稳定表流-潜流组合人工湿地系统处理生活污水的研究

设计并建造了由集水池、厌氧池、稳定表流人工湿地(FSSFW)、水平潜流人工湿地(SFCW)组成的稳定表流-潜流组合人工湿地系统,该系统依据地势建造,污水依靠重力流动,经过1个月驯化后,用于生活污水净化的中试研究。在设计水力负荷〔0.108 m³/(m²·d)〕和高水力负荷〔0.180 m³/(m²·d)〕时,分别监测各单元及系统对悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH₃-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的去除效果。结果表明:在设计水力负荷下,系统对SS、COD、NH₃-N、TN和TP的平均去除率分别为91.6%、81.2%、87.7%、77.3%和86.3%,其中FSSFW对SS和COD的去除率均值高于SFCW和厌氧池,SFCW对NH₃-N、TN和TP的去除率均值高于厌氧池和FSSFW,厌氧池对各污染指标去除的贡献最小;在高水力负荷下,系统对SS、COD、NH₃-N、TN和TP的去除率分别为91.2%、73.1%、84.2%、69.0%和82.7%,SFCW对SS、COD、NH₃-N和TN的去除起主要作用,FSSFW和SFCW对TP去除的贡献无明显差别,而厌氧池对各污染指标去除的贡献最小。该组合人工湿地系统在夏季运行的水力负荷可设为0.108~0.180 m³/(m²·d),冬季应严格按照设计水力负荷运行。在设计水力负荷下,系统出水各项指标均能稳定达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。     

处理低污染水的复合人工湿地脱氮过程

为了解人工湿地处理低污染水的脱氮过程,以洱海流域邓北桥湿地为例,采用水质分析、细菌数量分析与硝化/反硝化强度分析相结合的方法,研究了复合型人工湿地处理低污染河水过程中的氮转化过程及污染物去除效果. 结果表明:在氧化塘-表流湿地-潜流湿地-表流湿地的复合型人工湿地中,ρ(NH₃-N)和ρ(TN)呈逐级降低的趋势,NH₃-N和TN的平均去除率分别可达53.24%和48.21%. 氧化塘和表流湿地的硝化强度显著高于潜流湿地,二级表流湿地中硝酸菌数量和表层硝化强度均为各工艺单元中最高的,分别为93.00×105g-1和8.42×102mg/(m3·h);潜流湿地中ρ(DO)较低,其反硝化作用强度为各单元最高的,其中表层反硝化强度为32.70×102mg/(m3·h),深层反硝化强度为32.09×102mg/(m3·h). 该复合型人工湿地中反硝化的主要单元为潜流湿地.      

蔷薇湖净水型人工湿地运行效果分析

通过对蔷薇湖净水型人工湿地运行监测,分析了湿地在2017年3月-2018年10月的运行情况。结果表明:蔷薇湖净水型人工湿地运行总体情况良好,COD_Mn、NH₃-N、TN、TP出水稳定达标,出水达到GB 3838-2002《地表水环境质量标准》中的Ⅲ类水标准,实现了对饮用水水源的有效净化。四季运行中,TN平均去除率均在60%以上,温度变化尚未影响去除效果。蔷薇湖净水型人工湿地中动/植物和微生物的协同作用,使得TN去除率稳定达标。     

铝污泥复合填料特性及在人工湿地中的应用

利用铝污泥、钢渣和沸石制备了3种铝污泥复合填料——铝污泥-沸石、铝污泥-钢渣、铝污泥-沸石-钢渣,研究了其物理特性和对磷的等温吸附性能,并应用于人工湿地小试系统中,探讨其对湿地水质的净化效果。结果表明:相较铝污泥和传统湿地填料,3种复合填料具有较大的体积密度、孔隙率和比表面积;3种复合填料对磷的吸附效果存在较大差异,表现为铝污泥-钢渣>铝污泥-沸石>铝污泥-沸石-钢渣;3种复合填料对人工湿地进水中化学需氧量(COD_Cr)的去除率无显著差异,均为70%左右;对总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH₃-N)的去除率差异较大,其中铝污泥-钢渣、铝污泥-沸石对TP去除率较高(93%以上),铝污泥-沸石、铝污泥-沸石-钢渣对TN和NH₃-N去除率较高(TN高于65%,NH₃-N高于77%);铝污泥-沸石复合填料对人工湿地污染物去除的综合效果最好,可使人工湿地出水水质达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。     

