潜流人工湿地填料及其去除污染物机理研究进展

填料是人工湿地特别是潜流人工湿地床体的主要介质,是湿地物理、化学、生物作用发生的主要载体,对湿地去除污染物的效果有决定性影响。从填料的来源、物理性质、化学组成等方面对实际应用中常见的天然产物类填料、工(农)业副产物类填料和人工制备类填料进行综述,总结了填料对水中污染物的主要去除机理,包括吸附-共沉降、离子交换、缓释碳源-电子供体、氧化还原作用;讨论了潜流湿地填料对氮、磷、重金属污染物的去除能力,并对比了不同填料的污染物去除效果;最后对潜流湿地填料选择和今后相关领域研究方向进行了展望,以期为人工湿地和污水处理技术进一步发展提供相关科学指导和理论依据。     

人工湿地对病原体去除的研究概况

对人工湿地污染物去除的研究多集中在污水中悬浮物、有机污染物、氮和磷等方面,关于人工湿地对病原体去除的研究则相对较少,文章从人工湿地对病原体的去除效果、影响因素和去除机理等三方面的研究进行综述,并对这一领域的研究做出了总结和展望。     

不同水力负荷下人工湿地-稳定塘组合系统的净化效果

采用人工湿地与沉水植物稳定塘组合系统在低、中、高三种不同水力负荷条件下对污水处理效果进行研究,分析水力负荷对组合系统性能的影响状况,以及各构筑物贡献率的对比。结果显示组合系统耐负荷能力强、处理效果良好、出水稳定;整个组合系统除溶解性磷酸盐外,污染物均随着水力负荷的增加去除率降低,低水力负荷去除效果最优,各构筑物中人工湿地与水力负荷呈负相关性,而稳定塘则受水力负荷影响不显著;各构筑物贡献率中人工湿地对有机物的去除效果较好,但稳定塘对氮磷污染物的去除效果优于人工湿地。     

城镇污水处理厂尾水湿地运行效能研究进展

通过文献调研总结了国内外尾水湿地对常规污染物和新兴污染物的去除效果,重点讨论了湿地基质和植物对尾水湿地运行效果的影响。基于中国知网数据库,利用文献计量法分析了与湿地基质和湿地植物相关的文献。已有研究结果表明：尾水湿地不仅对COD等常规污染物具有良好的去除效果,也可有效去除抗生素等新型污染物;受尾水可利用碳源及溶解氧限制,总氮去除效果受限;尾水湿地运行效能受基质类型、基质组合方式、植物种类及温度等因素影响;现有研究由机理及效果逐渐转向深度处理及植物碳源,强化基质脱氮效果和植物资源化将成为研究热点。     

苏州河梦清园人工湿地净化效果模拟研究

人工湿地数学模型和计算机模拟在国内外逐渐成为评估湿地污染物去除效果的有效工具.为可靠有效的预测较大型人工湿地对各污染物的长期去除效果,科学优化人工湿地的设计方法,深入系统和定量化研究人工湿地对各污染物的去除机理,采用美国陆军工程兵团开发的PREWET湿地模型软件,通过将城市大型人工湿地--苏州河梦清园的TSS、BOD、TN和TP出水实测结果与模拟值比较,以及调整参数对模型进行率定和验证,对人工湿地处理过程进行了模型模拟研究,取得了较好的预测结果.讨论了人工湿地的优化设计.     

人工湿地构型对水产养殖废水含氮污染物和抗生素去除影响

利用水平潜流人工湿地和下行-上行复合垂直流人工湿地净化水产养殖废水,研究水流方式、水力停留时间对水产养殖废水中含氮污染物、抗生素等典型污染物净化效果的影响.结果表明,复合垂直流人工湿地对含氮污染物具有较好的去除效果,对TN、NH_4~+-N的去除率在水力停留时间为3 d时可分别达到58%、80%.采用BIOLOG微平板技术和高通量测序对两个人工湿地入流端基质微生物群落的分析发现,复合垂直流人工湿地因其内部结构有利于水流流向及溶解氧条件使得微生物活性和多样性均较高,Nitrospira属分布较多是氨氮去除效果较好的主要原因.水力停留时间对NO_3~--N、NO_2~--N的去除有较大影响,维持在3~4 d对各类含氮污染物可获得较好的去除效果.采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱法对抗生素去除效果进行研究发现,人工湿地构型对抗生素的去除效果差异不大,两种人工湿地对恩诺沙星的去除效果优于磺胺甲唑和氟甲砜霉素,当水力停留时间从1 d延长至3 d可提高磺胺甲唑的去除率至50%以上.     

