人工浮床对汾江河水质净化的研究

对佛山市汾江河内布置浮床的水域的7个断面进行采样监测,分析了布置浮床侧与未布置浮床侧各水质指标的差异,以考察人工浮床对汾江河水质的净化效果。同时比较了圆币草、水罂粟、梭鱼草、狐尾草、美人蕉和鸢尾6种浮床植物的生物量和氮磷吸收量。结果表明,布置人工浮床一侧的水质TN、TP、COD和NH4＋-N含量均显著低于未布置浮床一侧的水质,表明人工浮床对水体水质的有净化效果。总面积约4 900 m2的浮床植物经过3个月的生长,从水体中共吸收了192.5 kg的氮和76.1 kg的磷。6种浮床植物中,狐尾草的净增生物量最高,达到64.2 kg/m2;圆币草次之,为62.2 kg/m2。狐尾草和圆币草对氮磷的吸收能力在6种植物中处于较高水平,每平方米狐尾草和圆币草从水体中分别吸收了51.61g氮、19.79 g磷和46.90 g氮、22.93 g磷。综合比较得出,狐尾草和圆币草在生物量和氮磷吸收量上均保持在较高水平,是较好的浮床植物。本研究为人工浮床在南方类似河流中的应用及植物选择提供了参考依据。     

5种浮床植物对宁夏引黄灌区稻田退水中氮磷的去除效果

为了探索植物浮床技术应用和农业面源污染防治的有效措施,采用稻田退水沟渠原位实验,研究了美人蕉(Canna indica)、千屈菜(Lythrum salicaria)、黄菖蒲(Iris pseudacorus)、空心菜(Ipomoea aquatica)、水稻(Oryza sativa)5种不同浮床植物对退水中氮、磷的去除效果。结果表明,在稻田退水中生长4个月后,5种浮床植物生物量均大幅度增加。其中,美人蕉生物增长量最大,为97.2 g·株~(-1),其次为千屈菜达到81.3 g·株~(-1);空心菜成活率最高,达到91.67%,美人蕉其次,为87.50%,而水稻成活率最低,仅为60.71%;千屈菜茎叶和根系的氮含量最高,分别达到0.85%和0.65%;美人蕉茎叶、根系的磷含量最高,分别达到0.15%、0.17%;空心菜氮吸收量最高,达到14 239.46 mg·m~(-2),美人蕉其次,为10 798.00 mg·m~(-2);水稻磷吸收量最高,达到407.11 mg·m~(-2),空心菜其次,为374.41 mg·m~(-2);空心菜对稻田退水中总氮(TN)去除率最高,达到85.88%,其次为美人蕉,为81.67%;空心菜总磷(TP)去除率最高,达到80.32%,其次为水稻,达到72.86%。根据上述实验结果,推荐浮床空心菜和美人蕉作为宁夏引黄灌区农田排水沟水质改善的主要植物。     

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(NH+4-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。     

浮床植物对雨水中氮磷等污染物的去除效果

在实验室条件下,研究以美人蕉、空心菜及两者混合这3种情况下浮床植物对雨水中N、P和COD等营养盐类的去除效果及植物生长状况。结果表明两者混合种植时对TN、TP和COD的去除效果更好,其中美人蕉对TP的去除效果相对较好,空心菜对TN、COD的去除效果较好。选用混合浮床在镇江市雨水利用示范区进行雨水处理,由实验结果得知,混合植物浮床对雨水中TP、TN、COD、SS和浊度的去除效果良好,最高去除率分别达到86%、67.4%、66.4%、93.5%和95.4%。出水水质完全符合城市绿化用水标准,从而在达到雨水回用的目的,对成熟的美人蕉和空心菜进行6种重金属含量检测,也均达到相关的食用及药用标准。     

3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果研究

研究了风车草(Cyperus alternifolius)、菖蒲(Acorus calamus)和富贵竹(Dracaena sanderiana)3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果,试验共持续35 d。结果表明,在水温24～30℃条件下,风车草和菖蒲生长良好,生物量大,而富贵竹生长较差,生物量增加少;3种植物对NH_4~+-N的去除率分别为76.8%、85.5%和53.6%,对TN的去除率分别为69.1%、66.2%和54.4%,对TP的去除率分别为76.9%、84.6%和61.5%,对PO_4~(3-)-的去除率分别为91.7%、91.7%和75%,对真实色度有明显的去除效果;3种植物对氮磷和真实色度去除效果与对照之间均达到显著差异(P0.05),自然沉淀是浊度去除的主要原因,植物吸收同化作用是NH_4~+-N去除的主要途径,植物吸收是溶解性磷去除的主要途径。试验表明,风车草和菖蒲对富营养化水体中氮磷和真实色度有较好的去除效果,可作为富营养化水体治理的优良物种而推广使用。     

