人工湿地的净化机理及对氮磷的去除效果

人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统,它利用生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化,土壤、植物、微生物是其基本构成,因此,从这三个方面介绍了人工湿地的净化机理,综述了人工湿地在N、P去除方面的研究成果和存在问题.     

低温条件下高效复合人工湿地对尾水的净化效应

为了提高污水处理厂尾水低温季节的净化效果,创新地设计了高效复合人工湿地工程(6万t·d~(-1)),应用在临安污水处理厂的尾水净化系统中。该工程在人工湿地前半段加上大棚保护措施,并集成了强化生物膜系统、有毒物质高效脱除系统、营养膜净化生态系统、高效自净水生态系统和高效生态滤地系统等多种技术。结果表明:在12月、1月、2月份低温冬季期间,该系统对氨氮、硝态氮、总氮、总磷和COD的平均去除率分别为68%、34%、39%、87%和34%,其处理能力在冬季仍然较高,相当于3—5月份春季的处理水平;大棚保护设计的子系统在低温季节中污染物去除贡献率较大。该高效复合人工湿地,特别是大棚保护式人工湿地子系统,能明显提高低温条件下对污染物的去除效率,提高冬季人工湿地运行效率。     

4种湿地植物对人工湿地净化生活污水的影响比较

不同类型人工湿地对生活污水的处理效果,受到许多因素的影响,其中不同植物类型的选择,可能会造成人工湿地对主要污染物COD、TN和TP的净化效果发生很大差异。研究了4种湿地植物(菖蒲、香蒲、千屈菜和水葱)在水平潜流、垂直上行流和下行流人工湿地中对人工合成的生活污水的处理效果和主要污染物(COD、TN和TP)去除率的季节变化,通过比较不同植物类型在不同湿地类型中对主要污染物的去除效果分析了可以达到最佳污水净化效果的启动条件。结果表明:香蒲在垂直下行流湿地去除有机污染物效果最好,去除率可达85.55%;水葱在垂直上行流湿地去除TN效果最好,去除率可达57.52%,香蒲在垂直上行流湿地去除TP效果最好,去除率可达84.28%。     

畜禽养殖场废水人工湿地处理技术研究进展

集约化畜禽养殖场已成为我国农村和城郊结合部的重要污染源。文章综述了现有的畜禽污水人工湿地系统设计模型、湿地植物物种的选择及污染物在湿地系统中的降解机制。提出为提高人工湿地系统处理畜禽污水的效率和稳定性 ,需继续开展污水的预处理技术、人工湿地对 BOD5等物质的最高耐受水平、高效本地植物物种筛选、湿地系统结构和 N、P的去除机制的研究。     

人工湿地植物研究进展

人工湿地具有去除污染效果好、运行费用低和易维护等特点,已被广泛用于污水处理中.湿地植物在其中起着重要作用,主要包括直接吸收氮、磷等污染物,通过根系输氧促进根区的氧化还原反应与好氧微生物活动及增强和维持介质的水力传输等.综述了人工湿地植物的去污机理,阐述了湿地植物对生物可降解的有机物、营养性污染物和有毒有害物质净化的研究成果与应用,并展望今后进一步研究的重点.     

滨河湿地对农业非点源氮污染控制研究进展

氮素是农业径流最重要、最普遍的水体污染物。滨河湿地因受到陆地生境和水生生境双重影响而显得非常独特,作为重要的陆地和水生环境的生态交错带,滨河湿地能够阻断和改变水运污染物,特别是农业径流中的氮排入临近的小溪和河流。植物吸收和反硝化作用是滨河湿地两种最重要的截留和缓解氮负荷的有效途径,氮素可以通过生物转化、植物吸收、微生物暂时固氮等方式去除,但是永久性的去除氮却是通过反硝化过程来完成的。为了系统认识和了解滨河湿地生态系统对农业非点源氮污染控制过程,通过大量文献分析讨论了滨河湿地对农业非点源氮的净化能力、净化机制及其影响因素,并结合我国研究现状展望了该领域的研究前景。滨河湿地对农业非点源氮污染的控制作用研究将成为滨河湿地生态系统服务功能评价、滨河湿地生态系统健康与稳定的诊断和退化滨河湿地生态系统修复的重要基础理论。     

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...     

