度由0.97 mg·(kg·h)~(-1)/2.69 mg·(kg·h)~(-1)增加至1.26 mg·(kg·h)~(-1)/3.11 mg·(kg·h)~(-1),显著改善组合技术的脱氮效果。此外,沿水流方向布置耐寒挺水植物-浮水植物-沉水植物,进水TP中55%～86.9%的颗粒态磷得到去除。这对提升寒冷地区受污染河流治理效果具有参考价值。     

组合型生态浮床处理农家乐污水

为了研究由水生植物与人工填料构建的组合型生态浮床对某农家乐污水的净化效果,通过将美人蕉和球形塑料填料组合在一起构建成组合型生态浮床,研究了该组合型生态浮床对农家乐污水的净化效果。结果表明,该组合型生态浮床对化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)都有较好的去除效果,去除率分别达到79.71%、73.88%、88.67%和85.61%,均明显高于基质对照组和植物对照组。可见在组合型生态浮床中,由植物根系吸收、填料吸附及微生物的协同作用对污染物的去除效果要优于单一系统,合理的植物-微生物组合对提高处理该农家乐污水效果具有较好的促进作用。该研究结果为构建适宜当地农家乐废水处理的组合型生态浮床提供了重要的参考和借鉴。     

3种水生植物对富营养化水质的净化性能比较

选择芦苇、狐尾藻、菖蒲3种水生植物净化富营养化水体,考察了不同水生植物及组合对富营养化水体中硝酸盐氮、氨氮、TN、TP、COD、BOD5的去除效果。结果表明,菖蒲对氮、磷的去除效果明显优于芦苇和狐尾藻,狐尾藻在COD的去除上表现出一定的优势,而芦苇对BOD5的去除效果最加。在植物组合处理中,菖蒲+狐尾藻组合对氮、BOD5去除效果最佳,处理28d后,TN、BOD5去除率分别达80%、57%,芦苇+菖蒲组合对TP、COD去除效果优于其他组合,处理28d后,TP、COD去除率分别达87%、72%;处理过程中,狐尾藻生物量增长最多,且对芦苇、菖蒲具有明显的抑制作用,是3种植物中的优势物种。综合考虑水质净化效果及植物生长状况,菖蒲和芦苇可作为富营养化水体的净化植物,而狐尾藻则应该谨慎使用。     

3种植物人工浮岛对生活污水水质动态净化特性的比较

在同等条件下开展了3种植物人工浮岛对生活污水水质处理比较研究,并对它们动态净化处理结果进行比较。结果表明,水体交换时间为7 d时,灯心草、菖蒲、美人蕉3种人工浮岛对总氮的平均去除率分别为48.4%、53.7%和59.3%;对总磷的平均去除率分别为59.3%、65%和69.3%;对COD的平均去除率分别为41.5%、40.5%和40.9%。显然美人蕉对总氮和总磷的去除效果最好,实验证明了美人蕉人工浮岛在对于生活污水处理中有广阔的应用前景。     

植物配置对表层流湿地净化效果的影响研究

以郑州市贾鲁河河水为处理对象,研究了不同植物配置表层流湿地的水质净化效果及影响因素。研究表明,单纯挺水植物湿地对TN、TP、NH4+-N和COD的平均去除率分别为28%、58%、49%和26%;采用沉水植物+浮叶植物+挺水植物组合的湿地对TN、TP、NH4+-N和COD的平均去除率分别为37%、64%、63%和32%,在对NH4+-N和TN的处理效果上表现出明显的优势,DO含量变化是导致处理效果差异的主要原因。研究结果表明,在湿地植物配置上,可从氮循环的角度,通过合理搭配湿地植物,强化硝化反硝化作用,以提高对氮素的去除效果。     

人工湿地-沉水植物塘组合系统治理村镇污染水体

采用人工湿地-沉水植物塘组合系统在不同水力负荷(200、500、1 000mm/d)条件下对村镇污染水体净化效果进行研究。结果表明:在不同水力负荷和污染负荷下,组合系统整体运行稳定、耐负荷能力强、去除效果良好;出水COD达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅲ类标准,出水总磷达到GB 3838—2002的Ⅴ类标准,出水总氮达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准,出水氨氮达到GB 18918—2002的一级B标准。除溶解性正磷酸盐以外,组合系统对污染物的去除效果均随着水力负荷的增加整体呈现出下降趋势,低水力负荷去除效果最优。沉水植物塘在氮、磷去除效果上优于人工湿地,而人工湿地在COD去除效果上则优于沉水植物塘。     