植物床人工湿地处理养殖废水研究

为研究风车草和美人蕉植物床人工湿地处理养殖废水效果,建立了4级波式流人工湿地。结果表明,SS、COD、NH+4-N、TN和TP的去除率分别达到了76％、77％、78％、77％和72％,美人蕉生物量和氮磷含量都要高于风车草,植物组织中氮磷分布为叶＞根＞茎。重金属在植物中的含量为Zn＞Pb＞Cu＞Ni＞Cr,其中Zn、Pb...     

连片生态浮床对微污染河水的净化效果

选取漕桥河的支流庙尖浜作为实验河段,以睡莲(Nymphaea alba)、菖蒲(Acorus calamus Linn)和水芹(Oenan-the javanica(Blume)DC)作为微污染水体净化的浮床植物,研究连片生态浮床的净化能力随季节的变化和浮床面积对连片生态浮床净化能力的影响。结果显示,秋-冬-春季节内植物的净化能力随季节变化呈"U"型,相应的河水水质的变化呈一个倒置的"U"型;在一定营养负荷和植物正常生长状况下,沿水流方向,氮、磷含量随浮床面积的增加而降低——春季时,随浮床面积增加,菖蒲区对TN的去除率由8.6%增加到26.7%,TP的去除率由17.1%增加到58.2%,水芹区对TN和TP的去除率最高可达22.0%和28.0%。研究表明连片生态浮床是河道水质改善的有效可行的方法之一,可为太湖入湖河流的营养物质控制提供科学依据。     

四种植物潜流人工湿地脱氮除磷的研究

分别以薏苡、风车草、茭白和美人蕉为植被构建潜流人工湿地(植物床),研究其对生活污水氮磷的净化功能及其去除率与水力停留时间(HRT)的变化规律.研究结果表明,各种植物床对TN、TP的去除率随HRT的延长而增加,不同植物床的脱氮除磷效果是不同的.美人蕉植物床对TN的去除效果最好,HRT为3 d时,TN去除率为56%;HRT为6 d时,TN去除率达76%.茭白植物床对TP的去除效果最好,HRT为3 d时,TP去除率达76%;HRT为6 d时,TP去除率达93%.其他植物床也有较好的脱氮除磷效果.各种植物床处理后出水TN、TP均较低, HRT为2 d时,出水TN均低于<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)一级标准A标准;HRT为5 d时,出水TP均低于二级标准,其中茭白、美人蕉植物床处理后出水TP低于一级标准B标准.4种植物构建的潜流人工湿地对TN、TP的去除均满足一级反应动力学方程,且相关性显著.     

2种耐寒生态浮床植物的水质改善性能研究

引种了2种陆地湿生的耐寒植物——黄菖蒲和西伯利亚鸢尾作为生态浮床植物,以水生美人蕉为对比,进行了水质改善实验研究。在6个月实验期内,黄菖蒲、西伯利亚鸢尾和美人蕉（5个月）对SRP的平均去除速率分别为79.27、20.92和34.29 mg/（m²?d）,对TP的平均去除速率分别为86.92、24.91和36.6 mg/（m²?d）,对NH⁺₄-N的平均去除速率分别为517.54、170.57和274.07 mg/（m²?d）,对TN的平均去除速率分别为763.79、301.81和384.04 mg/（m²?d）。黄菖蒲年去除磷的量21 207.64 mg/（m²?a）,是西伯利亚鸢尾的2.6倍,是美人蕉的3.8倍;年去除氮的量186 365.78 mg/（m²?a）,是西伯利亚鸢尾的1.9倍,美人蕉的3.2倍。黄菖蒲和西伯利亚鸢尾耐寒能越冬,生长期长,管理工作量小。     

