处理湖水的垂直流湿地中陶粒的磷吸附特性

研究了净化城市湖泊(宜兴团汣)湖水的3个下行垂直潜流人工湿地(运行1年)中的不同深度层的陶粒对磷的吸附特性.结果表明,当标准液KH2PO4-P为5 mg/L和10 mg/L时,上层陶粒的磷吸附能力强弱依次是1#美人蕉湿地(2.98和4.63 mg/kg)﹥2#曝气湿地(1.78和3.71 mg/kg)﹥3#无植物湿地(1.56和3.42 mg/kg);下层陶粒的磷吸附能力从强到弱排序依次是:1#美人蕉湿地(3.51和5.43 mg/kg),3#无植物湿地(3.01和4.39 mg/kg),2#曝气湿地(2.44和4.14 mg/kg).综合对比,1#美人蕉湿地中陶粒具有更强的磷吸附能力,1#湿地中陶粒的磷吸附能力比后两者分别高出23.69%和31.16%.同一湿地的下层陶粒比上层陶粒有更强的磷吸附能力,当标准液中磷浓度为10 mg/L时,1#、2#和3#下层陶粒磷吸附量分别为上层陶粒的1.17倍、1.12倍和1.28倍.     

水平潜流人工湿地处理太原市城市再生水的运行效能

以山西省太原市某污水厂的高氮低碳尾水为研究对象,开展基于3床并联的水平潜流人工湿地处理尾水的中试研究。研究结果表明,该人工湿地系统启动2个月进入稳定运行期;稳定运行期3个床体的出水水质除TN外其余指标均满足《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）中Ⅳ类水体标准,TN指标满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918．2002）中一级A标准,该湿地系统出水可直接用于补充景观用水;稳定运行期3床的植物与基质的配置更适合处理同类尾水,3个床体对各污染物的去除效果均为3床〉2床〉1床;本系统中填料对污染物处理效果的影响大于植物对污染物处理效果的影响,最优填料顺序依次为沸石、砾石和钢渣,最适植物栽种顺序为芦苇、香蒲、美人蕉、黄菖蒲和芦苇。     

Performance of an integrated system combining microalgae and vertical flow constructed wetlands for urban wastewater treatment

Environmental Science and Pollution Research - The present study investigated the performance of an integrated system, combining the sequential use of microalgae (MA) and vertical flow constructed...     

表流-水平流复合人工湿地对高污染河水的净化

为了研究表流-水平流复合人工湿地对高污染河水的净化效果及植物对复合湿地中二级潜流湿地的影响作用,实验构建了表流+芦苇水平潜流和表流+无植物水平潜流复合人工湿地。在相同的水力负荷下连续运行一年的结果表明,复合人工湿地对高污染河水中TN、NH3-N、TP、COD、BOD5和SS的去除率分别为57.3%~63.1%、65.7%~68.1%、69.4%~82.7%、85.3%~86.3%、96.7%~96.9%和97.9%~98.2%,种有植物的二级潜流湿地具有更好的脱氮和除磷效果;表流湿地作为复合湿地的第一级能够有效去除大部分的有机污染物和悬浮物,进而避免二级潜流湿地的堵塞,并利于二级潜流湿地的脱氮除磷的进行;复合湿地对有机物和悬浮物的去除不受季节性波动的影响,但是其脱氮效果受季节波动的影响较大。     

水培番茄滤床-折流板式潜流湿地深度净化农村生活污水

研究开发了一种水培番茄滤床-折流板式潜流人工湿地组合式生态系统,用以接纳经厌氧生物滤池-跌水充氧生物接触氧化装置处理后的农村生活污水,验证该组合式生态系统无土栽培番茄同时深度净化生活污水的可行性。近5个月新建中试系统运行结果表明：番茄对生活污水尾水有良好的适应性,在进水COD、NH4+、TN、TP分别为54.4、10.8、26.9和2.24 mg·L-1的条件下,组合生态系统出水达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B标准,收获番茄12.7 kg·m-2,番茄果实中未出现重金属超标现象。折流板式潜流湿地种植的3种景观植物美人蕉、再力花和常绿鸢尾均长势良好,平均株高分别达到了235.2、242.6和68.1 cm。通过实验结果认为,番茄对农村生活污水有较强的适应力和较好的净化效果,可与潜流人工湿地组合有效深度处理农村生活污水尾水,同时产生一定经济效益。     

Heterotrophic community-level physiological profiles of domestic wastewater following treatment by small constructed subsurface flow wetlands.

