基于多参数评价体系的三种人工湿地净化能力研究

以玉溪海绵城市试点区人工湿地项目为依托,对表面流、水平潜流和垂直潜流三种类型人工湿地净化能力进行了多参数评价。通过对多个污染物参数进行为期两年的污染物监测,对比分析了三种人工湿地的水质净化能力。通过试验研究发现,三种类型人工湿地对污染物的去除效果和机理不同,对BOD_5去除率最高;对水质中BOD_5、COD、TN、TP和高锰酸盐指数指标去除效果最好的为垂直潜流人工湿地,水平潜流人工湿地次之,去除效果最差的为表面流人工湿地;对水质中NH_4~+-N去除效果最好的为垂直潜流人工湿地,表面流人工湿地次之,去除效果最差的为水平潜流人工湿地;在不同类型人工湿地对植被的N含量、P含量、N积累量和P积累量方面,垂直潜流人工湿地均显著高于水平潜流和表面流人工湿地。     

脉冲垂直流人工湿地处理污染河水的试验研究

将脉冲布水引入垂直流人工湿地,考察了其与普通垂直流人工湿地对受污染河水处理效果的差异。结果表明,在水力负荷为0.6 m3/(m2.d)下,脉冲布水明显提高了人工湿地系统的复氧效果,普通垂直流人工湿地一级出水DO为零,而脉冲垂直流人工湿地一级出水DO平均为0.5 mg/L;两者对COD和TP的去除效果相当,脉冲和普通垂直流人工湿地对COD的去除率分别为59.2%和58.4%,对TP的去除率分别为83.6%和83.4%;但脉冲垂直流人工湿地对NH3-N和TN的去除效果优于普通垂直流人工湿地,脉冲垂直流人工湿地及其第一级湿地对NH3-N的去除率分别为38%和30%,对TN的去除率分别为40%和26.3%,而普通垂直流人工湿地及其第一级湿地对NH3-N的去除率分别为31.6%和22.1%,对TN的去除率分别为33.2%和23.9%。     

微污染水源水人工湿地预处理效能与机理研究

采用水平潜流人工湿地与往复流潜流人工湿地对微污染水源水进行预处理试验,以提高饮用水源水质,减轻给水厂负荷.试验是在济南引黄水库玉清湖水库进行的,经过近1a的试验,结果表明:在水力负荷0.2m~3/(m~2·d)运行条件下,水平潜流人工湿地与往复式人工湿地都有较好的处理效果.水平潜流人工湿地COD、TN、NH_4~+-N、TP的平均去除率分别达到50.14%、53.81%、48.68%、50.83%;往复流潜流人工湿地对COD、TN、NH_4~+-N、TP的平均去除率分别达到51.35%、54.95%、49.83%、51.87%.同时,通过对湿地中的植物与基质研究表明:人工湿地对污染物的处理过程是物理、化学和生物及其协同作用.     

往复流人工湿地处理城市污水的效能研究

使污水周期性地往复流过水平潜流湿地而构成往复流人工湿地,以提高人工湿地处理污水的效能.对两块大小、填料、植物都完全相同的往复流湿地和单向流湿地进行了历时为8个月的对比试验,结果表明：在同等运行条件下,两种人工湿地对COD、SS的去除率大致相当,分别为76.3%和97.1%;往复流人工湿地对TP、TN、NH3-N等指标的去除效果明显优于单向流湿地,其对TP、TN、NH3-N的去除率分别为76.3%、41.7%、35.6%,而单向流湿地的只有65.2%、27.6%、16.9%.     

水平潜流和垂直流湿地处理蓟运河水的效果比较

为了改善蓟运河的水质,使其达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的Ⅳ类水质标准,在蓟运河北岸的空地上构建了水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地,研究了其对河水的净化效果。为防止浮游藻类堵塞填料床,原水在进入人工湿地前先经加药气浮工艺预处理,当PAC的投加量为50 mg/L时,水平潜流人工湿地对COD、BOD5、SS、TN、NH3-N、TP的去除率分别为65%、50%、100%、70%、90%和65%,垂直流人工湿地对COD、BOD5、SS、TN、NH3-N、TP的去除率分别为45%、70%、100%、65%、95%、85%。两种人工湿地的出水水质均可以达到Ⅳ类标准,但考虑到冬季低温时,垂直流人工湿地的填料床极易发生冰冻的现象,所以建议采用水平潜流人工湿地处理蓟运河水。     