刈割对千岛湖生态浮床植物生长与氮素净化效率的影响

生态浮床是一种净化水体氮磷污染的高效人工强化技术,刈割是生态浮床管理的重要措施。为探究深水水库中刈割管理对生态浮床植物生长及氮素去除效率的影响,以华东地区最大深水水库千岛湖为例,选取沉水植物绿色狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)和挺水植物水芹(Oenanthe javanica)为研究对象,分别对2种植物进行刈割和未刈割处理,构建生态浮床系统,进行水质净化培养实验。结果表明：刈割处理对水芹和绿色狐尾藻生长的影响不同,刈割后水芹相对增长率加快,经25 d生长干重翻了约一倍,未刈割水芹后期观察到部分叶片凋零、株高降低;绿色狐尾藻刈割后干重无明显增加,水下部分萎缩,在此状态和水质背景下很难恢复;刈割处理能明显促进水芹水上部分茎叶对氮素的吸收,占比从13.85%提升至25.37%;绿狐尾藻茎秆的刈割会影响水下根系的正常生长,整体降低氮素去除效率;浮床植物的种植明显增强了水体反硝化脱氮能力,水体溶解性氮气增量(△[N₂])较对照高3.52～6.98μmol·L^-1。但刈割对于植物根系反硝化速率存在负面影响,刈割后水芹和绿狐尾藻水体△...     

Effects of perchlorate on growth of four wetland plants and its accumulation in plant tissues

Perchlorate contamination in water is of concern because of uncertainties about toxicity and health effects, impact on ecosystems, and possible indirect exposure pathways to humans. Therefore, it is very important to investigate the ecotoxicology of perchlorate and to screen plant species for phytoremediation. Effects of perchlorate (20, 200, and 500 mg/L) on the growth of four wetland plants (Eichhornia crassipes, Acorus calamus L., Thalia dealbata, and Canna indica) as well as its accumulation in different plant tissues were investigated through water culture experiments. Twenty milligrams per liter of perchlorate had no significant effects on height, root length, aboveground part weight, root weight, and oxidizing power of roots of four plants, except A. calamus, and increasing concentrations of perchlorate showed that out of the four wetland plants, only A. calamus had a significant (p?<?0.05) dose-dependent decrease in these parameters. When treated with 500 mg/L perchlorate, these parameters and chlorophyll content in the leaf of plants showed significant decline contrasted to control groups, except the root length of E. crassipes and C. indica. The order of inhibition rates of perchlorate on root length, aboveground part weight and root weight, and oxidizing power of roots was: A. calamus > C. indica > T. dealbata > E. crassipes and on chlorophyll content in the leaf it was: A. calamus > T. dealbata > C. indica > E. crassipes. The higher the concentration of perchlorate used, the higher the amount of perchlorate accumulation in plants. Perchlorate accumulation in aboveground tissues was much higher than that in underground tissues and leaf was the main tissue for perchlorate accumulation. The order of perchlorate accumulation content and the bioconcentration factor in leaf of four plants was: E. crassipes > C. indica > T. dealbata > A. calamus. Therefore, E. crassipes might be an ideal plant with high tolerance ability and accumulation ability for constructing wetland to remediate high levels of perchlorate polluted water.     

Assessing nitrogen and phosphorus removal potential of five plant species in floating treatment wetlands receiving simulated nursery runoff

The feasibility of using floating treatment wetlands (FTWs) to treat runoff typical of commercial nurseries was investigated using two 8-week trials with replicated mesocosms. Plants were supported by Beemat rafts. Five monoculture treatments of Agrostis alba (red top), Canna × generalis ‘Firebird’ (canna lily), Carex stricta (tussock sedge), Iris ensata ‘Rising Sun’ (Japanese water iris), Panicum virgatum (switchgrass), two mixed species treatments, and an unplanted control were assessed. These plant species are used for ornamental, wetland, and biofuel purposes. Nitrogen (N) and phosphorus (P) removals were evaluated after a 7-day hydraulic retention time (HRT). N removal (sum of ammonium-N, nitrate-N, and nitrite-N) from FTW treatments ranged from 0.255 to 0.738 g·m^?2·d^?1 (38.9 to 82.4% removal) and 0.147 to 0.656 g·m^?2·d^?1 (12.9 to 59.6% removal) for trials 1 and 2, respectively. P removal (phosphate-P) ranged from 0.052 to 0.128 g·m^?2·d^?1 (26.1 to 64.7% removal) for trial 1, and 0.074 to 0.194 g·m^?2·d^?1 (26.8 to 63.2% removal) for trial 2. Panicum virgatum removed more N and P than any other FTW treatment and the control in both trials. Results show that species selection and timing of FTW harvest impact the rate and mass of nutrient remediation. FTWs can effectively remove N and P from runoff from commercial nurseries.

