溶解氧对人工湿地处理受污染城市河流水体效果的影响

研究了溶解氧在人工湿地中的分布对受污染城市河流水体处理效果的影响规律及其意义,为城市受污染景观水体处理或雨水处理人工湿地的工程设计提供有效的自然复氧估算方法和设置措施.结果表明,由于自然复氧不利引起的溶解氧不足(<2 mg/L)是导致人工湿地出水水质恶化的主要原因.自然跌水是一种有效的人工湿地充氧方式,其充氧效果可用氧亏比r根据水温、水质以及充氧形式等外部条件参数进行估算.推流态的湿地床内,溶解氧分布与生物量分布以及有机物的去除规律呈现明显的相关性,而对TP沿程去除速率影响不大.设置多级多段跌水有利于均衡湿地床填料内的溶解氧分布,促进硝化反应,保证出水水质.     

新型人工湿地污水处理系统复氧效果研究

介绍了新型人工湿地的工艺特点,并对自然跌水复氧和自然沟槽复氧两种复氧方式的复氧效果进行试验研究,结果表明：1．5m高的跌水,其复氧量在2．2mg/L-3．3mg/L之间,且由复氧数学模型得出复氧的预测值与实测值基本一致;沟槽的复氧效果与槽长呈正比关系,且4m沟槽的复氧量可达到3．0mg/L;试验得出跌水复氧的效果要优于沟槽复氧。     

自然复氧人工湿地处理农村污水动力学研究

潜流人工湿地不易自然复氧是造成其出水水质恶化的主要原因。为了在处理过程中补充氧气且减少动力消耗,文章采用自然跌水方式进行无动力增氧来处理农村生活污水,并通过设置的简便湿地原位观测点实现对湿地内部沿程水样的采集和监测。通过湿地原位观测显示湿地床内化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)呈现较显著的沿程下降趋势,自然复氧增加了湿地床内的溶解氧(DO)含量,COD、TP、TN、NH3-N的去除率分别提高了8.4%、4.1%、11.7%、13.9%。同时对湿地床内污染物质降解进行一级动力学分析,结果显示:跌水复氧增加了整个湿地系统特别是湿地床前端对COD、TP、TN、NH3-N降解速率,但因为高氮磷废水碳源的不足,二级湿地对氮类的去除受到了一定程度的限制,同时随着气温的逐渐降低,体积去除速率常数kv也呈现下降的趋势,对一级动力学进行Arrhenius方程修正,COD、TP、TN和NH3-N在一级湿地池呈现出比二级湿地池较大的kv20值,θ值为1.03~1.05,符合相关研究的结论。     

好/厌氧多级串联潜流人工湿地对COD的去除效果

为了调整传统潜流湿地内部溶解氧分布状态,提高其对生活污水水质净化的效率,对传统潜流湿地进行了不同区段的划分及功能强化,设计了不同结构的好氧/厌氧多级串联潜流人工湿地,研究了好氧/厌氧段比例、位置及人工曝气等因素对出水COD的影响,并与传统潜流湿地进行净化效果的比较。结果表明,传统潜流湿地对COD的去除率为70.3%,以好氧/厌氧/好氧段方式串联采用前部和后部曝气并作厌氧处理的潜流湿地(即O-A-O强化曝气组)对COD的去除率为90.1%,比传统潜流湿地提高了19.8%;O-A-O强化曝气组平均出水浓度为17.4mg/L,不曝气的O-A-O出水COD浓度基本维持在50.0～60.0mg/L;对O-A-O前部和后部曝气处理后COD的去除率分别提高了30.4%和20.8%。可见,在实验条件下O-A-O强化曝气组对COD的去除率最高,结构相同的湿地曝气处理后出水水质有显著改善,在湿地前部曝气对COD的去除效果尤为显著。     

水景构筑物对护岸型湿地中氮磷去除效率的影响

通过实验室模拟,研究了曝气处理及水景构筑物复氧处理(喷泉处理和跌水处理)对护岸型湿地中氮磷去除效率的影响。结果表明,护岸型湿地对缓流景观水体中的氮磷去除率分别约为61%和72%;曝气处理及水景构筑物复氧处理通过提高水体的DO值促进了护岸型湿地对氮磷的去除,对比空白系统,TP去除率提高了11.6%~19.1%,TN去除率提高了10.5%~16.1%;同时,喷泉处理和跌水处理通过对水体的较大扰动作用进一步强化了湿地对TP的吸附和强化絮凝作用;此外,硝化作用是护岸型湿地去除TN的主要控制步骤。     