潮汐流人工湿地净化城市河水中试研究

在沈阳市仙女湖公园内建设人工湿地中试系统净化城市河流卫工河河水,对比了潮汐流和垂直潜流人工湿地中试系统对河水的净化效果,并优化了潮汐流人工湿地的运行条件。结果表明,潮汐流人工湿地对COD_Cr、NH₄⁺-N、TN和TP浓度分别为60.45~93.73、2.33~4.79、4.61~8.97和0.54~0.80 mg/L的河水的净化效率分别为45.96%、35.76%、30.16%、33.80%,比垂直潜流人工湿地的去除率分别提高了10.23%、19.89%、12.76%、22.12%;潮汐流人工湿地中试系统按照“进水-反应5 h-排水-闲置3 h”运行,其出水水质指标达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅴ类水质要求,中试系统中上层对TN去除效果最好,中层对COD_Cr和NH₄⁺-N去除效果最好,下层对TP去除效果最好。     

天津市临港经济区人工湿地生态效益分析

天津市临港经济区人工湿地是一项低碳环保项目,也是生态示范基地。探究人工湿地对环境保护与生态建设带来的积极影响,应分别从水质净化功能,环保及生态效益两个方面进行探究。对湿地进口、出口水质因子监测结果显示,系统对水体中NH₃-N、TN、TP平均去除率分别为26.6%、43.1%、38.1%,有较好的去除效果,且在冬季低温时去除效果最为显著。从土壤改良、水源涵养、气候调节等五个方面分别对湿地系统的环保及生态效益进行深入分析,进一步证实了该湿地系统为生态环境带来的积极影响。     

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.      

复合人工湿地系统净化城市富营养水体的应用研究

采用复合人工湿地系统对紫阳湖富营养水体进行净化工程性研究,在水力负荷为1 m3(/m2·d)的条件下,研究了上层表面流人工湿地单元、下层水平潜流人工湿地单元对紫阳湖水体中高锰酸盐指数、TN、TP等水质指标的去除效果。结果表明:下层水平潜流人工湿地单元对高锰酸盐指数、TN、TP的去除率分别为24.5%、23.1%、23.3%,上层表面流人工湿地单元对高锰酸盐指数、TN、TP的去除率分别为23.5%、13.3%、14.2%,上层人工湿地单元对氮、磷的去除效果比上层人工湿地单元高50%和40%,对高锰酸盐指数的去除效果两者差不多。另外,复合人工湿地对紫阳湖水净化效果较好,对高锰酸盐指数、TN、TP的平均去除率达到42%、33.2%和34.2%,出水浓度分别为9.60、2.01和0.23 mg/L,出水稳定可以为后续水体生态修复措施创造有利条件。     

人工湿地组合工艺削减山地城市地表径流污染

采用前置生态塘-表流人工湿地-卵石过滤带组合工艺处理山地城市地表径流,研究了各单元在COD、TN、TP和NH4+-N方面的去除效果,以及径流中COD浓度和氮素形态对污染物去除的影响。结果表明,针对COD、TN、TP和NH4+-N,生态塘可以达到82%、53%、45%和32%的去除,表流人工湿地可以达到82%、83%、80%和61%的去除。COD由60 mg/L升至500 mg/L时,整个组合工艺的TP去除率由61%升至82%后下降至64%,TN去除率由50%提高至82%,NH4+-N去除率由67%降至41%。氮素组成对TN和COD的去除影响较大,NH4+-N∶NO3--N由3∶1变为1∶3时,COD去除率从73%提高到85%,TN去除率从53%提高到86%,NH4+-N去除率变化不大,为45%~51%。该组合工艺能够有效去除和削减城市地表径流中的COD、TN和TP的污染。     

