长江大保护中尾水型人工湿地的应用研究：以江东水生态公园为例

为评价长江大保护中尾水型人工湿地的运行效果,针对性地提出运维管理建议,以芜湖江东水生态公园为例,于2021年7月—2022年1月对其不同功能单元出水进行监测,分析各单元对污染物的去除路径及影响因子。结果表明：净化效果方面,在尾水水质较好的前提下(COD、NH₃-N、TN、TP等污染物浓度指标均远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准),江东水生态公园对各污染物的去除效果仍较好,其中强化表流湿地对NH₃-N、TN和TP的平均去除率分别为85.53%、17.60%和33.71%,串联于强化表流湿地后端的生态涵养塘具有进一步削减强化表流湿地出水中污染物的能力,其中在夏秋季(8—10月)对NH₃-N和TP的平均去除率分别为27.04%和22.51%。影响因子方面,温度和溶解氧浓度对人工湿地脱氮效果影响较大,可在冬季采取保温增氧措施,并根据运行实际综合采取小剂量分批次投加植物碳源,优化潜流湿地填料,设计多级人工湿地串联系统等手段,进一步保障长江大保护尾水型人工湿地运行效果的可持续性。     

妫水河湿地植物作用及调水水质响应模拟

本文基于湿地植物在河流湖泊中的物理、生化反应机制,应用MIKE21中EcoLab的编辑功能,建立湿地植物的水质模块,将植物的阻流、产氧、耗氧及微生物和植物吸收营养盐过程参与计算中,耦合湿地水动力实现水质模拟.在对妫水河表流湿地调研及监测基础上,建立妫水河下游与三里河的模型,考虑湿地植物类型、分布及水量变化下的植物有效面积等作用,定量研究工程尺度上河流湿地水动力及水质净化效果.计算中采用实测数据率定湿地植物对水质作用的关键参数,并对模拟结果进行验证.通过模拟,无循环系统对支流三里河及上游调水时,岸带湿地建设后相比建设前,下游出口处氨氮、磷酸盐和总氮的浓度下降了14.29%、 33.33%和20.00%;循环系统运行后,三里河和妫水河上游流量分别增加0.4 m³·s^-1,使得部分河段水位抬升,断面平均流速略有增加,三里河和妫水河的有效湿地覆盖率分别增加了144.44%和13.16%,出水口处水质与工程前相比,氨氮、磷酸盐和总氮分别下降了35.71%、 50.00%和46.67%,循环体系的建设加强了湿地净化功能.模型有机地将湿地植物分布融合进模型...     

浅析潜流湿地在北方尾水净化中的应用

国内污水处理厂尾水深度净化需求不断加大,而人工湿地因具备运行费用低、维护管理简单方便、生态景观效果好等优点,成为此领域的主流工艺之一。北方地区因冬季天气寒冷,主要采用保温性较好、净化效率高的潜流湿地工艺。文章系统介绍了潜流湿地的定义、结构形式和净化原理,并对北方地区尾水净化潜流人工湿地的设计、施工、运维要点进行了说明,分析了潜流湿地用于北方地区污水处理厂尾水净化存在哪些优势和不足,并对其未来发展方向进行了展望。     

长兴岛污水处理厂尾水外排影响数值模拟研究

针对长兴岛污水处理厂的远期规划,使用Delft-3D模型系统建立了长江口杭州湾大范围海域二维水动力、水质模型,采用边界贴体正交曲线网格,克服了计算区域边界的不规则性。应用模型对污水外排长江口的环境影响进行数值模拟分析。结果表明：模型能较好地模拟长江口及毗邻水域的水位、流场和污染物浓度的变化过程;长兴岛污水处理厂尾水排放对水质的影响非常小,无论是枯季还是洪季,排放口附近水域NH3-N和COD（Cr）的浓度增量都远低于0.1 mg/L;尾水排放对附近水域环境敏感目标（如青草沙水源地、九段沙湿地自然保护区）的影响十分有限。     

生化生态组合人工湿地系统对城镇污水处理厂尾水的净化效果研究

以江阴市新桥镇人工湿地系统为研究对象,采用生态生化组合湿地工艺处理污水处理厂尾水,研究生物-生态组合湿地的运行状况和小城镇污水处理厂尾水的进一步净化效果。研究结果表明:生物生态组合人工湿地系统对尾水中污染物具有较好的去除效果,对COD、氨氮、TN和TP的平均去除率分别为29%、31%、18%和8%,平均出水浓度分别为35.54,0.97,10.77,0.11 mg/L,完全符合GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。研究结果能够为城镇污水处理厂尾水生态处理技术和管理的改进提供数据支撑和理论基础,为以后湿地生态系统的推广和示范研究提供直接的理论依据和实践经验。     