低温域人工湿地强化脱氮效果研究

在低温条件下(0¹5℃),研究麦冬湿地在预曝气、非曝气两种状态下的脱氮效果。结果表明,预曝气人工湿地内氧环境得到明显改善,供氧前湿地内溶氧浓度低于0.6 mg/L,供氧后氧浓度上升至0.9 mg/L以上。对TN、NH+4-N去除率,预曝气湿地>非曝气湿地。因此,预曝气是低温域人工湿地强化脱氮的一种有效措施。     

潜流人工湿地处理农村生活污水动力学研究

考察潜流人工湿地处理农村生活污水的运行效果,并探寻一级动力学常数的空间变化情况,采用"厌氧调节池+二级串联潜流式人工湿地"工艺处理农村生活污水。结果表明,经过3个月运行后人工湿地对污水中COD、TP、TN和NH3-N的去除率分别达到了79.13%,71.54%,57.26%和60.01%。通过湿地原位检测显示以上各类污染物在生物床内都有较明显的沿程下降趋势,在床体的前半部分污染物的降解较快,后半部分相对缓慢。农村生活污水中污染物去除动力学符合一级动力学模型,一级生物床中COD、TP、TN和NH3-N的去除,Kv均值分别为3.048、2.469、1.625和1.695;二级生物床中Kv均值分别为2.542、1.946、1.383和1.453。生物床Kv呈现出减小的趋势说明生物床前端对各类污染物的降解速率比后端快。生物床间的跌水池的复氧,增加了二级生物床前端的Kv,提高了对污染物的降解速率。     

曝气辅助上向流人工湿地的除污效能研究

人工湿地系统具有投资运行费用低、设备少、管理简单、处理效果稳定、便于就地回用等特点。在上向流人工湿地的基础上增加曝气装置,通过厌氧和好氧处理的结合,推动了系统对COD的去除作用以及氨氮的硝化作用。结果表明,在进水COD为326 mg/L、NH4＋-N为32 mg/L的条件下,其出水平均浓度分别为20 mg/L、4 mg/L,达到了GB18918-2002的一级A标准。沿人工湿地床层分布的氧化还原电位趋势线表明由附加曝气所产生的厌氧区和好氧区之间有明显的差异。     

运行方式对潜流人工湿地氧分布及脱氮的影响

为了探究运行方式对水平潜流人工湿地脱氮效率的影响,分别采用了连续运行和不同落干时间的间歇运行方式处理生活污水。通过对比分析各方式下湿地床体溶解氧的空间分布来揭示脱氮效果差异。结果表明,间歇运行方式对湿地床体中上层有较明显复氧作用,落干时间的延长可以增强复氧效果;间歇运行方式下湿地的硝化和反硝化能力均要强于连续运行方式,其中硝化反应强度随着湿地氧环境的改善而提高,总氮的去除率与硝化反应强度呈正相关关系,但是间歇运行不同落干时间下反硝化能力没有显著差异,硝化反应强度是水平潜流人工湿地脱氮的限制因素。     

五级跌水复氧式沟渠处理污水性能改进研究

采用五级跌水复氧式沟渠工艺,并通过沟渠填料选择、跌水坡度和高度优化等试验,以期提高系统的高效性和稳定性。结果表明:蛭石对NH_4~+-N和TP的吸附量随时间先快速增大至变缓直至平衡,平衡时蛭石对NH_4~+-N和TP的吸附量分别为3.269、1.635mg/g。通过蛭石吸附动力学模型拟合得出蛭石对NH_4~+-N和TP的吸附以表面吸附为主;跌水是改善沟渠系统溶解氧状况的有效措施之一,跌水高度为35 cm时能达到较为理想的复氧效果;同时坡度=0.10时有利于污染物的去除;处理装置的监测表明,COD、NH_4~+-N、TN和TP的最大去除率分别为94.38%、81.26%、77.28%和85.99%,出水水质可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级排放标准。     

处理农村污水的跌水充氧接触氧化技术设计研究

为了满足太湖地区农村污水处理占地面积小、除磷脱氮效率高、管理简单、运行和建设费用低的要求,研发了厌氧-跌水充氧接触氧化-人工湿地的组合工艺,并进行了工程试验研究.重点研究了跌水充氧接触氧化的设计及运行参数;接触氧化池内采取弹性填料与组合填料以1:1的比例混合装填,平面布置密度为45根/m2时,可使微生物量与跌水充氧能力之间达到平衡;相邻两池间经济有效的跌水高度为0.5 m;竖缝间距5 cm的挡板对水流的分散效果较好,有利于提高充氧效果;水力停留时间越小充氧效果越好,但由此带来的污染物负荷升高又会使污染物去除效果下降,故水力停留时间宜取2.4 h左右.     

