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.     

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。     

砾间接触氧化/水平潜流人工湿地净化微污染河道水

以微污染河道水为处理对象,研究了砾间接触氧化/水平潜流人工湿地复合工艺对水质的净化效果。经过26 d改变进水配比、曝气方式等的调控运行,成功启动复合工艺模拟装置,砾间接触氧化区(简称砾石区)的COD、NH4⁺-N去除率均稳定在75%左右,TN去除率在45%~60%。为进一步强化净化效果,探讨了砾石区水力停留时间(HRT)和砾石曝气区与非曝气区(O/A)分段进水配比对砾石区及后置潜流人工湿地出水水质的影响。当砾石区HRT为5 h时,砾石区对污染物的去除效果较好,COD、NH4⁺-N、TN平均去除率分别可达72%左右、75.28%、67.79%,人工湿地对三者的去除率分别为31%、43%、28%;当O/A区分段进水配比为1∶1时,对COD、NH4⁺-N的平均去除率较高,分别为77.39%和84.91%,分段进水配比为1∶2时,对TN的去除率最高,达到68.5%,人工湿地对TN的去除率为24.47%。因此,砾石区HRT为5 h为较佳参数,分段进水配比可根据进水污染状况灵活选择,研究结果可为实际工程应用提供理论支撑。     

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.     

UASB+两级人工湿地组合工艺处理农村污水

为研发适用于我国农村的分散式污水处理装置,采用UASB串联两级表面流人工湿地(FWS1、FWS2)的组合工艺处理农村生活污水。按照污水通过UASB的不同水力停留时间(HRT)共分4个阶段进行试验,探讨工艺对COD、BOD_5、NH_4~+-N、TN、TP、SS的去除效果。结果表明,当UASB、FWS1、FWS2的HRT分别为2、45、64 h时,整个系统的综合处理效果最佳,对COD、BOD_5、SS、NH_4~+-N、TN、TP的去除率分别为88%、96%、90%、77%、72%、98%。此外,随着UASB反应器HRT的缩短,对COD、BOD_5、SS的去除率有降低趋势,当HRT为1 h时,对SS没有去除效果; NH_4~+-N、TN主要依靠湿地系统的植物转化及微生物的硝化反硝化作用来降解; UASB及人工湿地对TP的去除均起到重要作用。采用一级反应动力学方程计算COD、BOD_5、SS、TP、NH_4~+-N、TN的一级反应速率常数(K_V),均值分别为(0. 23±0. 09)、(0. 22±0. 03)、(0. 18±0. 09)、(0. 25±0. 09)、(0. 09±0. 03)、(0. 11±0. 03) d~(-1),并根据监测数据给出了一级反应速率常数与水温的关系式。     

花叶芦竹潜流人工湿地处理生活污水的研究

采用花叶芦竹潜流人工湿地处理模拟生活污水,当HRT为5d时,其对生活污水中NH4+-N、TN和TP的去除率分别为93%、88%和98%,空白湿地对生活污水中NH4+-N、TN和TP的去除率则分别为86%、66%和93%;花叶芦竹不同器官的含氮量分布为叶>根>茎,含磷量则为叶>茎>根;植物的吸收作用去除的氮、磷分别占氮、磷总去除量的5%和10%.     

运行工况对序批式深床人工湿地脱氮效能的影响

针对污水厂尾水高标准深度脱氮的难点问题,以序批式深床人工湿地(DSCW)为研究对象,考察了运行工况对系统脱氮效能的影响及沿程污染物去除规律。结果表明:进水和闲置时间对系统去除NH_4~+-N影响显著,而反应时间对系统去除TN影响显著。DSCW系统的最优运行工况为"进水6 h、反应6 h、排水0.5 h、闲置4 h",在水温为25~33℃、进水C/N值为5.5条件下,出水NH_4~+-N、TN分别为1.4和1.7 mg/L,去除率分别为71.4%和92.6%,达到地表水环境质量Ⅴ类标准。对沿程污染物去除规律的分析显示,湿地深度对去除NH_4~+-N和TN无显著影响。     