潜流人工湿地除污机理浅析

人工湿地系统具有高效率、低投资、低运行费、低维护技术、处理量灵活、低能耗、处理效果好等优点,非常适合广大农村地区、中小城镇地区的污水处理,本文主要从湿地基质和湿地植物两个方面重点分析了潜流人工湿地对污染物去除的机理。     

Pseudomonas flava WD-3对人工湿地污染物的去除及Monod模型模拟

为确保寒冷地区冬季人工湿地的污水处理效果,采用从南四湖人工湿地中分离筛选出的耐低温菌Pseudomonas flava WD-3为研究对象,研究其在冬季不同梯度接种量(菌悬液的浓度为4.575×108个·m L-1)和水力停留时间时在复合垂直流人工湿地中连续3个月内的污水处理效果,采用简化的Monod动力学模型对该菌在人工湿地中对污染物的去除进行模拟并验证,并讨论了该菌的投加量和水力停留时间与污染物去除的关系.结果表明,Pseudomonas flava WD-3对污水中的有机污染物以及氮磷等营养物具有明显的去除效果.菌株的最佳投加量为6.0%,且其对污水中COD、NH3-N、TP的去除率分别介于:85.82%~87.00%、73.91%~84.18%和82.04%~85.38%,平均去除效率分别为未投加该菌的1.49、1.46、1.76倍,最佳水力停留时间为7d.简化的Monod模型对Pseudomonas flava WD-3在冬季对人工湿地中污染物去除的预测较为准确,同时,该菌的投加量和水力停留时间均与去除率呈正相关的一级反应关系.     

复合人工湿地系统对重金属的去除研究

水资源的日益短缺是当今世界的主要难题,这一问题在很大程度上限制了人类社会的可持续发展,因此在注重节约用水的同时,加大对污染水的治理至关重要。随着工业的发展,污水成分逐渐复杂,传统的工艺已不能满足去除此类污染物的需求,尤其是重金属污染、石油污染等。人工湿地最为一种原位污水净化系统,有投资小、能耗低等优点。大量研究表明湿地系统对重金属工业废水的去除有较好的作用。人工湿地系统通过基质、植物、微生物对重金属进行去除。该文研究5种由水平潜流、垂直潜流、表面流3种不同工艺组合成的复合人工湿地系统对Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的去除效果。结果表明:系列1~系列4复合型人工湿地对5中重金属都有去除效果。系列5除对Cu和Zn有显著释放现象外对Cd、Cr、Pb也有一定的去除效果。垂直潜流人工湿地对Cd、Cr、Pb的去除效果好于水平潜流和表面流人工湿地;多级复合型人工湿地对Cd、Cr、Pb的去除效果好于单级人工湿地;垂直潜流和水平潜流人工湿地对Cu的去除差异不大,垂直潜流人工湿地对Zn的去除效果优于水平潜流人工湿地。通过本研究结果,针对不同种类的重金属污染可对人工湿地系统的建设提供理论指导。     

人工湿地在污水处理中的应用初探

介绍了人工湿地的概念及其对废水中污染物的去除机理，阐述了湿地植物的作用及如何对人工湿地进行维护与管理，举例说明了人工湿地在国内的应用及其发展前景。     

微藻—人工湿地耦合系统强化污水深度净化与资源转化

人工湿地污水深度净化是污水再生的重要途径，对于缓解我国水资源短缺问题具有重要意义，符合减污降碳的双重需求。但人工湿地在实际工程运行中存在碳氧调控失衡导致的污染物去除和资源化水平低等瓶颈问题。微藻具有光合释氧、碳固定、污染物高效资源转化等优势，其与人工湿地具有高度互补性。详细分析了微藻与人工湿地不同耦合模式在碳氧调控机制、污染物去除与资源转化等方面的性能，解析了耦合系统的碳、氮、磷物质流，明确了人工湿地缺氧区适量补充微藻生物质的优化路径，从系统运行机制与效能等方面对该领域未来研究提出了展望。     

潜流人工湿地水动力学研究方法进展

人工湿地污染物去除的物理、化学和生物学机制是随水流在多孔介质中的迁移过程中发生的,水动力过程决定了废水(包括其中的污染物)和介质表面的接触程度及反应时间,并由此影响到水质净化效果。人工湿地水动力学的研究对于其优化设计、运行管理具有重要意义。综述了目前人工湿地水动力学研究的相关方法,包括:盐分示踪获得停留时间分布(residence time distribution,RTD)曲线的方法、染料示踪获得水流运移图像的方法,由RTD曲线进行水力效率评价的方法,以及水动力过程模拟的数学方法等。并对人工湿地水动力学的研究及其应用前景进行了展望。     