Seasonal treatment performance of small-surface flow wetlands was evaluated during their second operational year and compared with community-level physiological profiles (CLPP) of the heterotrophic bacterial community obtained from sole-carbon source utilization patterns in BIOLOG GN (Haywood, California) microplates. The CLPP patterns varied significantly by season, indicating reduced functional diversity in the heterotrophic community during warmer months of active plant growth (April through October). Principal component analysis (PCA) suggested that the functional community differed in planted versus unplanted wetlands during the growing season. Wetlands generally improved wastewater quality; however, treatment performance was reduced in the second year. Despite differences in the heterotrophic community suggested by CLPP, treatment efficiency with respect to removal of five-day biochemical oxygen demand or reduction in fecal indicator organisms generally was not significantly changed as a function of growing season or plant treatment.     

潜流式湿地系统停留时间分布实验结果分析

鉴于水力停留时间对人工湿地系统处理效果和构建设计的重要性,通过示踪实验测定了潜流式湿地系统的停留时间分布,结合反应器理论,对实验测定的不同进水流量范围的停留时间响应结果,分别以多釜串联模型以及移位正态分布函数进行拟合,并进一步对系统的水力平均停留时间、系统的流动形态以及非理想性进行了分析和讨论,为湿地系统的水力学优化设计和实际运行提供理论基础和技术参数.     

不同运行条件下潜流人工湿地的水力效率分析

水力停留时间是湿地系统处理效果和水力学优化设计考虑的重要因素。在实际工程应用中,可通过调节不同的运行条件使湿地得到最优化。鉴于水力效率可以综合分析水力停留时间及分布散度对湿地水力学性能的影响,通过不同进/出水口位置和进水流量下潜流人工湿地的脉冲示踪实验,获得其水力停留时间分布曲线,计算不同运行条件下的相对水力效率并进行对比分析。结果表明,进水口位置在上层(进水口①)和小进水流量(0.050 7 m3/h)的湿地系统因具有较长的平均水力停留时间和较小的分布散度,因此其水力效率最高;各进水口的潜流人工湿地出水口位置在上层(出水口①)的有效体积比和水力效率均最大,这可能与出水口所在的填料层孔隙率有关。     

水平潜流人工湿地脱氮功效中植物的作用

为了研究芦苇(Phragmites australis)在收割期前/后、湿地床体内部各个区域内、一年四季中在水平潜流人工湿地脱氮效用所起的作用,实验设置了有/无植物2组平行反应器。结果表明,芦苇在收割前/后对于水平潜流人工湿地脱氮效果均有促进作用,植物地上部分氮吸收量占湿地脱氮量的10.2%。在芦苇收割前/后(5月~9月、10月~次年5月),芦苇湿地日均脱氮量分别是无植物湿地的1.55倍与1.11倍。高、矮芦苇不同组织中总氮浓度分布趋势一致,2种芦苇各组织含量分别为:穗(28.69 g/kg)>叶(13.69 g/kg)>茎(5.31 g/kg)、穗(28.06 g/kg)>叶(14.61 g/kg)>茎(8.46 g/kg)。在湿地的各个沿程区域,总氮、氨氮累加去除率变化趋势一致,并且从反应器前部到尾部呈上升趋势,从上部到下部呈下降趋势。有芦苇湿地的脱氮效用优于无植物湿地,且底部氮积累含量也较少。一年四季中有芦苇湿地在各个季节脱氮量是无植物湿地的1.06~1.47倍。     

垂直潜流人工湿地对水产养殖尾水中抗生素和氮磷的去除及其影响因素

针对养殖尾水中氮磷和抗生素污染问题,构建了3种不同条件的上行垂直潜流人工湿地小试系统,分析了养殖尾水中4种典型抗生素(氧氟沙星、磺胺甲恶唑、氟苯尼考和土霉素)的去除效率及其影响因素,探讨了抗生素对营养盐去除的潜在影响。结果表明：在春季和夏季,3种不同条件的上行垂直潜流人工湿地系统对氟苯尼考、土霉素、氧氟沙星和磺胺甲恶唑的去除率分别为25.61%~53.66%和15.10%~37.93%、94.82%~97.16%和93.96%~94.87%、93.53%~94.27%和85.17%~86.57%、10.48%~57.54%和29.84%~62.36%。添加生物炭可以显著提高湿地系统对磺胺甲恶唑和氟苯尼考的去除率,与CW1和CW2相比,CW3对磺胺甲恶唑的去除率平均分别提高了39.79%和33.92%;对氟苯尼考的去除率平均分别提高了25.45%和22.61%。在抗生素暴露条件下,春季,系统对总氮、总磷、氨氮和硝态氮平均去除率分别下降了11.69%、17.53%、10.04%和4.07%;夏季,总磷和氨氮的平均去除率分别下降了19.41%和5.53%,而总氮和硝态氮的平均去除率分别提高了11.67%和10.42%。以上研究结果可为进一步改进人工湿地系统设计参数,提高污染物去除效率提供参考依据。     