应用人工湿地控制降雨径流污染的实验研究

针对桂林市桃花江上游流域水质受降雨径流影响较大,其中氨氮和总磷在降雨径流后期浓度迅速升高,势必导致水体富营养化程度加重。采用潜流式人工湿地系统对其在处理、控制暴雨径流污染问题进行了模拟研究,实验中人工模拟暴雨径流污染物浓度平均为COD_α370mg/L, NH_3-N为17mg/L,TN为25mg/L,TP为2.5mg/L时,美人蕉-沸石人工湿地系统对各种污染物均有较高的去除率,分别高达90%、92%、90%、98%。     

莲花湖人工湿地对污水的净化效果研究

以莲花湖复合式人工湿地为研究对象,分析了对COD、TN、TP的去除效果,以期为中国东北地区构建人工湿地提供技术支持.研究结果表明,垂直潜流湿地对COD的去除效果比水平潜流湿地强;同表流湿地相比,潜流湿地对COD的去除效果相对较好.莲花湖人工湿地对TN的去除效果比较显著;在各湿地单元中,下行流湿地对TN的去除率最低.垂直潜流湿地对TP的去除效果明显比水平潜流湿地强,表流湿地对TP的去除效果最好;水平潜流湿地容易发生基质堵塞,影响了其净化功能.人工湿地系统对COD和TP的去除效果在8月和9月最为显著,7月、8月及9月下旬对TN的去除效果最好.对TP的去除率从10月下旬开始出现负值,丧失了除磷功能.     

组合式人工湿地用于处理江西地区农村污水

采用厌氧+水解酸化+潜流人工湿地+微动力氧化塘组合的人工湿地工艺处理江西某农村生活污水与农村面源污染的混合污水。实际运行结果表明,该工艺具有抗冲击负荷能力强、运行管理简单、出水水质稳定的特点,出水各项指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,对BOD_5、COD、NH_3-N、TN、TP和SS的去除率分别为95. 07%、95. 96%、90. 20%、89. 88%、95. 45%和95. 47%。     

芦竹潜流人工湿地对微污染河水的净化效果

在野外构建芦竹水平潜流人工湿地,考察其对西南山地地区小城镇微污染河水的净化效果。结果表明,在进水流量为0.75 m3/d、HRT为2 d的条件下,芦竹人工湿地对河水有较好的净化效果,对CODMn、TN、NH4+-N及TP的平均去除率分别为34.1%、63.5%、73.4%、70.7%,而空白人工湿地的平均去除率仅为22.2%、32.7%、52.2%、36.6%,说明芦竹的存在促进了人工湿地对微污染河水的净化效果。     

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。     

人工湿地技术在磁湖水体修复中的可行性研究

磁湖水体呈中度富营养化,综合水质为V类。针对磁湖水质现状,分析各种人工湿地的优缺点,确定去除有机物效果更好的平流潜流人工湿地作为本次可行性研究模型。在南半湖的西南角李家坊附近建立总面积为40000m2的平流潜流人工湿地技术对湖水进行净化,即8个5000m2的人工湿地单元进行组合,每天净化10000m3湖水,人工湿地水力负荷为0.25m3/(m2·d)。湖泊原水通过布水系统进入湿地之后,经过一系列的物理、化学、生物作用出水中的各类污染物的去除率分别为:NH3-N,49.9%;BOD5,34.5%;CODMn,34.9%;TN,46.2%;TP,61.2%。各种污染物的浓度均可达到Ⅲ类水质标准限值。     

滨河城市广场表面流人工湿地的水质净化效能

对江苏省昆山市一处作为河流旁侧净化系统的滨河城市广场表面流人工湿地工程实例进行了18个月的连续监测,考察了三级串联式表面流人工湿地对微污染河水的长期净化效能,并探究了温度和降雨冲击负荷的影响。结果显示,当水力停留时间为15 h时,人工湿地对SS、NH_3-N、NO_3~--N、TN、TP和CODMn的去除率分别为34.2%、38.4%、22.3%、29.1%、35.6%和31.5%;SS、NH_3-N、TP主要在湿地前、中段被去除,NO_3~--N和TN主要在湿地中、后段被去除;各污染物去除率均与水温存在非常显著的正相关性(p0.01);在降雨冲击负荷下,部分污染物进水浓度出现一定程度的升高,而出水浓度差异并不显著(除CODMn),表面流人工湿地的水质净化能力较稳定。     

