垂直流-潜流式人工湿地技术在北京流域污染治理中的应用研究

研究垂直流-潜流式人工湿地系统在治理北京龙道河流域污染中的效能.结果表明,该系统能确保冬季低温条件下运行,对化学耗氧量(COD)、5日生化需氧量(BOD5)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)和悬浮固体(SS)具有稳定的去除效果,平均去除率分别达到了81%、85%、96%、77%和85%,出水中溶解氧(Do)平均质量浓度达到2mg/L.     

Zn系LDHs负载改性石英砂和沸石对Cr(Ⅵ)吸附效果对比及其作用机理研究

为提升人工湿地常用填料对受污染水体中Cr(VI)的吸附性能,采用水热-共沉淀法在碱性条件下制备了Zn系LDHs涂层负载改性沸石和石英砂填料,并运用场发射扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和BET等手段对改性前后填料的表面形态和化学成分进行了表征.最后,通过等温吸附试验、动力学吸附试验、吸附热力学试验对Zn系LDHs改性填料和天然填料的Cr(VI)吸附效果及其作用机理进行了对比研究.结果表明,通过Zn系LDHs涂层负载,沸石和石英砂对Cr(VI)的吸附类型由以物理吸附为主的多分子层吸附向以化学吸附为主的单分子层吸附转换,有利于吸附水中的Cr(VI);热力学相关参数ΔS~00,ΔG~00,ΔH~00,表明对Cr(VI)的吸附是自发放热过程.相比于天然沸石和石英砂,Zn系LDHs负载改性沸石和石英砂的表面物化性状发生明显变化,最大饱和吸附容量明显提高,尤其是石英砂的最大饱和吸附容量从21 mg·kg~(-1)提升到125 mg·kg~(-1).改性同种天然填料时,ZnAl-LDHs负载改性的效果更佳;而相对于天然沸石的改性,Zn系LDHs负载改性能更有效地提高石英砂对Cr(VI)的吸附能力.因此,本实验中ZnAl-LDHs负载改性石英砂可推荐用于实际人工湿地中Cr(VI)的去除.     

使用含铁基质的水平潜流人工湿地间隙水亚铁离子及理化环境的动态变化

使用富含铁基质的水平潜流人工湿地,运行过程中,由于内部氧化还原和p H条件的变化,可能会导致基质中铁溶出,致使间隙水中亚铁离子增加,进而影响污水去除效率.本研究以使用富含铁基质的香蒲人工湿地系统为研究对象,分析了其处理富含有机物污水时,内部间隙水的亚铁离子、氧化还原电位(ORP)和p H时空变化特点.研究结果表明,各位点间隙水都含有较高浓度亚铁离子,范围为8.23~462.86 mg·L-1,远远高于进水中亚铁含量,表明运行过程中,基质铁大量溶出;内部各位点ORP在-236~40 m V之间,变化范围较大,多数位点ORP均为负值,表明整个湿地内部大部分区域处于厌氧状态,是污水中较高浓度有机物降解导致;ORP在水深方向逐渐下降,污水沿程方向是逐渐升高的,夏季ORP整体较高,春秋季较低.亚铁离子变化特点与ORP相反,ORP高的情况下,亚铁离子浓度较低,表明亚铁离子浓度受ORP影响.湿地内部各位点处的p H空间变化范围不大,在6.44~7.97之间,仍维持在中性范围.结合p H和ORP的分布特征可以得知,间隙水中亚铁离子应是基质中铁氧化物特别是三价铁氧物,络合和还原解离共同的产物.     

南水北调中线干渠生态系统结构与功能分析

为分析和掌握南水北调中线干渠生态系统结构与功能的特征参数,根据2015~2019年中线干渠鱼类资源调查数据及实测的鱼类生物学参数数据,应用Ecopath with Ecosim 6.6软件构建了Ecopath食物网模型.模型由18个功能组组成,包括了初级生产者、初级消费者、主要鱼类和有机碎屑等.结果显示：中线干渠生态系统规模总流量、总生产量和总消耗量分别为19186.330,8947.857和1106.002（t/（km²·a））,食物网主要由4个整合营养级（1.00~3.71）构成,最高营养级为大型肉食性鱼类鱤（3.71）.食物网能量传递主要有两条途径,分别为牧食食物链和碎屑食物链,两者传递的能量相当,但牧食食物链传递效率是碎屑食物链的近两倍.交互营养分析结果表明,捕食者对其饵料生物的影响一般为抑制作用,碎屑生物量的增加对大部分功能组的影响为正效应,小型上层鱼类对浮游动物生物量起抑制作用.从各功能组之间的生态位重叠来看,各功能组间捕食者生态位重叠现象不普遍,重叠指数适中,部分肉食性鱼类的捕食者生态位重叠指数达到1.对生态系统总体特征分析发现,中线干渠生态系统的总初级生产量与总呼吸量的比值（P/R）、总初级生产量与总生物量的比值（P/B）、Finn's循环指数（FCI）和Finn's平均路径长度（FML）都表明该生态系统处于发展的幼态期,抵抗外界干扰的能力差.此外,中线干渠生态系统对初级生产力的利用率很低,导致过多的营养物质未进入更高营养级的食物链中进行循环,造成系统能量流动的滞缓.因此,根据生物操纵理论,可通过优化和完善鱼类群落结构,增强对系统初级生产力的利用效率,促进物质循环和能量流动,维持生态系统稳定.     