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。     

人工湿地耦合微生物燃料电池净化水质研究

构建以狐尾草、狐尾草+香蒲、狐尾草+香蒲+芦苇为湿地植物的人工湿地(CW)耦合微生物燃料电池(MFC-CW)系统,对比分析CW和MFC-CW系统对受污染水体中COD、氨氮和TP的去除效果。结果表明:(1)MFC-CW系统对底部出水中污染物处理效果均优于CW;(2)高水位MFC-CW系统产生95～210mV电压,低水位最大功率密度557.2mW/m2,能有效回收污水中资源,进而产生清洁的能源——电能;(3)微生物产电对污水中有机物的去除有正向促进作用。     

两种不同基质的垂直潜流人工湿地对尾水的处理效果研究

为提高人工湿地对污水处理厂尾水的处理效率,采用以黄铁矿和砾石为基质的两种垂直潜流人工湿地处理武汉某污水处理厂尾水,研究了不同水力负荷下人工湿地去除污染物的效果,并分析了基质的微生物群落结构。结果表明,在低水力负荷(0.4～0.7 m³/(m²·d))下,两种人工湿地对尾水化学需氧量(COD)、总氮(TN)、NO^-₃和总磷(TP)具有较好的去除效果;在高水力负荷(1.0～1.3 m³/(m²·d))下,对氨氮去除效果较好。黄铁矿人工湿地对尾水COD、TN、NO^-₃和TP的去除效果好于砾石,分析基质微生物发现,黄铁矿人工湿地中反硝化脱氮菌属主要为硫杆菌属(Thiobacillus)和硫氧化菌属(Sulfurifustis),相对丰度分别为16.68%和4.62%,且硫杆菌属具有提高磷去除能力的功能;而砾石人工湿地中反硝化脱氮菌属主要为类固醇杆菌属(Steroidobacter),相对丰度为4.56%,采用黄铁矿为基质...     

人工湿地废水生态处理系统的作用机制

人工湿地废水生态处理新技术的高效去污能力基于独特而复杂的作用机制 ,其中最重要的是湿地基质、大型植物和微生物的高度协同作用。基质在为植物和微生物提供生长介质的同时 ,也能够通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物。大型湿地植物既是微生物的“固定化载体” ,氧气的生产和运输“机器” ,同时还能够稳固湿地床表面 ,起到冬季保温和支撑冰面的作用。微生物是消除污染物的作用者 ,它能够在去除氮、磷等营养物的同时把有机质作为丰富的能源转化为营养物质和能量     

Removal processes for arsenic in constructed wetlands

Arsenic pollution in aquatic environments is a worldwide concern due to its toxicity and chronic effects on human health. This concern has generated increasing interest in the use of different treatment technologies to remove arsenic from contaminated water. Constructed wetlands are a cost-effective natural system successfully used for removing various pollutants, and they have shown capability for removing arsenic. This paper reviews current understanding of the removal processes for arsenic, discusses implications for treatment wetlands, and identifies critical knowledge gaps and areas worthy of future research. The reactivity of arsenic means that different arsenic species may be found in wetlands, influenced by vegetation, supporting medium and microorganisms. Despite the fact that sorption, precipitation and coprecipitation are the principal processes responsible for the removal of arsenic, bacteria can mediate these processes and can play a significant role under favourable environmental conditions. The most important factors affecting the speciation of arsenic are pH, alkalinity, temperature, dissolved oxygen, the presence of other chemical species - iron, sulphur, phosphate -, a source of carbon, and the wetland substrate. Studies of the microbial communities and the speciation of arsenic in the solid phase using advanced techniques could provide further insights on the removal of arsenic. Limited data and understanding of the interaction of the different processes involved in the removal of arsenic explain the rudimentary guidelines available for the design of wetlands systems.     

