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.     

复合型人工湿地模型对污水厂尾水的深度净化效果

采用由一级垂直流湿地、连续的4级沉水植物氧化塘和二级垂直流湿地组成的复合型人工湿地处理小城镇污水处理厂尾水。结果表明,在0.13 m3.m-2.d-1水力负荷条件下,模型出水仅ρ(CODCr)和ρ(氨氮)(以NH4+-N计)达到地表Ⅲ类水标准(GB 3838—2002);但当进水ρ(TP)达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标准时,出水ρ(TP)亦达到地表Ⅲ类水标准。当二级垂直流湿地水力负荷调整为0.06 m3.m-2.d-1时,出水ρ(TP)和ρ(TN)最终都达到地表Ⅲ类水标准。认为水体中TN主要通过一级垂直流湿地的过滤吸附和二级垂直流湿地的反硝化作用去除,而TP则主要以一级垂直流湿地中石灰石的吸附沉降方式来去除。     

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%。     

不同基质复合垂直流人工湿地对富营养化景观水的净化效果

研究了两套不同基质复合垂直流人工湿地小试装置在不同季节对富营养化景观水的净化效果,分析了温度变化对污染物去除效果的影响,考察了微生物的硝化强度和反硝化强度以及基质理化性质对植物生长状况的影响,并探讨了氮、磷的去除途径.结果表明:不同基质复合垂直流人工湿地随季节变化对浊度、COD和磷的去除效果差异不明显;温度降低对脱氮效果影响显著,对磷的去除影响不大.沸石-页岩湿地硝化强度和反硝化强度优于砾石湿地.采用沸石作为基质可以提高系统对氮的去除效率,促进湿地植物的生长.对氮、磷去除途径的分析表明:微生物的硝化反硝化作用以及基质对磷的吸附沉淀作用是复合垂直流人工湿地去除氮、磷的主要途径;植物吸收分别占湿地TN、TP去除量的16%和35%左右,也是个重要途径.     

人工湿地对北方城市污水深度处理效果的研究

采用三级串联人工湿地试验装置以及无芦苇的空白对照装置在户外自然条件下进行试验,分阶段考察该组合式人工湿地系统对实际城市污水的深度处理效果.第一阶段为装置初运行阶段,采用较长的停留时间,该阶段装置对COD、TN、NH3-N、NO2--N和TP的去除率分别为75%、75%、95%、75%和50%.芦苇的存在使以上各指标相对于空白对照分别提高了10%、40%,20%、20%和50%;第二阶段采用较短的停留时间,该阶段装置对COD、TN、NH3-N、NO2--N和TP的去除率分别为85%、75%、100%、70%和98%,芦苇的存在使以上各指标相对于空白对照分别提高了10%、20%、35%、25%和63%.试验结果表明,该试验装置对城市污水具有较好的深度处理效果,能够有效降低水中的N和P,对改善水质、恢复生态系统和控制水体富营养化问题具有重要意义.     

修复受污染水体的潜流人工湿地微生物多样性研究

进行了潜流人工湿地修复受污染水体试验研究,并比较单一植物与单一填料系统与多种植物系统与多种填料系统的处理效果.运用PCR-DGGE技术研究3种不同类型的潜流人工湿地中微生物种群结构,结合多样性分析和聚类分析方法,分析了人工湿地微生物种群结构特征.     

水平潜流人工湿地系统处理微污染原水的研究

采用水平潜流人工湿地系统处理微污染原水,同时考察了水力停留时间、温度、水力负荷以及植物的生长状况等对人工湿地系统处理效果的影响。结果表明,水平潜流人工湿地系统对微污染原水有较好的处理效果,COD、TP、TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N和NO^-₂-N的平均去除率分别为51.55%、49.90%、51.74%、 47.36%、52.67%和63.23%。按照国家地表水环境质量标准（GB3838-2002）,经过湿地处理后,出水COD平均值达到Ⅰ类;出水TP平均值达到Ⅱ类;出水TN平均值基本接近Ⅳ类;出水NH⁺₄-N平均值达到Ⅱ类。另外,研究表明, 本系统在水力停留时间为3 d时,水力负荷为0.2 m/d处理效果最好,温度的变化与污染物的去除率呈正相关关系,植物生长旺盛程度直接影响着整个系统的处理效果。     

垂直流人工湿地系统对污水磷的净化效果

用煤灰渣人工土壤和风车草组成的垂直流人工湿地系统对化粪池出水中总磷和无机磷的去除率分别达到75％－92％和73％－92％，其处理出水中总磷和无机磷浓度大部分低于1mg/L，达到了城市污水二级生化处理的二级排放标准。垂直流煤灰渣人工湿地系统对磷的去除作用主要有：物理作用、化学吸附与沉淀作用和微生物同化作用以及植物摄取等作用，其对化粪池出水中总磷的去除率分别为22．8％、50％－65％和1％－3％。     

芦苇人工湿地在环境保护中的应用

叙述了芦苇人工湿地污水处理技术的分类、特点及其在国内外的研究与应用进展。介绍了复合式芦苇湿地、新型芦苇床填料等相关的新技术,指出系统的堵塞和芦苇的衰退等问题是进一步发展芦苇湿地亟待解决的问题。     

基于人工影响天气的气象灾害减灾技术

对全国人工影响天气的气象灾害减灾技术及人工增雨防雹成果进行了归纳总结。提出根据不同气象灾害的特点，采取有针对性的减灾技术措施，并对减灾效益进行评估。通过对近年来我国基于人工影响天气技术的人工增雨防雹等作业范围及其规模、主要作业技术及其与国外的差距、作业区的减灾效益等进行分析，指出我国人工影响天气减灾技术及应用体系有了很大发展，并为减轻气象灾害提供了科学依据。