人工湿地在工业园区污水厂尾水处理中的工程应用

针对工业园区污水处理厂出水中有机污染物、氮、磷等超标问题,采用"水平潜流+表面流"复合人工湿地工艺,对污水处理厂尾水进行深度净化。运行结果表明:湿地系统净化效果良好,运行稳定,对SS、COD、BOD5、TN、NO-3-N、NH3-N和TP平均去除率分别为58.3%、35.7%、47.4%、52.8%、65.4%、52.6%和53.6%,出水水质指标(除SS外)达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。该工程具有显著的生态效益和社会效益。     

尾水外排长江口水域数值模拟的网格生成研究

尾水外排入长江口水域的数值模拟中,为提高对该水域中水动力场、浓度场模拟的精度,采用坐标变找方法建立了泊松方程控制的贴体正交曲线网络系统。选择适当的聚并函数控制的方法生成网格的结果,与拉普拉斯方程变换后的贴体正交曲线网格系统进行了比较分析,表明相同条件下前者效果更好,具能很好地拟合研究区域的复杂边界及计算水域,该方法适用于含有小岛的长江口水域复杂的多连通域的网格生成。     

河流湿地的生态修复及水质保护工程实践——以淇河湿地生态治理工程为例

以淇河湿地生态修复及水质保护工程为例,分析了湿地系统面临的主要问题,提出了“湿地底泥生态疏浚、生态缓冲塘、人工湿地、岩石开采场生态修复”等系统化工程措施。并对农村生活污水进行了污染源分析,深入研究了人工湿地净化工程的处理规模、工艺流程、设计参数等关键技术,最终构建了“湿地生态修复+人工湿地水质净化”的系统湿地生态治理工程措施,并建立了湿地监测、湿地生态保护管理中心及现代化的信息管理系统等配套工程。通过工程的实施,可以减少湿地底泥内源污染、降低流经区域的面源污染,削减农村无组织排放地表径流污染,对湿地水体生态修复及水质保护起到工程示范作用。     

抚仙湖马料河人工湿地水质净化效果评估研究

从污染物去除百分率、污染物削减量及污染物表面负荷去除量等不同角度对抚仙湖鸟料河人工湿地的水质净化效果进行了分析，结果表明TN、NH3-N和TP的平均去除率分别约为60％、60％和50％，平均掣减量约为14kg／d、5kg／d和1kg／d，去除污染物表面负荷平均为0．72g／m^2．d、0．22g／m^2．d、0．06g／m^2·d．     

基于QUAL-Ⅱ模型的地热尾水溶质污染数值模拟

在东营地区广利河某段开展了地热尾水溶质弥散试验,获得监测断面的相关数值,采用河流水质综合模型(QUAL-Ⅱ)对尾水在河流中的弥散过程进行数值模拟和预测。求取弥散参数D为12 m2/s,模拟结果显示:单一点地热尾水排往河流中,对河流水质贡献不大,除排放口有影响外,尾水对整个河流的生态环境没有大的污染和破坏;预测多个尾水排放源排往同一河流时,尾水溶质的累积作用是明显的,相对影响较大区域在排放源0～40 m范围,距排放源大于200 m时,尾水的排入对河流水质影响已较轻微。建议在地热尾水排放点分散布设,降低尾水对河流水质的影响。     

不同水生植物对污水处理厂尾水的生态净化效果分析

通过构建小型水生生态系统,研究了旱伞草、美人蕉、伊乐藻、金鱼藻4种植物对太湖流域污水处理厂尾水中氮、磷等指标去除效能的差异。结果表明,4种水生植物对污水中的氮、磷等均有明显的去除效果,其中挺水植物旱伞草和沉水植物金鱼藻的综合净化效能较强,综合净化能力从强到弱顺序依次为金鱼藻、旱伞草、伊乐藻、美人蕉。     

