人工湿地基质对混合溶液中有机化合物的等温吸附行为

为了给工程实际应用提供科学依据,文章以煤渣、页岩陶粒、砾石、砂子为吸附剂,以苯、1,4-二氯苯、硝基苯和邻苯二甲酸二丁酯4种有机化合物为吸附质,考察了人工湿地基质对混合溶液中有机化合物的等温吸附行为。结果表明,供试基质对目标有机化合物的吸附等温线均属于Langmuir型;Freundlich方程比Langmuir方程能够更好地拟合实验结果;Langmuir方程的不同线性变换在数据拟合时表现出很大的差异性;供试基质对有机化合物的吸附具有明显的选择性,最好用混合基质来构建以去除有机化合物为目的的人工湿地。     

基质类型及季节变化对人工湿地氮去除效果的影响

考察了基质类型及季节变化对人工湿地氮去除效果的影响,结果显示:基质类型对水平潜流人工湿地氮的去除效果有显著影响,煤渣基质比组合基质更利于提高人工湿地对氮的去除效果;季节不同,人工湿地氮的去除效果存在差异,平均去除率由高到低的顺序为:夏季＞秋季＞春季＞冬季.     

不同基质垂直流人工湿地对猪场污水季节性处理效果的研究

研究了3套不同基质垂直流人工湿地小试装置在不同季节处理猪场污水的运行效果.结果表明,垂直流人工湿地对有机污染物的去除效果随季节变化差异不明显,对有机物降解情况可用一级降解模型模拟;传统型湿地系统NH4 -N去除率在各季节稳定在52%,而沸石和沸石-煤渣型系统冬季NH4 -N去除效率分别从秋季的89.8%和93.4%下降至冬季的64.2%和73.5%,春、夏季回升至80%左右.冬季湿地系统中生物硝化与反硝化作用的减弱影响了垂直流人工湿地系统TN的去除;3套不同基质系统中,沸石-煤渣型系统各高度层硝化强度均为最高,沸石型和沸石-煤渣型系统的反硝化强度明显高于传统型系统,与实际运行过程TN去除率变化相吻合.采用沸石作为基质有利于系统的反硝化进程和TN的去除.垂直流系统对TP去除率随季节性变化波动不显著,但随着垂直流人工湿地系统的运行,基质层对TP的吸附逐渐饱和,去除效率明显下降.     

潜流式人工湿地净化农村生活污水特性研究

试验结果表明组合基质人工湿地在水力负荷较小时表现出较高的有机物和氮磷去除效率,当水力负荷提高后去除率明显降低,而煤渣基质人工湿地在低水力负荷时去除率相对较低,但对水力负荷的变化有较好的抗冲击能力。人工湿地的前端对有机物去除的贡献率在50%以上。     

人工湿地不同基质和粒径对污水净化效果的比较

为研究人工湿地基质类型和粒径对水质净化效率的影响,选择了1~2、2~4、4~8 mm的沸石,2~4、4~8、8~16mm的砾石和2~4、3~5、6~8 mm的无烟煤基质,在无植物人工实验柱中开展单一基质的水质净化实验.结果表明,相同类型不同粒径的基质对COD、TN、TP的去除效果不同.4~8 mm沸石和砾石、6~8 mm无烟煤对COD的去除率最高,分别为53.74%、60.76%、62.93%;人工实验柱中氮素的去除以反硝化作用为主,粒径对TN去除效果的影响表现为小粒径更优;砾石和无烟煤的TP去除率也表现为小粒径更高,但沸石的TP去除率随着粒径的增大而增大.基质类型对COD、TP、TN的去除效果也存在差异.无烟煤对COD、TP、TN均有较好的去除效果,平均去除率在60%以上;沸石对TN的去除效果最好,TP去除率不高;砾石对COD有较高的去除率,对TP的去除效果一般.     