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。     

采油废水人工湿地处理效果及植物作用分析

采用水平潜流人工湿地中试系统处理采油废水,考察湿地植物生长状况对污染物去除效果的影响,运用气相色谱-质谱(GC-MS)技术分析湿地植物对有机污染的吸附情况,并分析了湿地植物对氮、磷的吸收效果。研究结果表明:人工湿地出水达GB 8987—1996《污水综合排放标准》中的一级标准。湿地植物的生长状况与人工湿地的COD及NH 4+-N去除率呈现一定的耦合关系。芦苇及藨草均能吸附多种难降解有机污染物。植物吸收是人工湿地去除氮、磷的途径之一,但并非主要途径。     

微污染饮用水源水潜流人工湿地预处理的效能研究

以济南玉清湖水库为例,采用水平潜流人工湿地系统对沉砂后的微污染黄河水进行了预处理试验,考察了湿地系统对污染物的去除效率及其变化趋势.同时,根据实验数据,构建了潜流人工湿地系统COD、TN、TP的一级动力学模拟方程.结果表明,水平潜流人工湿地系统对COD、TP、TN和NH4+-N的平均去除率分别为49.89%、50.44%、53.41%和48.45%;人工湿地对污染物的处理是物理、化学和生物及其协同作用的过程.人工湿地沿程及不同高度污染物浓度变化试验结果表明,人工湿地系统对污染物的降解沿人工湿地水流方向逐渐降低,污染物主要在人工湿地床体前部被去除,潜流人工湿地床体上部对污染物的去除效果更好.     

潜流-垂直流改进型人工湿地处理河道水的研究

针对微污染河道水C/N比不足和磷浓度低的问题,将传统人工湿地改进后用于处理。改进后的人工湿地包含潜流段和垂直流段,潜流段填充沸石和腐木,其中腐木作为补充碳源,垂直流段填充水泥砖块,并种植美人蕉。试验结果表明:改进型人工湿地脱氮除磷效果良好,氮的去除主要发生在潜流段,氨氮和总氮的去除率达到90%以上,填充的补充碳源不会恶化水质;磷的去除主要发生在垂直流段,水泥砖块具有良好的去除低浓度磷的性能,但其寿命不长,需要及时的更换;美人蕉对湿地脱氮影响非常小。     

复合人工湿地系统对低污染水总氮的净化效果及其微生物群落结构特征

为了解复合人工湿地系统对低污染水中总氮的处理效果及微生物群落结构特征,以表流-潜流-沉水植物塘构建的复合人工湿地系统为研究对象,研究该系统对低污染水中TN、NH4+-N、NO3--N、NO-2-N的去除效果,并采用高通量测序揭示各级单元微生物群落结构与差异性.结果表明:复合人工湿地系统在0.12～0.24 m3/(m2...     

3种类型人工湿地处理富营养化水体中试比较研究

针对五里湖富营养化水体,在同等条件下开展了3种类型人工湿地处理效果的比较研究,试验采用现场中试规模,水力负荷为0.8 m³/(m²·d).结果表明,垂直流、潜流和表面流3种人工湿地对氨氮的平均去除率分别为33.2%、27.4%和14.1%;对总氮的平均去除率分别为52.3%、50.1%和19.2%;对总磷的平均去除率分别为58.8%、57.9%和26.3%;对锰酸盐指数的平均去除率分别为37.2%、38.3%和14.8%;对叶绿素a的平均去除率分别为86.9%、96.1%和55.3%.可见,垂直流人工湿地对氨氮、总氮和总磷的去除效果最好,潜流人工湿地对高锰酸盐指数和叶绿素a的去除效果最好,但垂直流和潜流人工湿地之间的差异较小,表面流人工湿地对各污染物的去除效果均远低于前两者.从出水水质稳定性来看,垂直流人工湿地出水水质最稳定,潜流次之,表面流最差.     

