净化湖水的垂直流人工湿地的脱氮研究

将欧盟资助项目研究成果应用于实际工程中,以垂直流人工湿地净化湖水的应用工程作为研究对象,通过实例总结系统的脱氮效能,考察垂直流人工湿地(包括循环净化系统和补水净化系统)对湖水净化后水质的维护效果与应用前景,检验参数的合理性,并分析相关原因. 结果表明,2种功能的垂直流人工湿地均达到了设计的脱氮效果,在水力负荷为1 000～2 000　mm/d时,循环净化系统和补水净化系统总氮的平均去除率分别为37.8%和37.5%,氨氮的平均去除率分别为44.8%和43.6%. 湖水经湿地净化后能维持较好的水质,能达到国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准.      

水平潜流人工湿地小试系统处理污水厂尾水试验研究

采用水平潜流人工湿地小试系统对不同浓度污水厂尾水进行深度处理,探求城市污水用以景观用水的补给可行性。试验表明,在水力停留时间为1.5天,pH为8的运行条件下,在进水CODcr,浓度低于170mg/L,NH3-N浓度低于16.1mg/LTN浓度低于50.17mg/L的情况下,出水基本能达到景观回用水水质要求。     

人工湿地填料对磷的吸附特性及预期使用年限

试验研究了粗砂、石灰石、钢渣、砂土、页岩、褐铁矿(2Fe2O33H2O)、磁铁矿(Fe3O4)等湿地填料对磷的等温吸附特性。结果表明,Freundlich和Langmuir都能描述上述填料对磷的吸附过程。粗砂、石灰石、钢渣、砂土、页岩、褐铁矿、磁铁矿对磷的理论饱和吸附量分别为18.66mg/kg,80.65mg/kg,1428.6mg/kg,34.84mg/kg,34.97mg/kg,71.94mg/kg和384.6mg/kg。影响填料吸附性的化学成分为Ca,Fe,Al,Mg和Mn。此外分析了填料对磷的吸附机理,预测了钢渣的预期使用年限为14年。     

功能分区型人工湿地处理养殖废水厌氧消化液的性能

针对养猪废水厌氧消化液高ρ(NH₄+-N)的特点,构建了上层填充沸石强化硝化、下层填充砖渣强化反硝化的功能分区型人工湿地,考察其启动阶段运行性能、硝化区及反硝化区污染物去除性能. 结果表明,湿地以间歇方式运行(饱和液位无变化),启动后NO₃--N的产生速率为0.014 6 kg/(m3·d),湿地底部出水的ρ(NO₃--N)平均值为14.94 mg/L,明显低于沸石层的21.77 mg/L. COD_Cr主要在湿地上层硝化区被去除,平均去除率为64.82%. 随着湿地启动,下层由于反硝化作用消耗的有机物增至56.67 mg/L. 在进水期的前15 min,COD_Cr、NH₄+-N、TP的去除率最大,NO₃--N溶出量(以ρ计)最高,达42.30 mg/L. 沸石层10、20和30 cm处硝化速率基本稳定,沸石层的E_h均在400 mV以上. 与间歇方式相比,湿地以潮汐流方式(进水期与落干期时间比为1 h∶23 h)运行时,COD_Cr和TN去除率分别由78.45%和41.99%升至82.62%和53.41%. 研究显示,功能分区型人工湿地通过上层硝化、下层反硝化方式可有效去除养殖废水厌氧消化液中的NH₄+-N.      

Hydrological,Physical, and Chemical Functions and Connectivity of Non‐Floodplain Wetlands to Downstream Waters: A Review

We reviewed the scientific literature on non‐floodplain wetlands (NFWs), freshwater wetlands typically located distal to riparian and floodplain systems, to determine hydrological, physical, and chemical functioning and stream and river network connectivity. We assayed the literature for source, sink, lag, and transformation functions, as well as factors affecting connectivity. We determined NFWs are important landscape components, hydrologically, physically, and chemically affecting downstream aquatic systems. NFWs are hydrologic and chemical sources for other waters, hydrologically connecting across long distances and contributing compounds such as methylated mercury and dissolved organic matter. NFWs reduced flood peaks and maintained baseflows in stream and river networks through hydrologic lag and sink functions, and sequestered or assimilated substantial nutrient inputs through chemical sink and transformative functions. Landscape‐scale connectivity of NFWs affects water and material fluxes to downstream river networks, substantially modifying the characteristics and function of downstream waters. Many factors determine the effects of NFW hydrological, physical, and chemical functions on downstream systems, and additional research quantifying these factors and impacts is warranted. We conclude NFWs are hydrologically, chemically, and physically interconnected with stream and river networks though this connectivity varies in frequency, duration, magnitude, and timing.     