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。     

复合垂直流与潜流人工湿地沿程脱氮除磷对比研究

针对复合垂直流和潜流人工湿地对COD、TP、NH_4~+-N、NO~3~--N和TN的沿程去除规律进行了对比研究.结果表明,夏季复合垂直流人工湿地的去除效果均好于潜流人工湿地.对于复合垂直流人工湿地,污染物的去除主要集中在下行流池,且在进水端0～20 cm对COD、TP、NH_4~+-N和TN都有快速降解的过程.对于潜流人工湿地,进水端0～40 cm主要是COD和TP的快速降解沉淀,之后硝化作用逐渐加强,潜流人工湿地沿程均会发生反硝化作用,TN浓度基本呈均匀下降趋势.     

利用人工湿地脱除废水中氨氮和磷的统计分析

论述了利用人工湿地脱除废水中氨氮和正磷酸盐类污染物的统计分析,调查基于国外文献报道的研究数据和实际运行数据.结果表明,污染物输入和输出浓度关系可以由线形规律获得关联,这些污染物因子脱除动力学也可以用适于BOD降解的Kichuth一级脱除方程来描述.由不同人工湿地关联的一级动力学常数具有较好的相关性.     

农户庭院型人工湿地对农村生活污水的净化效果

为了探讨人工湿地在农村生活污水处理应用中的可行性,通过在广东省珠海市上洲村建立农户型水平潜流和垂直流人工湿地系统各一套,比较2种人工湿地对农村生活污水净化效果的差异。在运行稳定阶段,2套系统处理出水中COD、BOD5、TP、NH4+-N和TN的平均浓度均达到了城镇污水处理厂排放标准(GB18918-2002)一级A标准。2套系统对农村生活污水的各污染物都具有很好的去除效果。其中,垂直流湿地对COD、BOD5、TP、TN和NH4+-N平均去除率分别为96.10%、96.01%、85.32%、91.18%和82.44%;水平潜流湿地则分别为93.29%、94.41%、86.52%、85.95%和77.46%。统计分析结果表明,垂直流湿地对NH4+-N的去除率高于水平潜流湿地,且其差异达到显著水平;水平潜流湿地对TP的去除率高于垂直流湿地,但其差异未达到显著水平。     

芦苇湿地对造纸废水中有机污染物的去除效果及机理

为了对芦苇湿地对造纸废水中有机污染物的去除效果及降解机理进行研究,本文采用GC-MS联用仪对经芦苇湿地处理前后造纸废水中有机污染物的组成和含量进行测定,并通过叠放色谱图的方法对造纸废水中有机污染物的降解效果进行分析。结果表明:(1)经芦苇湿地处理前造纸废水中共测出30种有机污染物,其中8种被列入美国EPA环境优先控制污染物黑名单。(2)纸浆造纸废水生物塘-芦苇湿地复合处理系统对有毒有机污染物基本上达到了较好的去除效果:有机污染物总量减少80%以上,且降解后的产物多为毒性较小的烷烃类。(3)利用质谱手段对有机污染物的降解规律进行了初步研究。该研究为造纸废水处理和资源化利用提供了科学依据,为"造纸废水-芦苇-造纸"生态纸业循环经济模式的进一步推广应用奠定了基础。     

不同类型潜流湿地处理养猪废水的对比

针对养猪废水的水质特点,在同等条件下开展了2种类型潜流湿地处理效果的对比研究。实验结果表明,水平潜流湿地(HSSF)与垂直潜流湿地(VSSF)由于结构设计的不同造成其布水方式和系统内部水力流态的不同,从而导致了两系统对养猪废水处理效果的差异;当水力负荷为0.02 m3/(m2.d)时,两系统对养猪废水中COD的平均去除率分别为93.18%和93.10%,对TN的平均去除率分别为53.44%和81.43%,对NH4+-N的平均去除率分别为52.64%和84.62%,对TP的去除率分别为88.41%和95.71%;垂直潜流湿地可充分利用填料层,可增强系统的复氧能力,还可实现填料层中好氧区、缺氧区和厌氧区的共存,使硝化作用与反硝化作用在同一系统内完成,提高了系统的脱氮能力,而且改善了养猪废水中其他污染物的去除效果。因此,结合处理效果和出水水质的稳定性,对于浓度较高的畜禽养殖废水,选择垂直潜流湿地较为合适。