     

Influence of earthworm Eisenia fetida on removal efficiency of N and P in vertical flow constructed wetland

This study investigates biomass, density, photosynthetic activity, and accumulation of nitrogen (N) and phosphorus (P) in three wetland plants (Canna indica, Typha augustifolia, and Phragmites austrail) in response to the introduction of the earthworm Eisenia fetida into a constructed wetland. The removal efficiency of N and P in constructed wetlands were also investigated. Results showed that the photosynthetic rate (P _n), transpiration rate (T _r), and stomatal conductance (S _cond) of C. indica and P. austrail were (p?<?0.05) significantly higher when earthworms were present. The addition of E. fetida increased the N uptake value by above-ground of C. indica, T. augustifolia, and P. australis by 185, 216, and 108 %, respectively; and its P uptake value increased by 300, 355, and 211 %, respectively. Earthworms could enhance photosynthetic activity, density, and biomass of wetland plants in constructed wetland, resulting in the higher N and P uptake. The addition of E. fetida into constructed wetland increased the removal efficiency of TN and TP by 10 and 7 %, respectively. The addition of earthworms into vertical flow constructed wetland increased the removal efficiency of TN and TP, which was related to higher photosynthetic activity and N and P uptake. The addition of earthworms into vertical flow constructed wetland and plant harvests could be the significantly sustainable N and P removal strategy.     

ANAMMOX与反硝化协同作用及氮素负荷研究

向成功启动并稳定运行630 d后的UASB生物膜反应器系统连续添加有机物,分析其对厌氧氨氧化反应脱氮效果的影响,并进行氮素浓度负荷试验.在厌氧氨氧化反应器系统中连续投加有机COD(葡萄糖),系统运行稳定,有机COD(葡萄糖)存在对系统去除氮素能力影响不大,有机COD去除率达到92.0%,仅用23 d,在同一反应器系统中成功实现了厌氧氨氧化与反硝化协同作用脱氮.氮素浓度负荷试验阶段,进水氨氮(NH 4-N)、亚硝氮(NO-2-N)以及总氮(TN)浓度负荷分别从0.063 kg/(m3·d)和0.063 kg/(m3·d)和0.126 kg/(m3·d)提升到了0.239 kg/(m3·d)、0.315 kg/(m3·d)和0.554 kg/(m3·d),相应去除率分别为84.0%、93.0%和85.0%,厌氧氨氧化工艺的UASB生物膜反应器对氮素浓度负荷仍有很大提升空间.     

SBR单级自养脱氮系统氮素转化途径

利用氮素计量关系和批式实验研究了SBR系统中基于短程硝化的单级自养脱氮特性和脱氮途径。结果表明,SBR系统获得良好脱氮效果,TN最高去除负荷和去除速率分别达0.49 kg N/(m3.d)和0.20 kg N/(kg VSS.d);系统中82%的氨氮转化成气体脱除,10%的氨氮转化成硝酸盐氮。批式实验结果表明,SBR系统中的污泥同时具有厌氧氨氧化、亚硝酸盐氧化和自养反硝化活性,三者的反应速率分别为0.12 kg NH4+-N/(kg VSS.d)、0.04 kg NO2--N/(kg VSS.d)和0.03 kg NO2--N/(kg VSS.d)。综上,SBR系统中氮的脱除是短程硝化、厌氧氨氧化和反硝化共同作用的结果,产生的硝酸盐是厌氧氨氧化和硝化作用所致。     

磷酸钙盐结晶除磷工艺性能研究

研究了主要工艺条件pH和Ca/P对磷酸钙盐结晶除磷工艺性能的影响。通过分批实验,建立了磷去除率与pH之间的指数函数关系以及磷去除率与Ca/P之间的对数函数关系。连续运试表明,在pH=9.0、Ca/P=2的条件下,磷酸钙盐结晶除磷反应器的容积负荷为1.10 kg P/(m3.d),磷去除率为51%。灵敏度分析表明,pH对磷去除率的影响大于Ca/P,将Ca/P提高至6,容积负荷提高至1.60 kg P/(m3.d),磷去除率提高至74.3%;将pH提高至10.0,容积负荷提高至1.80 kg P/(m3.d),磷去除率提高至83.5%。工艺操作上可选pH作为优先控制对象。     