基于环境自净能力的龙凤湿地水质改善优化调控模型

为解决城市湿地生态系统存在的严重污染问题,找到合理的排污削减方案,选择大庆市龙凤湿地作为研究对象,以主要的污染物NH_3-N、TP、COD_(Cr)和石油类污染物为指标,应用MIKE21建立试验湿地二维水动力和水质耦合模型,采用数值模拟的方法,研究提出湿地水质改善的优化调控模型.进而,采用模拟试验研究了清淤、曝气、补水及上述措施两两组合下的调控方案对改善龙凤湿地水质效果的影响.结果表明:单一工程措施下无法使染物削减到控制目标浓度,各类措施的削减效果为补水清淤曝气;在各组合情况下,补水+清淤方案的削减作用更佳;在工程措施相同情况下,提高排污标准也能起到削减作用.最后,在考虑不同排污方式下既能使污染物排放达标、又能充分利用湿地纳污能力的前提下,优选出了最佳方案.     

景观水体的生态净化与水质维护工艺应用研究

依托实际景观水体水质维护的生态净化工程,研究充氧、过滤等物化技术以及水生植物塘、生态氧化塘、表流湿地等生态技术对景观水体的水质净化与维护作用,对比不同生态净化工艺流程的特点,评价各工艺单元对主要污染物的净化效果。结果表明:曝气/过滤、水生植物塘、生态氧化塘及表流湿地等单元均有较明显的水质净化效果,其中曝气/过滤单元的浊度去除效果最好,表流湿地、生态氧化塘及水生植物塘单元的有机物及营养物质去除效果更佳;季节和水温对净化效能有显著影响。不同生态净化工艺流程的对比结果表明,曝气/过滤-水生植物塘-表流湿地工艺流程的浊度去除效果更佳,曝气/过滤-生态氧化塘-表流湿地工艺流程的有机物及营养物质的削减作用更好。在稳定运行期间,2种生态净化工艺流程的浊度、COD_Mn、叶绿素a、TN、TP平均去除率分别为43.14%和35.45%、24.77%和27.77%、17.72%和24.06%、29.94%和36.65%、22.63%和33.60%。     

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.     

基于水质与浮游生物调查的汉石桥湿地富营养化评价

基于水质与浮游生物的综合调查与评价,可准确判断湿地的富营养化状况.本文以汉石桥湿地为研究对象,设置7个采样点,开展了水质、浮游植物、浮游动物分类监测与调查,并利用营养状态指数法、浮游植物评价法和浮游动物评价法3种方法,评价了水体富营养化状态,比较了各种方法的结果差异.结果表明,3种评价方法的评价结果在时空变化上具有较高的一致性,均显示非核心区富营养化程度较低,核心区富营养化水平较高;各月份相比,10月湿地的富营养化程度较低,6—8月富营养化程度较高.浮游植物和浮游动物评价法所得湿地富营养化程度较营养状态指数法略高,主要表现在4、10月的非核心区评价中.综合水质、浮游植物与浮游动物进行富营养化评价,可得到更为准确的评价结果.     

外加碳源对生物炭基潜流人工湿地净化污水处理厂尾水效能的影响

生物炭作为一种多功能生态环保材料,近年来被广泛应用于人工湿地污水处理中,其可为异养反硝化提供碳源,从而提高人工湿地的脱氮能力。通过室内构建石英砂/杏仁壳生物炭基质（体积比7∶3）人工湿地,同时以石英砂基质人工湿地为对照,运行后期通过外加碳源设计不同碳氮比（C/N）,且分别采用连续流和间歇流的运行方式,探究外加碳源对生物炭基水平潜流人工湿地深度净化实际污水处理厂尾水效果的影响。结果表明：外加碳源前,人工湿地的化学需氧量（COD）去除率为负,总氮（TN）和硝氮（NO₃ ⁻-N）去除率在41 d内持续降低;而外加碳源后,石英砂单元和石英砂/生物炭单元的COD去除率分别增至37.88%~90.44%和73.60%~97.90%,TN和NO₃ ⁻-N去除率也明显提高。在外加碳源使进水C/N为8且间歇流运行时,石英砂/生物炭单元的TN和NO₃ ⁻-N去除率最高,分别达65.61%和74.20%。生物炭添加提高了湿地微生物生物量,同时创造了有利于反硝化作用发生的氧化还原环境,使石英砂/生物炭单元的COD、TN和NO₃ ⁻-N去除率分别提高了5.66%~130.35%、9.34%~54.03%和8.71%~63.04%。外加碳源与生物炭添加可作为一种有效手段强化实际污水处理厂尾水人工湿地系统的脱氮效能。

     