人工湿地系统及其在河流污染治理中的应用研究

人工湿地污染处理系统作为一项完整的生态系统,在河流污染治理等方面得到了广泛的应用。本文着重从人工湿地的种类、系统的构造以及污染物的去除机理等方面进行了阐述,并对影响人工湿地效果影响因素的分析,结合案例,提出了人工湿地系统在河流污染治理中的应用优势和下一步研究重点。     

人工湿地应用于富营养化景观水体修复

以某会议中心1号和2号人工湿地为研究对象,研究了人工湿地对富营养化景观水体的净化效果。结果表明:1号和2号人工湿地对COD、TN和TP均具有较好的处理效果,植物的差异对湿地污染物去除效果的影响不明显。TP的去除主要依靠基质的作用。湿地的前段和中段是整个湿地COD和TN去除的主体,且前段的去除率高于中段。     

人工湿地在处理小城镇生活污水中的应用

目前,小城镇污水处理是中国急需解决的环境问题.通过介绍人工湿地的概念、类型、机理,并结合永川市某污水处理厂的运行效果得出人工湿地处理技术在处理小城镇生活污水中具有投资低、操作简单和运行费用低等优点,具有广阔的应用前景.该组合工艺对CODcr、BOD5、SS、NH3-N、TP处理效果进行了研究,对CODcr、BOD5、SS的去除率均在90%左右,对NH3-N、TP的去除率分别可达到83%和72%,表明人工湿地对N、P的去除效果较其他处理工艺更为显著.该人工湿地出水均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)第二类污染物最高允许排放浓度一级A类标准.     

人工湿地技术在污水净化中的应用研究

研究人工湿地技术在污水净化中的去除机理,分别对人工湿地技术对污水中的悬浮物、有机物、脱氮、除磷和重金属去除机理进行了分析和阐述;从提高茶园水库库区全年除污总效果的角度,给出了人工湿地植物的栽种选择和搭配,重点研究人工湿地在低温季节对库区污水的净化效果和不同湿地植物针对不同污染物的净化效果存在显著差异性,在人工湿地技术的实际应用中,要根据当地的条件,有针对性地种植湿地植物或合理配置湿地植物,为人工湿地在茶园水库库区的推广提供了技术指导。     

人工湿地在处理小城镇生活污水中的应用

目前，小城镇污水处理是中国急需解决的环境问题。通过介绍人工湿地的概念、类型、机理．并结合永川市某污水处理厂的运行效果得出人工湿地处理技术在处理小城镇生活污水中具有投资低、操作简单和运行费用低等优点，具有广阔的应用前景。该组合工艺对CODCr、BOO5、SS、NH3-N、TP处理效果进行了研究，对CODCr、BOD5、SS的去除率均在90％左右，对NH3-N、TP的去除率分别可达到83％和72％，表明人工湿地对N、P的去除效果较其他处理工艺要为显著。该人工湿地出水均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）第二类污染物最高允许排放浓度一级A类标准。     

锰砂人工湿地对污染物的强化去除

锰砂由于其具有强氧化和吸附作用已被广泛应用于净水领域中,而在人工湿地中以锰砂为填料的相关研究较少.根据前期研究推测,在人工湿地的基质中加入锰砂,其能通过氧化吸附强化去除水中的污染物,而还原生成的Mn （Ⅱ）又能被土壤及根系锰氧化微生物氧化为Mn （Ⅲ/Ⅳ）,进而防止Mn （Ⅱ）在水中的释放.为验证该推测,本研究探讨了加入锰砂的芦苇人工湿地对污染物的强化去除能力及微生物学机制.通过比较加入和未加入锰砂（对照组）的人工湿地的运行效果,发现锰砂人工湿地对溶解性有机碳（DOC）、TN和冬季时期NH₄⁺-N的去除具有显著的提升作用.16S rRNA测序结果表明,锰砂基质能显著提升冬季芦苇根系微生物的丰富度和多样性,但对人工湿地整体的群落结构影响较小,这可能与锰砂湿地强化污染物去除能力有关.本研究为人工湿地工艺优化提供了一种新思路.     

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。     

芳香族化合物在人工湿地中的去除途径探讨

芳香族化合物是一类对人体具有严重危害的持久性有机污染物(POPs),目前芳香族化合物的高级处理技术价格昂贵,难以推广。人工湿地由于低成本、低能耗、低运营维护的特点,被认为具有去除芳香族污染物的潜力。分析了芳香族化合物在人工湿地中的归宿,讨论了基质、植物、微生物与水解、光降解、挥发等方面的去除贡献大小,指出了目前研究中存在的不足,并展望了其未来发展方向。