滇池湖滨带人工湿地削减规律研究探讨

文章分析了滇池湖滨带人工湿地各级结构单元的水质指标数据,从pH、SS、BOD5、COD、TP、TN的污染消减规律入手,深入探讨了人工湿地对污染河水的净化效果。结果表明:人工湿地系统对TP、TN的消减效果最好;COD消减效果最差;湿地构造及植物群落影响人工湿地对污水的净化能力。     

几种新型水处理技术的研究应用进展

固定化微生物、湿式催化氧化(CWO)、微波和人工湿地是近年来倍受关注的废水处理新技术。着重介绍了固定化微生物技术的发展、制备方法及在多种废水中的研究应用情况;湿式催化氧化(CWO)是目前处理高浓度生化难降解工业有机废水的最佳方法之一;阐述了微波及人工湿地技术处理废水的基本原理、优越性和这方面的应用研究;并对这4种废水处理新技术做了总结和展望。     

表面流人工湿地长期运行后的底泥营养盐累积特征与释放规律

底泥在表面流人工湿地污染物迁移转化中起到非常重要的载体作用,探究其营养盐的累积特征与释放规律对了解长期运行的表流湿地净化功能具有重要意义.以运行了5 a的盐龙湖表面流人工湿地底泥为研究对象,对不同位置底泥的总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)含量进行分析并开展柱状芯样静态释放实验.结果表明,盐龙湖表流湿地运行5 a后,底泥整体属于中度污染范畴,营养盐累积水平主要受进水条件、水深和植物作用等影响.(1)顺着水流方向,表流湿地底泥营养盐含量表现升高趋势;(2)随着上覆水水深增大,底泥营养盐含量升高,碳受影响程度较深;(3)表流湿地植物的生长情况越好,底泥中累积的营养盐含量也越高.底泥营养盐释放趋势呈现为先升后降,在20 d后基本达到平衡.释放速率主要受湿地底泥营养盐累积水平影响,其规律与轻度营养型水库底泥较为相似.表流湿地底泥中包含的植物残体会使营养盐释放更强烈,研究结果可为长期运行的表面流人工湿地提升净化能力提供科学依据.     

Subwet模型在人工湿地设计中的应用

针对人工湿地的设计问题,介绍了水平潜流人工湿地的运行机制和设计准则,提出了利用人工湿地数字模型Subwet辅助设计的方法.利用Subwet模型对水平潜流人工湿地的设计进行了模拟,根据模拟结果对影响人工湿地处理效率的因素进行了分析和探讨,并据此对人工湿地的设计优化提出了指导意见.该Subwet模型的应用实例表明人工湿地模型可以应用于设计中,并可为人工湿地设计提供一定的理论指导.     

氧化塘-浮石床湿地系统处理城市污染河水

以氧化塘-浮石床湿地复合系统为研究对象,探讨了该系统在旱期与雨期工况下分别处理城市旱期低污染河水与雨期重污染河水的运行状况,结果表明:该复合系统可有效处理旱期低污染河水和雨期重污染河水。系统在旱期工况(塘与湿地的水力负荷分别为0.22,0.37 m/d)与雨期工况下分别处理低污染河水和重污染河水的出水中SS、COD、TP、TN与NH4+-N均达GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准。     

湖泊和水库中藻类去除方法的研究进展

由于富营养化的影响，在我省少部分湖泊和水库中多次发生因藻类的强烈光合作用而产生的高pH值污染和藻类毒素对饮用水的污染等现象。该文综合了除藻的各种方式以及对环境的污染和对人体健康的影响等多种因素，认为以生物除藻和物理除藻两种方法比较适合我省的实际情况。