Phytosynthetic bacteria (PSB) as a water quality improvement mechanism in saline-alkali wetland ponds

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｒｅｉｓａｇｒｅａｔａｍｏｕｎｔｏｆｓａｌｉｎｅ ａｌｋａｌｉｗｅｔｌａｎｄ ,ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｅｎｅｘｐｌｏｉｔｅｄａｎｄｇａｉｎｅｄｃｅｒｔａｉｎｐｒｏｆｉｔｓ,ａｌｏｎｇＹｅｌｌｏｗＲｉｖｅｒｉｎＣｈｉｎａ .Ｆｉｓｈｐｏｎｄｓｈａｖｅｂｅｅｎｂｕｉｌｔａｎｄｆｉｓｈｅｒｉｅｓｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ,ｂｕｔｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｉｎｐｏｎｄｓｃｈａｎｇｅｓｗｉｔｈｗａｔｅｒｔａｂｌｅ,ｉｎｐａｒｔｉｃｕｌａｒ,ｉｎｄｒｙｙｅａｒｓ ,Ｙｅ…     

Modeling the effects of constructed wetland on nonpoint source pollution control and reservoir water quality improvement

This article describes the integrated modeling approach for planning the size and the operation of constructed wetlands for maximizing retention of nonpoint source pollutant loads and reservoir water-quality improvement at a catchment scale.The experimental field-scale wetland systems (four sets,0.88 ha each) have been in operation since 2002,where water depth was maintained at 30–50 cm and hydraulic loading rate was at 6.3–18.8 cm/day.The wetland system was found to be adequate for treating polluted stream water with stable removal efficiency even during the winter.The integrated modeling system (modified-BASINS) was applied to the Seokmoon estuarine reservoir watershed and calibrated with monitoring data from constructed wetland,stream,and reservoir.The calibrated integrated modeling system estimated that constructing wetlands on 0.5% (about 114 ha) of the watershed area at the mouth of reservoir could reduce 11.61% and 13.49% of total external nitrogen and phosphorus loads,respectively.It also might improve the nitrogen and phosphorus concentration of the reservoir by 9.69% and 16.48%,respectively.The study suggested that about 0.1%–1.0% of the watershed area should be allocated for constructed wetland to meet specified water-quality standards for the estuarine reservoir at the polder area where land use planning is relatively less complicated.     

Modeling the e ects of constructed wetland on nonpoint source pollution control and reservoir water quality improvement

This article describes the integrated modeling approach for planning the size and the operation of constructed wetlands for maximizing retention of nonpoint source pollutant loads and reservoir water-quality improvement at a catchment scale. The experimental field-scale wetland systems (four sets, 0.88 ha each) have been in operation since 2002, where water depth was maintained at 30–50 cm and hydraulic loading rate was at 6.3–18.8 cm/day. The wetland system was found to be adequate for treating polluted stream water with stable removal e ciency even during the winter. The integrated modeling system (modified-BASINS) was applied to the Seokmoon estuarine reservoir watershed and calibrated with monitoring data from constructed wetland, stream, and reservoir. The calibrated integrated modeling system estimated that constructing wetlands on 0.5% (about 114 ha) of the watershed area at the mouth of reservoir could reduce 11.61% and 13.49% of total external nitrogen and phosphorus loads, respectively. It also might improve the nitrogen and phosphorus concentration of the reservoir by 9.69% and 16.48%, respectively. The study suggested that about 0.1%–1.0% of the watershed area should be allocated for constructed wetland to meet specified water-quality standards for the estuarine reservoir at the polder area where land use planning is relatively less complicated.     

湿地公园对局地气候舒适性影响的数值试验

为探索湿地公园对局地气候舒适性的影响,利用WRF数值模式,对重庆市梁平区待建湿地公园的位置与面积规划进行敏感性试验。结合当地主导风向和实际项目需求,设计了不建设湿地公园、湿地公园占地分别达10 km²、15 km²和20 km²等面积敏感性试验,以及湿地公园位于保护区西南部、东北部和分为南北两部分等建设位置敏感性试验。通过对比不同试验方案下垫面修改前后模拟结果的2 m气温、湿度等气象要素并计算热气候指标,认为湿地公园建设面积约15 km²、且将湿地分为两部分但东北部面积较大时,对当地的局地气候舒适性有较好改善。对风场的分析表明,这可能是因该规划方案能产生新的风道所致,因此也说明湿地公园的规划应当将局地风环境状况作为重要的参考指标。