人工湿地植物泌氧与污染物降解耗氧关系研究

实验采用静态水培方法研究了香蒲(Typha orientalis)、芦苇(Phragmites australis)和水葱(Scirpus validus)3种常见湿地水生植物潜在泌氧能力、去污效果,并对水生植物泌氧量与污染物降解耗氧量进行了计算分析,从而阐明湿地植物泌氧与污染物降解耗氧之间的关系。结果表明,3种植物泌氧能力由大到小依次为:芦苇香蒲水葱,其中,芦苇比放氧速率、面积泌氧率均最高,分别为3.36 mg O2/(g.d)和4.35 g O2/(m2.d)。植物对湿地系统中污染物的去除有重要影响,各植物系统COD去除速率在3.46~3.77 g/(m2.d)之间;NH4+-N去除速率在0.07~0.13 g/(m2.d);TN去除速率在0.25~0.27 g/(m2.d);TP去除速率均为0.09 g/(m2.d);均好于无植物空白系统。计算表明,各植物体系泌氧量在0.48~0.55 g O2/d之间;各植物体系COD、NH4+-N耗氧量在0.41~0.46 g O2/d之间;植物净泌氧量在0.02~0.12 g O2/d之间。植物泌氧量与COD、NH4+-N耗氧量呈显著正相关关系。若应用人工湿地处理城镇生活污水,各植物体系COD最大去除负荷在3.81~4.35 g/(m2.d)之间,NH4+-N最大去除负荷在0.83~0.95 g/(m2.d)之间,最大水力负荷在1.65~1.89 cm/d之间。     

组合式水生植物净化系统对Cu、Pb和Cd的去除与生物富集特征

选取再力花、美人蕉、水烛、旱伞草、梭鱼草、慈姑、菖蒲、水葫芦和大藻9种植物作为实验植物,构建成以高效净化重金属污染水体为主要功能的组合式水生植物高效净化系统（人工湿地＋生态浮床＋水生植物塘3个处理单元串联而成）,研究不同处理单元中水生植物对重金属Cu、Pb和cd的去除能力及富集特征。结果表明,该净化系统经过为期60d的连续运行,对Cu、Pb和Cd的去除率较为稳定,可分别达到Cu93．5％～96．1％、Ph94．5％～95．2％和Cd95．6％～97．4％,3种重金属出水浓度均可达到GB3838-2002Ⅲ类水排放要求;其中人工湿地单元对重金属去除贡献率最高,Cu、Pb和Cd分别为54．15％、33．61％和44．84％,其次为生态浮床处理单元,Cu、Pb和Cd的去除贡献率分别为38．61％、51．42％和38．56％,而水生植物塘主要起到深度处理作用,对Cu、Pb和cd的去除贡献率分别为7．24％、14．97％和16．6％。9种植物在系统运行期间,生长状况良好,且重金属累积量较高,尤其是生物塘系统中的水葫芦和大藻,实验期间其重金属生物富集系数（BCF）均在200以上。所选植物不同部位对3种重金属的吸收富集能力均表现为根最强。     

组合式水生植物净化系统对Cu、Pb和Cd的去除与生物富集特征

选取再力花、美人蕉、水烛、旱伞草、梭鱼草、慈姑、菖蒲、水葫芦和大薸9种植物作为实验植物,构建成以高效净化重金属污染水体为主要功能的组合式水生植物高效净化系统(人工湿地+生态浮床+水生植物塘3个处理单元串联而成),研究不同处理单元中水生植物对重金属Cu、Pb和Cd的去除能力及富集特征。结果表明,该净化系统经过为期60 d的连续运行,对Cu、Pb和Cd的去除率较为稳定,可分别达到Cu 93.5%~96.1%、Pb 94.5%~95.2%和Cd 95.6%~97.4%,3种重金属出水浓度均可达到GB3838-2002Ⅲ类水排放要求;其中人工湿地单元对重金属去除贡献率最高,Cu、Pb和Cd分别为54.15%、33.61%和44.84%,其次为生态浮床处理单元,Cu、Pb和Cd的去除贡献率分别为38.61%、51.42%和38.56%,而水生植物塘主要起到深度处理作用,对Cu、Pb和Cd的去除贡献率分别为7.24%、14.97%和16.6%。9种植物在系统运行期间,生长状况良好,且重金属累积量较高,尤其是生物塘系统中的水葫芦和大薸,实验期间其重金属生物富集系数(BCF)均在200以上。所选植物不同部位对3种重金属的吸收富集能力均表现为根最强。