人工湿地填料净化生活污水级配优化研究

采取室内填料柱级配淋洗试验的方法,选取粉煤灰、煤渣、空心砖填料组合作为人工湿地填料,进行不同填料级配污水净化效果研究。结果表明:在相同进水水质和水力负荷运行条件下,粉煤灰、煤渣、空心砖以体积比3:1:1混合时,COD、TN、NH4+-N去除效果最好,去除率最高分别达到47.83%、81.93%、93.53%;粉煤灰、煤渣、空心砖以体积比1:1:3混合时,TP去除率较高,可达到85.97%。试验所选填料及级配对NO3--N无较好的去除效果。考虑到填料物理特性及长期稳定运行的需要,选择粉煤灰、煤渣、空心砖以体积比3:1:1混合填料作为人工湿地去污填料最为适宜。     

湿地底质环境对污水水质净化的影响研究

以扎龙湿地底泥为介质,模拟表面流湿地系统,研究了不同底质及其环境要素Eh对表面流湿地净化效率及其稳定性的影响。通过对各个指标去除率均值,变异系数和方差的综合分析,表明在本实验设计的三种Eh梯度下,Eh=-200 mV有利于TN、NO3--N的去除,Eh=200 mV有利于NH4+-N、P和COD的去除;黏土对TN、NO3--N和P去除效果最好,粉砂土对NH4+-N、COD去除效果最好。此外,随着Eh的不同,底质因素的影响也发生相应的变化。即黏土的去除率受Eh变化影响小,亚砂土和粉砂土的去除效果受Eh变化影响大。实验结果客观反映了扎龙湿地不同底质地段的净化污水功能和底质氧化还原环境对污染物去除的影响,为表面流人工湿地净化功能影响因素(基质和Eh)的调控提供理论依据。     

7种人工湿地填料对磷的吸附特性比较

研究了活性炭、牡蛎壳、蛭石、火山岩、煤渣、钢渣和河砂7种人工湿地填料对模拟废水中磷的去除效果。各材料对磷去除率大小为:钢渣>煤渣>牡蛎壳>活性炭>(沸石、火山岩、河砂)。同时对比研究了7种材料对实际生活废水中磷的去除效果,各材料对实际废水中磷的去除率低于对模拟废水中磷的去除率,其中钢渣的去除率最高。7种材料对模拟废水中磷的去除过程均符合准二级动力学关系。选择钢渣、煤渣和牡蛎壳作为人工湿地备选填料,研究不同初始磷浓度、不同粒径下钢渣、煤渣和牡蛎壳对磷去除效果,结果表明,钢渣、煤渣和牡蛎壳对磷的去除率随初始磷浓度和材料粒径的增大而减小。     

人工湿地应用于富营养化景观水体修复

以某会议中心1号和2号人工湿地为研究对象,研究了人工湿地对富营养化景观水体的净化效果。结果表明:1号和2号人工湿地对COD、TN和TP均具有较好的处理效果,植物的差异对湿地污染物去除效果的影响不明显。TP的去除主要依靠基质的作用。湿地的前段和中段是整个湿地COD和TN去除的主体,且前段的去除率高于中段。     

不同植物人工湿地净化效果及基质微生物状况差异分析

为研究不同植物对人工湿地污染物净化效果和基质微生物状况的影响,采用序批式运行的沙培模拟人工湿地,探讨了菖蒲、香蒲、千屈菜、芦苇和白鹤芋5种湿地植物在不同HRT(水力停留时间,分别为1,3和5 d)下对模拟废水中TP,NH₄+-N和COD_Cr去除效果的影响,比较了不同植物类型模拟人工湿地中基质微生物的数量差异. 结果表明,不同植物系统对污染物的去除随HRT延长逐渐提高,HRT为5 d时各植物系统对污染物的去除效果最佳.TP,NH₄+-N和COD_Cr的最高去除率分别达90.4%,61.7%和96.4%.相对于其他试验系统,菖蒲系统对各污染指标均具有最优的去除效果. 植物种类对基质微生物数量的影响无显著差异.研究还发现,各系统中亚硝酸细菌数量与NH₄+-N去除率之间呈显著相关.      

碳氧调控下人工湿地净化效果的协同与拮抗研究

从人工湿地脱氮效果的重要限制因子——溶解氧和碳源着手,构建了一种人工湿地碳氧联合调控脱氮系统,研究了曝气、碳源投加、碳氧联合调控下人工湿地的净化效果.结果表明,曝气促进了TSS、COD、TN、NH4+-N、TP的去除,但夏季时会导致NO3--N的积累;碳源投加提高了TN、NO3--N的去除,但冬季时会导致COD去除率的下降.碳氧联合调控下人工湿地对TN、NO3--N的去除表现出协同作用,对NH4+-N、COD的去除表现出独立作用,而对TP、TSS的去除表现出一定的拮抗作用.另外,对于以氨氮为主的“低碳高氮”污水,人工湿地碳氧联合调控系统脱氮效率达87.3%,可见该强化系统适用于“低碳高氮”污水的处理.     

