不同人工湿地系统处理生活污水的比较研究

以华南1号杂交狼尾草、海芋、春砂仁、文殊兰、美人蕉、沿阶草、鸢尾和红草为湿地植物,以煤渣、麻石、陶粒为填料构成几种人工湿地系统,对生活污水进行处理研究。结果表明:当进水COD浓度小于345mg/L时,各系统出水COD浓度均小于60 mg/L(停留时间为6 h),达到GB 18918-2002的一级B标准;当进水TP浓度在4.44~8.17 mg/L之间,NH4+-N浓度在41.3 mg/L以下,TN浓度在66.1 mg/L以下时,各系统出水TP、氨氮、总氮浓度分别小于1,25,20 mg/L(停留时间为12h),均达到GB18918-2002的二级B标准。     

人工湿地基质微生物状况与净化效果相关分析

利用混菌法和稀释法,测定了不同植物以及无植物潜流水平湿地基质中微生物的数量.结果表明:不同植物湿地基质中微生物的数量差异不显著,有植物和无植物湿地的差别不明显;湿地基质中不同空间位置的微生物数量各不相同,一般上层多于下层;在湿地运行条件相对稳定的情况下,湿地基质中会逐渐形成数量和活性比较稳定的生物群落.分析了人工湿地基质中微生物数量与污水净化效果的关系.结果表明:微生物数量与BOD₅及TN的去除有显著的相关性,说明微生物的作用是去除它们的重要途径;基质微生物数量与TP的去除率相关性不明显.测定了湿地基质硝化速率,其硝化能力与亚硝化细菌的数量呈显著相关.      

湿地生态系统甲烷排放研究进展

湿地是大气CH4的主要自然来源。天然湿地每年向大气中排放的CH4占全球CH4排放总量的15％～30％。在厌氧环境条件下，CH4通过甲烷产生菌的作用而产生；在氧化条件下，CH4通过土壤中微生物的作用而被氧化和迁移。CH4从土壤中的排放和吸收经过几个生物和物理过程。湿地中CH4通量在时空两个方面都有较大变化，这种在空间上的变化与CH4产生、氧化和迁移过程有关，同时受不同地域的特殊因素如水文状况、植物群落、土壤温度等的影响。湿地水文条件是决定CH4排放的关键控制因子，表层土壤温度与CH4排放通量成正相关关系，土壤中氮含量也对CH4排放通量起作用。环境因子与CH4排放间的交互作用是非常复杂的，与CO2相比，CH4的产生在时空两方面更易于变化。目前关于湿地CH4排放的模型多为一维模型，主要模拟CH4在土壤中的产生过程，以及从上覆土壤、植被和水体进入大气的迁移过程；模型一般涉及不同深度的土壤温度、水位和净初级生产力。     

两种复合人工湿地系统对东莞运河污水的净化效果

复合人工湿地系统是将不同类型的人工湿地相组合,充分发挥各类型湿地特长,实现优势瓦补的一种更有效的污水净化系统.研究采用复合垂直流-水平潜流人工湿地和复合垂直下行流人工湿地两种复合人工湿地系统对东莞运河的河道污水进行处理,分别监测了两套不同复合人工湿地系统第一、二级湿地单元的出水情况,研究了不同时间段和一定的水力负荷下复合人工湿地系统对河道污水的净化效果.结果表明,两种复合人工湿地系统的二级湿地单元出水各指标明显优于一级湿地单元,复合垂直流-水平潜流湿地对东莞运河污水COD、BOD_5和TP的平均去除率分别达到70.52%、69.21%和55.56%;复合垂直下行流湿地系统对TP的净化尤其突出,平均去除率达到72.62%,二级出水的质量浓度在0.10～0.60 mg·L~(-1)之间,对COD和BOD_5的平均去除率分别为64.74%和60.63%.两种复合系统的出水浓度均达到<城市污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)中的一级标准.由此可见,两种复合人工湿地系统对各污染物去除效果明显优于单一的湿地系统,且更具稳定性和耐冲击能力.     