多介质土壤滤层系统(MSL)与潜流式人工湿地技术处理海水养殖废水的效能比较

为探索经济可行的海水养殖废水处理技术,选取南美白对虾海水养殖废水,对比研究了多介质土壤滤层(multi-soillayer,MSL)系统和4种不同植物配置潜流式人工湿地(大米草型、芦苇型、香蒲型和无植物型)在400 L·(m2·d)-1水力负荷下的废水处理效果.结果表明,MSL对化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)的平均去除率分别为80.38%±2.14%、68.14%±3.51%、40.79%±3.10%、42.68%±2.90%和54.19%±5.15%,均高于其他4种不同植物配置的潜流式人工湿地的处理效果.4种人工湿地系统对各污染物的去除率从高到低依次为:大米草型>芦苇型>香蒲型>无植物型.     

城市高污染水体生物生态处理技术研究

针对城市高污染水体的特点,建成了粉煤灰基质滤料生物过滤与复合水生植物滤床组合处理系统。生物过滤在有机物和氨氮的去除方面起主要作用,磷则主要是通过人工湿地去除。运行结果表明,组合工艺出水COD、TP、NH3-N、TN平均浓度分别为16.35 mg/L、0.08 mg/L、2.68 mg/L、15.63 mg/L,均满足《城市污水再生利用——城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)标准要求。     

龙河人工湿地在北方冬季低温条件下的运行效率

人工湿地有着建设及运营成本低、水质净化效果好等显著优点,在河道水质净化等领域受到广泛应用.但是由于冬季低温条件下运行效果不佳,制约了人工湿地在北方的推广应用.通过构建"物化预处理(高效沉淀池)+人工湿地(潜流湿地+表流湿地)"工艺模式的多级复合人工湿地(3万t/d),探究冬季低温条件下人工湿地结合冰封保温措施对龙河水质...     

北方地区受污染河湖水体潜流湿地净化技术研究与工程应用

结合实验研究和工程应用实践,在湿地填料选择、水力负荷变化、植物特性、结构优化、越冬运行等方面,对我国北方地区潜流人工湿地设计、建设、运行管理中的关键技术问题开展了系统、深入研究.结果表明:石灰石、粗砂等脱氮除磷综合效果较好,且取材方便、价格便宜,应是人工湿地主选填料,钢渣、褐铁矿除磷效果良好、沸石的氨氮吸附能力强,可作为辅助材料;湿地植物对水质净化贡献约为5%～15%,其地上部分的生物量移除贡献不足5%,湿地植物对系统水力负荷维持、冬季保温、生态景观等还具有较大贡献;以植物保温为主,结合冰下取水、水位管理等可实现北方地区潜流湿地冬季正常运行;优化提出了竖向复合流湿地结构,具有节约用地、硝化-反硝化作用效果显著、抗淤堵等特点.研究成果已在工程实践中得到成功应用,对人工湿地在我国北方地区的推广应用具有重要借鉴意义.     

腈纶废水深度处理中试研究

腈纶废水是典型的难降解、高氨氮废水。为评价电化学氧化法对腈纶废水深度处理的实际运行效果,通过建立腈纶废水处理中试装置,考察了其对经AO生物处理后腈纶废水中COD、氨氮、总氮、BOD5等污染物的去除效果,分析了其运行能耗。结果表明:电化学氧化中试装置对经生物处理后腈纶废水中COD去除率为39.2%。稳定运行后,该装置对废水中氨氮、总氮的去除率分别为100%与75.1%。经电化学氧化处理后,废水中的COD、氨氮浓度达GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级排放标准要求。电化学氧化处理不能显著提高腈纶废水的可生化性。