不同季节大型生态净化工程对原水氮素净化效果

为了分析大型生态净化工程在不同季节对水体氮素削减效果,对中国目前规模最大的饮用水源地生态净化工程——盐龙湖进行了研究。原水经生态净化工程后,氮素含量下降明显,春夏秋冬四季NH4+-N去除率分别为:69%、88%、80%和74%;TN去除率分别为25%、78%、60%和27%。各处理单元在不同季节削氮效果都发挥着重要作用,其中挺水植物净化区和沉水植物净化区是整个生态净化工程的核心单元,加强对水生植物的管理,是提升氮素去除率的关键。     

不同水生植物去除水体氮磷的效果

为研究水生植物对污染河流的脱氮除磷效果,实验采用人工配置污水,对大薸、凤眼莲、慈菇、菖蒲、香蒲和水葱这6种水生植物去除氮磷的效果进行了实验研究。结果表明,所选植物都能较好地吸收水中的营养物质,对氨氮(NH4-N)和硝态氮(NO3-N)的去除率分别为93.71%～97.32%和76.69%～92.47%,对总磷(TP)的去除率为76.69%～92.47%,其中菖蒲对NH4-N的去除效果最好,慈菇对NO3-N的去除率最高,香蒲对TP的去除率最高。6种水生植物的氮、磷吸收贡献率分别占水质氮、磷去除率的11.71%～54.57%和17.61%～64.56%。不同种类水生植物对不同污染物的去除能力存在较大差异,因此,在实际应用时可针对污染物的种类来选择水生植物,也可考虑对水生植物之间进行搭配组合用以修复污染水体。     

生态净化工艺在上海崇明农村污水的应用研究

介绍生态净化的工艺方法。通过在上海崇明前卫村建立示范工程,研究以高效生态纤维塘＋潜流式人工湿地组合工艺对有机污染物、氮、磷、浊度等去除效果与机理。结果表明,COD、TN、TP和浊度的平均去除率分别为53.4%、45.3%、49.8%和94.89%。去除有机污染物主要靠微生物代谢,氮的去除主要靠微生物硝化与反硝化,总磷主...     

高盐工业废水人工湿地处理中植物的筛选

通过人工湿地中试实验,考察了芦苇、睡莲、水葱、狭叶香蒲和宽叶香蒲水生植物单元对经生化处理的石油和精细化工工业区的工业废水中盐含量较高、氮磷营养盐含量较低和化学需氧量(COD)含量较高的废水中污染物的去除情况,研究了在植物不同生长阶段系统中COD的去除同盐度之间的关系,探讨了盐度差异对植物生长状况的影响,为确定人工湿地适合的进水盐度,达到有效去除高含盐量工业废水中有机污染物提供依据。结果表明,芦苇、睡莲和狭叶香蒲3种植物单元内高含盐量工业废水中污染物的净化效果较水葱和宽叶香蒲单元的净化效果好:前3种植物单元内COD、生化需氧量(BOD)和总磷(TP)的去除率大约在38%、55%和62%左右,而水葱和宽叶香蒲2种植物单元内COD、BOD和TP的去除率大约在30%、36%和52%左右;系统中各个单元内总氮(TN)去除率都在85%以上。在植物的不同生长阶段,人工湿地系统中氯离子浓度与COD浓度之间的相关性存在差异:植物生长初期,系统中氯离子浓度与系统中COD浓度之间无显著相关性,而在植物生长旺期和末期,两者则成正相关关系。因此,需根据植物的生长阶段调整人工湿地的进水盐度。     

水力条件对复合人工湿地处理城市受污染河水效果的影响

通过对水力负荷、水力停留时间等水力条件的控制,观察其对复合垂直上行流人工湿地处理城市受污染河水效果的影响.一年多来的运行结果表明:水力条件对复合垂直上行流人工湿地去除其他污染物的影响显著,但对总氮去除的影响不大.水力停留时间的延长可提高总磷、氨氮、COD的去除效果;随着水力负荷的增加,总磷、氨氮、COD去除率都有所增加...     