潜流人工湿地中有机污染物降解机理研究综述

人工湿地是一种完整的生态系统,它是利用系统中发生的物理、化学和生物等多重协同作用实现对污水的净化功能.开展潜流人工湿地中废水处理的机理、湿地内部有机污染物的迁移转化、湿地工艺设计及其水力学、动力学参数的研究,对环境废水中有机污染物的去除及生态安全具有重要意义.文章主要从化学、生物、设计参数等方面论述了人工湿地废水处理中有机污染物的降解及其机理研究进展.化学因素主要包括溶解性有机质(DOM)对有机污染物的迁移转化、氧化还原环境(Redox)及废水中电子受体的存在对有机质的分解状况、不同溶解氧(DO)水平为厌氧、好氧细菌对有机物的生物降解及湿地内反应动力学模型建立等因素对废水中有机污染物降解的作用及影响;生物因素主要涉及植物和微生物的作用,湿地中的生物降解是有机污染物的主要去除方式;在工艺参数方面,主要就水流特性、孔隙度、停留时间(HRT)、水力负荷(HLR)和水位等因素对湿地中有机污染物去除的影响进行了探讨.     

Translocation and biotoxicity of metal (oxide) nanoparticles in the wetland-plant system

• Aquatic plants are more likely to absorb TiO₂ NPs that are beneficial to them. • Ag NPs inhibited the growth of aquatic plants under both 5- and 60-day exposure. • CeO₂ NPs had positive/negative impact on plant in 5/60-day exposure, respectively. • TiO₂ NPs presence could enhance the photosynthesis and increase the plant biomass. • The ENPs changed plant activity, which resulted in changes of wetland performance. Engineered nanoparticles (ENPs) threaten the environment through wastewater discharging. Generally, constructed wetlands (CWs) are efficient methods for ENPs removal. However, the biotoxicity of ENPs on plants in CWs is unclear. Here, we investigated the distribution and bio-impacts of different ENPs (Ag NPs, TiO₂ NPs, and CeO₂ NPs) in plants under 5- and 60-day exposure to 1 and 50 mg/L concentrations. Results showed that ENPs appeared in the vascular bundle and mesophyll cell space, which induced the variation in antioxidase activities (e.g., superoxide dismutase [SOD], peroxidase [POD], and catalase [CAT] activities) as well as overproduction of malondialdehyde (MDA). Additionally, Ag NPs inhibited photosynthesis rate and root activity during two exposure phases. CeO₂ NPs had positive and negative impacts on plants in 5- and 60-day exposure, respectively. Inversely, TiO₂ NPs enhanced photosynthesis and root activity under 60-day exposure. Finally, the contents of the C, N, and P elements in plants fluctuated in response to ENPs stress. All results have a positive correlation with the wetland performance under ENPs exposure except for TiO₂ NPs treatment. Overall, our study systematically reveals aquatic plants' responses to ENPs and provides a reference for building ecological treatment systems to purify wastewater containing ENPs.     

进水方式对序批式人工湿地处理效能的影响

序批式人工湿地具有较高的脱氮效能,研究考察了序批式人工湿地间歇和连续2种进水方式对其处理效能的影响。研究表明,进水方式对TN去除效能影响显著,对COD、NH4＋-N去除影响不显著。在水温18～25℃,负荷38 gCOD/（m2.d）条件下,采用＂进水10 min-反应12 h-排水10 min-排空闲置4 h＂的间歇进水方式时,可使进水COD、NH4＋-N和TN分别为306、65和73 mg/L的生活污水,出水分别为45、7和19 mg/L,去除率分别为85%、89%和74%,与＂进水反应12 h-排水10 min-排空闲置4 h＂的连续进水方式相比,COD和TN的去除率分别提高4%和32%。     

Treatment of tannery wastewater in a pilot-scale hybrid constructed wetland system in Bangladesh