复合人工湿地系统对重金属的去除研究

水资源的日益短缺是当今世界的主要难题,这一问题在很大程度上限制了人类社会的可持续发展,因此在注重节约用水的同时,加大对污染水的治理至关重要。随着工业的发展,污水成分逐渐复杂,传统的工艺已不能满足去除此类污染物的需求,尤其是重金属污染、石油污染等。人工湿地最为一种原位污水净化系统,有投资小、能耗低等优点。大量研究表明湿地系统对重金属工业废水的去除有较好的作用。人工湿地系统通过基质、植物、微生物对重金属进行去除。该文研究5种由水平潜流、垂直潜流、表面流3种不同工艺组合成的复合人工湿地系统对Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的去除效果。结果表明:系列1~系列4复合型人工湿地对5中重金属都有去除效果。系列5除对Cu和Zn有显著释放现象外对Cd、Cr、Pb也有一定的去除效果。垂直潜流人工湿地对Cd、Cr、Pb的去除效果好于水平潜流和表面流人工湿地;多级复合型人工湿地对Cd、Cr、Pb的去除效果好于单级人工湿地;垂直潜流和水平潜流人工湿地对Cu的去除差异不大,垂直潜流人工湿地对Zn的去除效果优于水平潜流人工湿地。通过本研究结果,针对不同种类的重金属污染可对人工湿地系统的建设提供理论指导。     

铁碳微电解及沸石组合人工湿地的废水处理效果

铁碳微电解填料和沸石由于对废水中污染物具有良好的处理效果,因而被作为基质逐渐运用于人工湿地中.本研究构建了铁碳微电解填料+砾石（湿地A）、铁碳微电解填料+沸石（湿地B）、沸石（湿地C）以及砾石（湿地D）为基质的4组人工湿地,并利用间歇曝气对湿地系统进行增氧,探究不同填料对人工湿地废水处理效果的影响.结果表明,与湿地D相比,铁碳微电解填料显著提高了湿地出水的溶解氧含量（DO）（P<0.05）和pH（P<0.05）;4组人工湿地对有机物的去除率均达到95%以上,且各组间不存在显著性差异（P>0.05）;对TN而言,湿地A、B和C的平均去除率分别比湿地D提高了7.94%（P<0.05）、9.29%（P<0.05）和3.63%（P<0.05）,铁碳微电解填料和沸石对提升人工湿地TN去除效果的贡献率分别为73.55%和26.45%;各组湿地对NH₄⁺的平均去除率为67.93%~76.90%,与湿地D相比,其它3组湿地均明显改善了NH₄⁺的去除效果（P<0.05）;铁碳微电解填料对湿地NO₃^-的去除效果极佳,去除率高达99%以上,显著高于不添加铁碳微电解的人工湿地系统（P<0.05）.综合对碳氮污染物的处理效果来看,湿地B在间歇曝气的条件下对人工湿地中污染物去除效率最高.     

冬季人工湿地工程对三氯生的去除效果

为了明确北方大规模人工湿地在冬季对TCS(三氯生)的去除效果,在山东省境内4个典型的大规模人工湿地(即武河人工湿地、大沙河人工湿地、新薛河人工湿地和洸府河人工湿地)内于冬季(2013年12月—2014年1月)进行取样,以超高效液相色谱串联质谱法测定人工湿地进出水中ρ(TCS),并分析不同湿地对TCS的去除效果. 结果表明:TCS在4个人工湿地系统进出水中均有检出,由于各人工湿地系统均承接当地污水处理厂尾水,冬季进水中ρ(TCS)偏高,为(800.81±83.37)~(1 151.00±47.13) ng/L,并以武河人工湿地为最高. 虽然人工湿地对TCS的去除率达22.44%~78.82%,但经由人工湿地处理后出水中仍含有较高浓度的TCS残留,经由人工湿地出水进入下游水体的TCS日释放量仍较高,其中洸府河人工湿地出水中高达92.60 g. 因此,冬季各人工湿地对TCS的去除效果在低温影响下有所降低,并且对下游水体和人类健康的威胁不容忽视.      