复合人工湿地系统酶活性及其与污染物净化效果的相关性

构建目前广泛应用的复合垂直流人工湿地系统,从酶学角度探讨湿地主要污染物净化机理。通过对下行流-上行流复合人工湿地和下行流-下行流复合人工湿地2套系统磷酸酶、脲酶活性的测定发现,磷酸酶、脲酶活性随系统流程逐级降低,一级池磷酸酶、脲酶活性较高且日变化较大,同一一级池中磷酸酶、脲酶活性呈显著相关性。系统脲酶活性和TN去除率相关性显著,磷酸酶活性与TP去除率不存在显著相关性,磷酸酶、脲酶活性与COD去除率相关性亦不显著。     

垂直流人工湿地有机质含量分布特征

利用3种复合基质(沸石+泥炭+红壤、河砂+泥炭+红壤、蛭石+泥炭+红壤,体积比均为18∶1∶1)构建模拟垂直流人工湿地处理人工合成污水,分析基质灭菌与接种污水等情况下,不同基质层w(OM)(OM为有机质)的分布特征. 结果表明:3种复合基质初始w(OM)依次为1.011、6.654和15.896 g/kg,存在显著差异(P<0.01). 复合基质2经灭菌后w(OM)下降26.77%,说明河砂微生物活性最高. 基质灭菌和接种3%污水对湿地w(OM)分布的影响均比较显著(P<0.05),主要是改变了表层的w(OM). 湿地运行45 d后,w(OM)沿基质深度增加明显,并且分布差异显著(P<0.01),OM主要分布于表层;其中复合基质3不灭菌+不接种污水湿地表层的w(OM)高达42.008 g/kg,运行90 d后增至44.228 g/kg,说明蛭石的吸附作用最强. 吸附和微生物作用对复合基质3湿地表层OM积累的贡献大小表现为吸附作用>基质微生物作用>接种污水微生物作用.      

黑龙江省湿地概况及存在的问题分析研究

黑龙江省是湿地资源大省,是中国内陆湿地面积较大、分布广泛的省份之一。具有湿地面积大、类型多样,沼泽及沼泽化草句湿地占优势,湿地分布集中、地域性明显,生物多样性丰富等特点,但由于历史上的大规模开发、水利工程的修建、农业面源的污染等人为干扰、破坏的影响,黑龙江省的湿地面积逐年减少,湿地功能逐渐减弱。     

国内利用水生生物治理废水技术及其发展

详细地论述了利用水生生物治理废水技术在环境污染治理方面的应用和发展趋势,以及该技术在国内的研究成果。     

复合介质人工浮岛对缓流水体N、P修复研究

针对目前人工浮岛技术对氮磷去除效率低的现状,提出了一种层状复合介质人工浮岛原位水体净化技术,通过试验对其受水力停留时间、气水比及温度的影响进行了研究。试验结果表明,该人工浮岛技术对于缓流地表水体N、P去除效果较好,且优于传统人工浮岛装置。随着水力停留时间的增加,其去除率增大,通过试验进一步确定其适宜气水比为10:1,此时系统对氮磷的去除率比未曝气时增加1倍。在此运行条件下,水温高于13℃及水力停留时间为2.5d时,人工浮岛系统对水体中氨氮、硝酸盐氮、总氮和总磷的平均去除率分别为87.6%、63.8%、82%和83.5%;当水温低于13℃时去除率显著降低,此时延长HRT至7d时,系统对总氮和总磷仍有较高的净化效果,去除率分别为70.1%和69.2%。