复合人工湿地系统强化处理单元的运行特性与效果

针对目前人工湿地运行中的水流分布不均、易堵塞、溶解氧不足导致NH4+-N硝化不充分及除磷率低下等问题,研究了作为复合人工湿地系统组成要素的高负荷水解酸化池、自然复氧/沉淀一体化装置、强化除磷脱氮槽等强化处理单元的运行特性及对全系统处理效果的影响.结果表明,高负荷水解酸化池对COD、SS有较强的去除作用,分别占系统总去除率的38.05%和34.82%;一体化装置对SS的去除占系统总去除率的22.01%,并使DO提高到2.5 mg·L-1以上;经两段强化除磷脱氮槽的强化处理,TP综合去除率提高8%以上,并使湿地出水各类污染物全面达到GB 18918-2002一级A标准.     

Microtopographic modification conserves urban wetland water quality by increasing the dissolved oxygen in the wet season

Microtopography affects hydrological processes and forms different microhabitats. Our previous study uncovered that riparian zone microtopography created various microhabitats with different soil environments and runoff-infiltration patterns. However, how riparian microtopography and microtopography within the water area (waterfall and tributary) affects downstream water quality remains unclear. Therefore, water samples were taken almost monthly in both the main stream and the tributary, before and after waterfalls, and near the bottom of three microtopographic types from June 2016 to March 2017. Compared with the dry season, the fact that water quality worsened in the wet season and that there were positive correlations for nitrate (NO₃^?) between water and the corresponding soil samples suggested that the riparian-soil environment affected the adjacent water quality mainly in the wet season. Nevertheless, riparian microtopography did not influence water quality downstream because of the low rainfall frequency and the weak leaching process due to plant interception. In the wet season, both the tributary and the waterfall increased the dissolved oxygen in the water body and, therefore, lowered the risk of eutrophication. The tributary has two pathways for improving the water quality, by increased disturbance and flow velocity, while the waterfall only has the former. However, such effects were not significant in the dry season. We conclude that the application of microtopographic modification is useful in maintaining urban wetland water quality in wet seasons.     

新型生物流化反应器氧转移的特性

气体的转移是废水处理过程中的重要环节,基于气体转移的“双膜理论”,采用在反应器中清水曝气的方法,对新型生物流化反应器进行了氧转移特性的研究.结果表明,在实验范围内,随着曝气量的增大,氧传质系数呈直线上升;投加载体后,随着载体量的增加,氧传质系数降低.在新型生物流化反应器不同运行方式下,随着A_d /A_r(降流区与升流区面积比)变大,反应器中氧传递效果变差.新型生物流化反应器氧利用率可以达到10%,充氧动力效率可以达到5.5kgO₂/(kWh).并且在载体浓度较高和空塔气速较大时,新型生物流化反应器氧利用率和充氧动力效率没有明显降低.     

直流电晕自由基簇射治理甲苯的试验研究

利用直流电晕自由基簇射对甲苯有机废气进行试验,分别考察了有机污染物浓度、温度、电压、湿度和停留趑时间等不同因素对去除率的影响.试验结果表明,降低气体温度和一定的湿度能够提高脱除效率,电压增高可以提高脱除效率,停留时间长使得脱除效率升高,但能量效率降低.有机物的浓度增大,会使得脱除效率降低,但同时能提高能量的利用效率.本实验的目的旨在为降解烟气中的多环芳烃(二噁英等)打下基础.     

通风对堆肥供氧的影响及堆高优化研究

通风是影响好氧堆肥过程中堆体氧气浓度的重要因素.通过设置0.01 m3/(min ·m3)(Al)、0.1 m3/(min·m3)(A2)和0.2 m3/(min·m3)(A3)三种不同通风速率进行好氧堆肥试验,考查堆体中氧气的变化情况,并利用氧气一维扩散方程进行堆体高度的优化.结果表明,鼓风停止时,处理A2、A3的氧...     