This paper reports the pollutant removal performances of a hybrid wetland system in Bangladesh for the treatment of a tannery wastewater. The system consisted of three treatment stages: a subsurface vertical flow (VF) wetland, followed by a horizontal flow (HF) and a VF wetland. The wetlands were planted with common reed (Phragmites australis), but employed different media, including organic coco-peat, cupola slag and pea gravel. In the first stage, experimental results demonstrated significant removal of ammonia (52%), nitrate (54%), BOD (78%), and COD (56%) under high organics loading rate (690 g COD m⁻² d⁻¹); simultaneous nitrification, denitrification, and organics degradation were attributed to the unique characteristics of the coco-peat media, which allowed greater atmospheric oxygen transfer for nitrification and organic degradation, and supply of organic carbon for denitrification. The second stage HF wetland produced an average PO₄ removal of 61%, primarily due to adsorption by the iron-rich cupola slag media. In the third treatment stage, which was filled with gravel media, further BOD removal (78%) from the tannery wastewater depleted organic carbon, causing the accumulation of NO₃ in the wastewater. Overall, the average percentage removals of NH₃-N, NO₃-N, BOD, COD, and PO₄ were 86%, 50%, 98%, 98% and 87%, respectively, across the whole hybrid system. The results provided a strong evidence to support widespread research and application of the constructed wetland as a low-cost, energy-efficient, wastewater treatment technology in Bangladesh.     

普者黑岩溶湿地干湿季沉积物氮、磷、有机质分布及污染风险评价

探究典型岩溶湿地沉积物营养物质的污染状况及其富营养化风险,以期为岩溶湿地水-沉积物污染的控制与治理提供参考和依据.以典型岩溶流域普者黑为研究区,运用抓斗式底泥采样器对流域内河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地和库塘湿地的表层沉积物进行采样,并采用国家标准方法对沉积物中总氮（TN）、总磷（TP）及有机质（OM）的含量进行测定,并运用单因子指数法、有机指数法及有机氮指数法对普者黑岩溶流域不同类型湿地沉积物的污染程度进行评价.结果表明：①在干季,河流湿地TP含量最高,为1.18 g·kg^-1,沼泽湿地TN和OM含量最高,分别为2.93、2.71 g·kg^-1;库塘湿地TN、TP和OM含量最低,分别为1.44、0.63、1.43 g·kg^-1.在湿季,河流湿地TP和OM含量最高,分别为0.95、2.16 g·kg^-1,湖泊湿地TN含量最高,为2.22 g·kg^-1;沼泽湿地TP和OM含量最低,分别为0.42、1.28 g·kg^-1,库塘湿地TN含量最低,为1.22 g·kg^-1.②普者黑不同类型湿地沉积物TN、TP、OM在干、湿季下的污染程度不同.在干季,河流湿地和沼泽湿地沉积物磷污染均为重度污染,4种湿地沉积物氮污染均为重度污染,有机污染除库塘湿地属于轻度污染外,其他3种湿地均为中度污染.在湿季,河流湿地沉积物磷污染为重度污染,河流湿地和湖泊湿地沉积物氮污染均为重度污染,湖泊湿地沉积物有机污染属于重度污染.总体上看,各类湿地沉积物氮磷污染干季的污染程度比湿季严重,干季以外源为主,湿季以内源为主;故干季湿地沉积物营养盐潜在释放风险较湿季大.     

模糊物元模型在湿地水体污染评价中的应用

物元分析是用来处理在某些条件下用通常的方法无法解释的不相容问题的一种分析方法。文章以扎龙湿地水体中重金属污染评估为例,针对8个监测断面的5种重金属指标(锰、锌、铜、铬、砷)污染现状,用熵权法来确定指标的权重,构建模糊物元模型,用以实现水质的等级评价和监测样点排序,结果表明:扎龙湿地不同监测位点污染程度从重到轻递减顺序如下:东升水库>林甸排污口>核心区仙鹤湖>翁海排干>克钦湖>龙湖>特勒桥>龙安桥。湿地水源入口和核心区污染重金属污染严重,湿地的功能分区未能起到实质效果,湿地核心区未得到合理的保护。