潜流人工湿地中基质在污水净化中的作用机制与选择原理

潜流人工湿地依靠基质、微生物以及植物的共同作用实现对污水中各类污染物的去除。其中,基质是潜流人工湿地的重要组成部分,在水质净化中发挥着至关重要的作用。基质可对污染物进行直接吸附去除。不同基质类型对氨氮与总磷具有不同的吸附能力,同时,吸附效率受到水质、水力条件等参数影响。此外,基质为微生物提供附着表面,基质材质、内部孔道结构、比表面积等均影响生物膜的形成与发展,进而间接影响人工湿地的污水净化功能。通过改变基质所处淹没/暴露状态、增加缓释碳源基质、增加铁碳电解对基质等方式来增加补氧、强化反硝化和电化学强化,从而改善人工湿地对NH₃-N、TN与TP类污染物的去除效果。     

人工湿地基质渗滤特性及净化污水效果

以细沙、细沙和碎石质量比为1∶1、1∶2、2∶1的三种组合,以及煤渣和壤土质量比为1∶1的混合物共五种基质为供试对象,通过比较测定不同基质渗透性,选择渗透性较好的基质搭配填入人工湿地模型中,测定进出水水质,研究基质对系统净化污水的效果.结果表明,渗透性对人工湿地系统净化污水有一定影响,当基质渗透性较好、孔隙率较高时,污水总磷、氨氮、以及化学需氧量去除率较高;随时间延长,各指标去除率降低,其中总磷去除率与时间有较好的线性相关.     

人工湿地基质渗滤特性及净化污水效果

以细沙、细沙和碎石质量比为1：1、1：2、2：1的三种组合，以及煤渣和壤土质量比为1：1的混合物共五种基质为供试对象，通过比较测定不同基质渗透性，选择渗透性较好的基质搭配填入人工湿地模型中，测定进出水水质，研究基质对系统净化污水的效果。结果表明，渗透性对人工湿地系统净化污水有一定影响。当基质渗透性较好、孔隙率较高时，污水总磷、氨氮、以及化学需氧量去除率较高；随时间延长，各指标去除率降低，其中总磷去除率与时间有较好的线性相关。     

六价铬对薏米人工湿地净化生活污水的影响

利用湿生植物薏米构建垂直流人工湿地(CAW),各处理均有不种薏米的湿地为对照(NPW),研究不同浓度的Cr6+(0、20、40mg/L)处理对薏米人工湿地及不同水层区域污水中氮磷净化效果的影响。结果表明:处理31 d时,铬质量浓度为10 mg/L时促进薏米人工湿地对氨氮、总磷的去除;处理10 d、59 d时,铬质量浓度为10、40 mg/L时均表现为抑制。CAW、NPW对生活污水中氨氮、总磷的去除率均随铬处理时间延长而降低,且铬质量浓度为0、10 mg/L时NPW的降幅较大。薏米人工湿地对氨氮、总磷的去除效果优于无植物的对照(NPW),2种湿地均表现出湿地下层的去除率高于中层的。     

人工湿地中脱氢酶活性及其与污染物去除之间的相关性研究

研究潜流人工湿地系统中,基质脱氢酶活性随季节性温度波动的变化规律,探讨基质脱氢酶活性与污染物去除效果的相关性。研究结果表明,人工湿地中基质脱氢酶活性存在着季节性差异,与水温存在着一定的正相关关系,基质脱氢酶活性在6月份达到最高值3.43μL/(d.g),在1—3月达到最低值0.78μL/(d.g)。系统中的基质脱氢酶活性与COD去除负荷存在线性相关关系,与氨氮去除负荷存在指数相关关系。湿地植物类型对基质脱氢酶活性有一定的影响,香蒲湿地中的基质脱氢酶活性高于芦苇湿地。     

不同基质的人工湿地去除猪场沼液中磷的性能

以猪场沼液为研究对象,通过静态吸附试验研究沸石、硅藻土、煤渣、铁粉、石英砂5种基质对磷的等温吸附特征,并采用一级和二级动力学模型分析吸附动力学过程。根据试验结果,构建了4种人工湿地单元研究人工湿地对猪场沼液处理效果及对高浓度沼液的抗冲击能力。结果表明,5种基质对总磷的吸附更符合非线性Langmuir方程。准二级动力学方程更能描述各种基质对总磷的动力学吸附过程。沸石对磷的最大饱和吸附量1.868 mg/g,对磷去除率最高,可达到96.01%。沸石-垂直流人工湿地在构建的4种人工湿地单元中具有最强抗冲击能力。