垂直流人工湿地中基质组合对污水的处理效果及模型模拟

选择石砾、粗砂、细砂作为垂直流人工湿地的基质在实验室内研究不同粒径的基质在不同的水力负荷和对不同浓度污水对污染物的去除效果,根据实验结果选取基质应用于示范基地,利用人工湿地模型Subwet2.0对人工湿地示范基地进行模型模拟,为农村生活污水人工湿地系统的处理设计及模拟出水水质提供参考。研究结果表明:石砾、粗砂、细砂为基质对污染物去除率较好的水力负荷分别为小于0.9、0.6和0.3 m/d时;石砾基质对COD的最佳污染负荷为970 mg/L,粗砂、细砂基质为468~970 mg/L;粗砂和细砂基质对NH4+-N去除效果相似;在北方地区垂直流人工湿地主体基质建议使用粗砂或石砾以减少堵塞的风险;利用Subwet2.0模型模拟人工湿地示范基地的出水水质,根据当地条件在反应参数的取值范围内调整了相应的参数值,模拟的结果符合性很高。     

组合式垂直流人工湿地工艺及其污水处理效果

提出了一种组合式垂直流人工湿地处理工艺,并研究了其对生活污水的处理效果。在水力负荷100 mm/d的工况下,生活污水中有机物的去除主要集中在组合式垂直流人工湿地的第一级,其去除速率常数显著高于后面两级(P<0.05)。人工湿地系统对污水中化学耗氧量、总氮、总磷的去除率分别为90.1%、53.7%和43.7%,相应的去除速率常数分别为88.0、29.2和21.2。     

复合生物滤池+潜流人工湿地组合工艺处理农村生活污水

针对农村生活污水水质水量不稳定,低碳氮比,运行费用不足等特点,探讨了复合生物滤池+潜流人工湿地组合工艺处理农村生活污水的实用性。其结果显示,虽然进水水质水量波动大,但出水水质稳定、去除效果良好,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准,且运行费用低、低能耗,操作及维护简单,较适用于农村生活污水的处理。     

曝气对水平潜流人工湿地水力特性的影响

通过构建曝气及未曝气潜流人工湿地小试实验系统,以NaCl为示踪剂开展示踪实验,研究曝气对人工湿地水力特性的影响。实验结果表明,两对比系统均存在不同程度的短流及死区现象,短流主要发生在床体表层,而死区则存在于床体底层。其中未曝气人工湿地系统的流场分布不均匀现象较为严重,示踪剂滞留在床体底层难以回收,系统水力效率较低(0.56)。比较而言,由于气流对水体的扰动作用,曝气对人工湿地系统水力效率有明显改善作用,减缓了床体表层水流速度,提高了示踪剂回收率,缩小了死区的范围,曝气人工湿地系统的水力效率为0.75。     

3种不同基质潜流湿地对磷的去除效果

基质是潜流式人工湿地污水处理系统的重要组成部分,直接影响到系统的处理效果.本文研究了由沸石、页岩陶粒和碎石3种不同基质构建的潜流式人工湿地对磷的去除效果.结果表明,在设计水力停留时间3 d,连续进出水情况下,碎石单元对磷的去除效果最好,页岩陶粒单元次之,沸石单元效果最差,平均去除率分别为95%、60%和35%.在潜流式人工湿地污水处理系统运行初期观察到磷释放现象,沸石单元最为明显.进水磷浓度较低时,磷的去除率随浓度升高而升高,当正磷、总磷浓度分别升高到2.4～2.5和3.1～3.3 mg/L时,正磷、总磷的去除率开始迅速下降.     

3种不同基质潜流湿地对磷的去除效果

基质是潜流式人工湿地污水处理系统的重要组成部分，直接影响到系统的处理效果。本文研究了由沸石、页岩陶粒和碎石3种不同基质构建的潜流式人工湿地对磷的去除效果。结果表明，在设计水力停留时间3d，连续进出水情况下，碎石单元对磷的去除效果最好，页岩陶粒单元次之，沸石单元效果最差，平均去除率分别为95％、60％和35％。在潜流式人工湿地污水处理系统运行初期观察到磷释放现象，沸石单元最为明显。进水磷浓度较低时，磷的去除率随浓度升高而升高，当正磷、总磷浓度分别升高到2．4—2．5和3．1～3．3mg／L时，正磷、总磷的去除率开始迅速下降。     

Optimal conditions for chlorothalonil and dissolved organic carbon in horizontal subsurface flow constructed wetlands