植物光合特性及其对湿地DO分布、净化效果的影响

为了研究人工湿地中植物的光合特性及其对湿地系统中溶解氧(DO)分布和污染物净化效果的影响,通过中试试验考察了芦苇、美人蕉、空心菜、富贵竹等几种典型湿地植物的光合作用特性及其与湿地DO分布、污染物去除效果之间的关系,藉此优选湿地植物,改善DO分布,强化脱氮效果.结果表明,植物净光合速率(Pn)对DO分布影响显著,湿地中段DO浓度高于两端,证明了植物对湿地系统存在供氧作用,其中芦苇产氧输氧能力最强,为湿地首选植物;此外,Pn还与湿地TN、NH4 -N去除效果显著相关.因此,可通过优选光合产氧输氧能力强的植物或采用适当增加种植密度等方式加强供氧以强化脱氮效果.     

施氮对小麦硒(Ⅵ)吸收、转运和分配的影响

为揭示施氮对小麦硒吸收,转运和分配的影响,通过合理施氮提高小麦硒的利用效率提供理论参考,本研究通过盆栽试验,设置Se1(0.74 mg·kg~(-1))和Se2(2.60 mg·kg~(-1))两个硒酸盐处理;每个硒水平又设为N1(100 mg·kg~(-1))和N2(200mg·kg~(-1))两个氮水平,分别测定了小麦拔节期和成熟期各器官生物量及硒含量.结果表明,升高氮水平使Se1和Se2处理小麦籽粒产量分别提高了13.2%和24.0%.与氮素施用量无关,升高外源硒水平能显著提高小麦各器官中硒含量(P0.01),且以N1处理时效果更显著;Se1处理升高氮水平对小麦硒吸收的促进作用大于Se2处理,Se1和Se2处理升高氮水平使得小麦籽粒硒含量分别提高了22.6%和12.1%.各器官中硒总量占植株硒总量的百分比的大小顺序与富集系数相同,依次为茎叶籽粒颖壳根,升高氮水平促进了小麦根部对硒的吸收和富集,以及营养生长阶段硒向地上部的运移,并使Se1和Se2处理小麦籽粒中的硒总量占植株硒总量的百分比分别提高了11.1%(P0.05)和25.9%(P0.05).因此,施用氮肥可以调控硒的有效性,缺硒地区合理升高氮水平提高了小麦产量及硒含量,而在富硒或硒中毒地区合理施氮肥可缓解硒对小麦的毒害作用.     

Effects of elevated CO2 concentration on growth and water usage of tomato seedlings under different ammonium/nitrate ratios

Increasing atmospheric CO2 concentration is generally expected to enhance photosynthesis and growth of agricultural C3 vegetable crops, and therefore results in an increase in crop yield. However, little is known about the combined effect of elevated CO2 and N species on plant growth and development. Two growth-chamber experiments were conducted to determine the effects of NH4^＋/NO3^- ratio and elevated CO2 concentration on the physiological development and water use of tomato seedlings. Tomato was grown for 45 d in containers with nutrient solutions varying in NH4^＋/NO3^- ratios and CO2 concentrations in growth chambers. Results showed that plant height, stem thickness, total dry weight, dry weight of the leaves, stems and roots, G value （total plant dry weight/seedling days）, chlorophyll content, photosynthetic rate, leaf-level and whole plant-level water use efficiency and cumulative water consumption of tomato seedlings were increased with increasing proportion of NO3- in nutrient solutions in the elevated CO2 treatment. Plant biomass, plant height, stem thickness and photosynthetic rate were 67%, 22%, 24% and 55% higher at elevated CO2 concentration than at ambient CO2 concentration, depending on the values of NH4^＋/NO3^- ratio. These results indicated that elevating CO2 concentration did not mitigate the adverse effects of 100% NH4^＋-N （in nutrient solution） on the tomato seedlings. At both CO2 levels, NH4^＋/NO3^- ratios of nutrient solutions strongly influenced almost every measure of plant performance, and nitrate-fed plants attained a greater biomass production, as compared to ammonium-fed plants. These phenomena seem to be related to the coordinated regulation of photosynthetic rate and cumulative water consumption of tomato seedlings.