组合人工湿地用于城市污水处理厂尾水深度处理

针对城市污水处理厂尾水特性,采用强化澄清调节池+微曝气垂直潜流人工湿地+水平潜流人工湿地+表面流人工湿地+氧化塘组合工艺进行处理,介绍了湿地工艺流程及设计参数,分析和讨论了稳定期的运行数据。实际运行结果表明,该组合工艺对COD、NH3-N、TP平均去除率分别为47.4%、72.6%、45.8%;垂直流人工湿地中4种不同挺水植物(芦苇、西伯利亚鸢尾、香蒲、菖蒲)对污染物去除效果差异不显著;垂直流人工湿地中植物对COD、NH3-N、TP去除贡献占比依次为20.18%、20.22%、9.75%。目前,该工程出水水质稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类水标准,具有较好的环境效益和社会效益。     

基质强化型潜流人工湿地净化景观水的研究

以天然沸石和水化硅酸钙为材料,构建新型潜流人工湿地装置,并与传统的砾石型潜流人工湿地装置进行对照,研究其净化低污染景观水的效果。在水力负荷为0.3 m3/(m2.d)的条件下连续运行8个月,基质强化型潜流湿地对浊度、COD、TN、氨氮、TP的去除效果均明显高于传统的砾石床潜流湿地,且去除效果较为稳定。其对浊度的去除率为70.4%～95.9%,对COD的去除率为33.3%～92.1%,对TN的去除率为27.6%～54.0%,对TP的去除率为59.0%～75.8%。将水力负荷提高到0.6和1.2 m3/(m2.d)时,对各指标的去除率均降低,但浊度的降幅较小,COD、TN和TP的降幅较大。因此,如果以改善景观水体透明度为目的,可以考虑采用高水力负荷;而如果以营养盐的去除为目的,则采用低水力负荷运行为佳。     

蚯蚓改善垂直潜流人工湿地处理农村污水效能的研究

通过引入赤子爱胜蚓,构建蚯蚓垂直潜流人工湿地,比较了蚯蚓人工湿地与对照人工湿地去除污染物的特性,并分析了投加蚯蚓对改善湿地内微生物量的空间分布及提高湿地防堵塞的效果.结果表明,蚯蚓的引入提高了垂直潜流人工湿地对污染物的去除效果,与对照人工湿地相比,蚯蚓人工湿地对COD、NH_4~+-N、TN、TP的去除率分别提高了15.8%、23.2%、20.6%、16.2%;同时,还增加了人工湿地各层的微生物量.在表层,蚯蚓人工湿地的细菌总数、亚硝酸菌数、硝酸菌数、反硝化菌数分别为对照人工湿地的2.3、2.9、2.0、2.1倍;并且蚯蚓的引入还在一定程度上缓解了垂直潜流人工湿地的堵塞.     

水平潜流人工湿地处理住宅灰水技术研究

以陶粒及天然沸石为基质,黄菖蒲为植物,构建新型水平潜流式人工湿地,研究其净化实际小区灰水的效果,进水流量50 L/d,水力停留时间2 d,进水COD、NH3-N、 TN、TP浊度为164、4.3、5.2、0.44 mg/L、82.4 NTU时,出水可分别降至70 、1.07 、2.07 、0.33 mg/L、7.27 NTU,去除率分别为57.32%、75.19%、60.26%、24.24%、91.18%,对实际灰水COD、NH3-N、TN、浊度有良好的去除效果。利用人工配水考察不同水力停留时间下湿地的去污效果。提高停留时间能有效提高湿地对COD、NH3-N的去除效果,停留时间为3 d时,该湿地的去污效果最好,COD、NH3-N、TN、TP浊度去除率分别为68.46%、81.75%、66.67%、34%、86.91%。     

无阀垂直流湿地的冬季运行效果分析

垂直流湿地具有占地面积小、投资少、除污效率高等特点,但运行管理较复杂.为简化其管理,设计了一个无阀垂直流湿地小试系统,介绍了其构造,并模拟农村生活污水的排放规律在冬季进行了污水处理试验.结果表明：当水力负荷为8.5 cm/d时,黑麦草无阀垂直流湿地对有机物具有良好的去除效果,对COD的去除率达85%,出水COD＜50 mg/L;该湿地对TN的去除效果稳定,去除率为50%左右;对TP的去除率为93.5%～54.2%,并随运行时间的延长而下降.