The most efficient system of horizontal subsurface flow constructed wetlands (HSSFCW) for removing dissolved organic carbon (DOC) in the presence of chlorothalonil pesticide (CLT) present in synthetic domestic wastewater was determined using the macrophyte Phragmites australis. Two concentrations of CLT (85 and 385 μg L^?1) and one concentration of glucose (20 mg L^?1) were evaluated in four pilot scale horizontal surface flow constructed wetlands coupled with two sizes of silica gravel, igneous gravel, fine chalky gravel (3.18–6.35 mm), coarse gravel (12.70–25.40 mm) and two water surface heights (20 and 40 cm). For a month, wetlands were acclimated with domestic wastewater. Some groups of bacteria were also identified in the biofilm attached to the gravel. In each treatment periodic samplings were conducted in the influent and effluent. Chlorothalonil was quantified by gas chromatography (GC-ECD m), DOC by an organic carbon analyzer and bacterial groups using conventional microbiology in accordance with Standard Methods. The largest removals of DOC (85.82%–85.31%) were found when using fine gravel (3.18–6.35 mm) and the lower layer of water (20 cm). The bacterial groups quantified in the biofilm were total heterotrophic, revivable heterotrophic, Pseudomonas and total coliforms. The results of this study indicate that fine grain gravel (3.18–6.35 mm) and both water levels (20 to 40 cm) can be used in the removal of organic matter and for the treatment of agricultural effluents contaminated with organo-chloride pesticides like CLT in HSSFCW.     

Pharmaceutical removal in tropical subsurface flow constructed wetlands at varying hydraulic loading rates

Determining the fate of emerging organic contaminants in an aquatic ecosystem is important for developing constructed wetlands (CWs) treatment technology. Experiments were carried out in subsurface flow CWs in Singapore to evaluate the fate and transport of eight pharmaceutical compounds. The CW system included three parallel horizontal subsurface flow CWs and three parallel unplanted beds fed continuously with synthetic wastewater at different hydraulic retention times (HRTs). The findings of the tests at 2-6 d HRTs showed that the pharmaceuticals could be categorized as (i) efficiently removed compounds with removal higher than 85% (ketoprofen and salicylic acid); (ii) moderately removed compounds with removal efficiencies between 50% and 85% (naproxen, ibuprofen and caffeine); and (iii) poorly removed compounds with efficiency rate lower than 50% (carbamazepine, diclofenac, and clofibric acid). Except for carbamazepine and salicylic acid, removal efficiencies of the selected pharmaceuticals showed significant (p<0.05) enhancement in planted beds as compared to the unplanted beds. Removal of caffeine, ketoprofen and clofibric acid were found to follow first order decay kinetics with decay constants higher in the planted beds than the unplanted beds. Correlations between pharmaceutical removal efficiencies and log K(ow) were not significant (p>0.05), implying that their removal is not well related to the compound's hydrophobicity.     

潜流、垂直流人工湿地污染物净化效果及耐污染负荷冲击能力研究

依托建立在新沂河河漫滩上的人工湿地中试工程进行现场试验,研究分析潜流和垂直流2种人工湿地对污染河水的净化效果及其耐污染负荷冲击能力。结果表明:在相同的进水高锰酸盐指数浓度条件下,垂直流对高锰酸盐指数的净化效果明显优于潜流;2种人工湿地对NH4+-N的去除率均比较高(平均去除率均高于80%),且没有明显差异;2种人工湿地构造不同引起的水流运行方式及截留、过滤作用的差异对高锰酸盐指数的去除影响较大,而对NH4+-N去除的影响较小;进水污染负荷变化对人工湿地污染物去除的影响显著,垂直流耐高锰酸盐指数污染负荷冲击能力明显强于潜流,而对NH4+-N污染负荷变化,两者都表现出了较强的耐受能力,差异不明显。     

基质结构对水平潜流人工湿地净化效果影响

为研究基质填充结构变化对人工湿地净化效果的影响,构建2个不同基质结构的对比水平潜流人工湿地实验系统,对城市污水处理厂出水进行深度处理。实验结果表明,1～7 mm石英砂均混填充结构人工湿地系统对COD、NH4+-N和TP的平均去除率分别为49.5%,40.1%和56.1%;比较而言,1～7 mm石英砂分层填充结构湿地系统对3种污染物的平均去除率分别为53.7%,60.4%和68.6%。方差分析表明,不同石英砂结构的人工湿地对COD、NH4+-N及TP的净化效果差异显著(p<0.05)。此外,不同水力停留时间条件下,基质填充结构不同的湿地系统对以上3种污染物的净化效果也存在显著差异(p<0.05),去除率随着水力停留时间的增加而升高,当HRT为36 h时,各系统均能取得较好的净化效果。