用于水体原位脱氮除磷的新型曝气浮岛填料

针对宜兴城镇化新区河流夏季富营养化的特点,拟采用一种不依赖于植物的新型强化曝气浮岛对该类水体进行原位处理。为强化浮岛筛选合适的填料,研究了3种填料在模拟富营养化自然状态下的挂膜性能,以及对模拟富营养化河流水质的净化效果。结果显示,空心球、鲍尔环和K3填料的终期挂膜量分别为0.6、1.5和2.2 g·L~(-1);空心球和K3填料的净化效果较好,综合考虑工艺的经济性要求,确定空心球作为该工艺的有机类型填料。在此基础上,进一步研究了水质、水温和曝气强度等参数对空心球挂膜的影响。污染物负荷越大,温度越高,其挂膜速度越快,但在实验范围内的温度对最终挂膜量并没有影响。保持较高的溶解氧浓度有利于COD、氨氮和TP的去除,但5 mg·L~(-1)以上的溶解氧浓度不利于总氮的去除,溶解氧浓度为3 mg·L~(-1)时对总氮去除率最高,对COD、氨氮、TN和TP的去除率分别为61.10%、81.45%、58.60%和31.62%。与空心球相比,包括沸石钢渣的组合填料对COD、氨氮、TN和TP的去除速率分别提高了13.01%、51%、86.36%和53.85%。     

天津地区生态沟渠不同植物配置对氮磷去除效果研究

为筛选适宜天津地区的生态沟渠及提高其净化效果,设置了2组沟渠植物配置试验,研究不同植物配置模式下沟渠氮磷去除效果。结果表明:在沟底种植不同水生蔬菜中,空心菜(Ipomoea aquatica)对氮磷的净化作用较好,总氮、总磷的去除率分别为49.00%、56.05%。在沟壁种植不同护坡植物中,水葱(Scirpus validus)对氨氮、总磷的拦截较好,去除率分别为40.74%、45.24%,显著高于油莎草(Cyperus esculentus L.)和梭鱼草(Pontederia cordata)。综合比较2组植物配置模式的沟渠,以空心菜(沟底)+水葱(沟壁)植物配置的生态沟渠氮磷去除效果最佳,总氮、硝态氮、氨氮和总磷的去除率分别为49.00%、59.04%、43.91%、56.05%。该植物搭配生态沟渠是适宜天津地区治理氮磷污染的一种可行模式,研究成果将为治理天津地区面源污染提供技术指导。     

透水坝原位净化山溪性污染河流

针对苕溪流域山溪性河流锦溪水质污染的现状,结合河流水文特征在河道内建设了三级透水坝,考察其对河流水质原位净化的效果。结果表明,透水坝有利于减缓山溪性河流的水速,对水流所携带的悬浮颗粒进行拦截、沉降,对河水浊度的平均去除率约为25%,并可将河水溶解氧（DO）提高1 mg/L以上。透水坝对河流水质的净化效果呈现明显的季节波动,夏季对COD、NH3-N、TN和TP的去除率最高,可维持在20%以上。秋季污染物去除效果有所下降,可能是由于水体中硝化-反硝化菌活性降低、水生植物同化吸收能力有限造成。将来可在透水坝壅水区内优化搭配种植挺水与沉水植物,改善其对氮磷的去除效果。     

复合填料土壤渗滤系统处理农村生活污水的效果

为了加强农村生活污水综合治理,本研究以农村生活污水为研究对象,选择了以粉煤灰和腐熟牛粪作为填料配合土壤的2套不同装填方式的土壤渗滤系统,分别用于去除污水中的COD、总磷、总氮和氨氮.系统1对COD、总磷、总氮和氨氮的平均去除率分别为85.8%、98.1%、78.4%和93.7%,系统2的去除率分别为87.1%、96.0%、73.4%和95.5%.结果表明,两系统对污水中的污染物均有较好的去除效果.通过方差分析比较两系统的去除效果发现,装填方式对COD去除效果影响不大,而对总磷、总氮和氨氮的去除效果差异显著.但从污水处理效果综合比较,以分层装填方式的系统1对污染物的去除效果优于全混合装填方式的系统2.     

不同湿地植物及其组配对富营养化水体的净化效果

在西安市浐灞河湿地植物调查的基础上,选取优势种菖蒲(Acorus gramineus)、芦苇(Phragmites australis)、荷花(Nelumbo nucifera)和鸢尾(Iris wilsonii)作为试验植物,研究了4种植物及其不同组配对水体总氮、氨氮、硝态氮和总磷的去除效果。结果表明:芦苇+菖蒲对总氮的净化效果最好,平均去除率为54.72%,但去除率最大值(94.98%)出现在菖蒲处理39d时;鸢尾+芦苇对氨氮的净化效果最好,平均去除率为60.56%,但去除率最大值(93.60%)出现在菖蒲+鸢尾处理39d时;芦苇+菖蒲对硝态氮的净化效果最好,平均去除率为50.54%,去除率最大值(94.63%)出现在芦苇+菖蒲处理39d时;鸢尾+芦苇对总磷的净化效果最好,平均去除率为52.35%,去除率最大值(86.93%)出现在鸢尾+芦苇处理39d时。