硫自养波形潜流人工湿地的脱氮机理及工况优化

将硫自养反硝化工艺与潜流人工湿地相结合,考察了其对低碳氮比污水中氮的去除效果。结果表明,增加曝气装置后硫自养波形潜流人工湿地的脱氮效果可以得到保障,在气水比为8∶1、水力负荷为0.8 m³/(m²·d)时,TN去除率为(70±5)%,出水TN浓度低于8 mg/L;NH4+-N去除率在90%以上,出水NH4+-N浓度低于3 mg/L;COD去除率为(50±2)%,出水COD浓度低于40 mg/L;p H值可维持在7~9。同时,石灰石填料具有同步除磷的效果。该工艺具有脱氮效率高、效果好、运行费用低的特点。     

潜流式人工湿地消纳城市污水厂尾水微生物特性及机制

为揭示潜流式人工湿地消纳城市污水厂尾水微生物特性及机制,以位于常州市城北污水处理厂内的潜流式人工湿地消纳城市污水厂尾水旁路试验系统中的植物根系、湿地填料及湿地土壤中微生物为研究对象,通过镜检、脲酶、磷脂脂肪酸(PLFA)等分析手段对其进行相关研究。结果表明,植物根系、填料中含有团藻等菌胶团和轮虫、变形虫等原生动物,团藻等菌胶团通过自身新陈代谢及光合作用,利用尾水中N、P进行生物代谢,去除低碳源条件下尾水中的N、P等。湿地脲酶平均含量(N)约为22.43mg/g,其活性与TN的去除呈线性相关,活性越高,TN去除率越高。消纳城市污水厂尾水湿地填料中饱和脂肪酸(PLFA)含量为99.30%,不饱和脂肪酸含量仅为0.70%,这与潜流式人工湿地处理城市污水中的PLFA含量有很大差别(分别为76.97%、23.03%)。以脂肪酸生物标记量为指标,显示湿地填料中形成了以好养细菌为优势种群的微生物生态结构。团藻、好氧微生物是低碳源尾水中TN等污染物去除的主要载体微生物。     

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。     

两种潜流人工湿地对二级生化出水的处理效果

采用垂直潜流和水平潜流两种人工湿地处理武汉某污水厂二级生化出水,研究了不同水力负荷条件下污染物的去除效果,并进行了相关性分析。结果表明,两种湿地对COD、NH₃-N、TN和TP的去除效果无显著性差异。在水力负荷为0.25 m³/(m²·d)条件下,两种湿地对COD和TN的去除效果较好;在水力负荷为1.00 m³/(m²·d)条件下,对NH3-N和TP的去除效果较好。相关性分析表明,两种湿地的水力负荷与TN去除率呈显著负相关关系,进水浓度在很大程度上影响着湿地的净化效果,同时各水质指标去除率之间存在一定的相关性。     

HRT对多级A/O+悬浮填料组合工艺脱氮除磷的影响

采用多级A/O+悬浮填料组合工艺处理低碳源生活污水,考察了水力停留时间(HRT)对COD、NH_3-N、TN和TP去除效果的影响。结果表明,当HRT大于8 h时,出水COD、NH3-N和TN浓度能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准,但对TP的去除效果一般,去除率不足75%。悬浮填料生物膜形成的缺氧微环境条件有利于同步硝化反硝化(SND)过程的发生,脱氮效果好于传统活性污泥系统。这为低碳源生活污水处理选择适宜的HRT提供了理论依据。     

废砖基质折流式垂直流人工湿地处理二级生化尾水

秉着"以废治废"的理念,将建筑垃圾废砖块用作人工湿地填料,用折流式垂直流的运行方式研究人工湿地系统在0. 15、0. 25、0. 35 m~3/(m~2·d)这3种水力负荷条件下对二级生化尾水的净化效果和污染物沿程变化规律。结果表明:废砖块可作为系统生物膜附着生长的载体,并适合湿地植物的正常生长,对尾水中污染物的去除有积极作用。折流式垂直流人工湿地在3种不同水力负荷条件下均可以显著削减进水污染物负荷,出水氮、磷的浓度均随着水力负荷的增加而增加。在0. 15 m~3/(m~2·d)的低水力负荷条件下,系统对COD、NH_4~+ -N、TN和TP的平均去除率可达到66. 52%、72. 10%、56. 53%和91. 55%,出水COD和TP浓度低于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中的Ⅲ类水体标准限值。3种水力负荷条件下,COD、NH_4~+ -N、TN和TP浓度沿程逐渐降低,下流池对污染物的去除效率明显高于上流池,尤其在进水端表层0～30 cm范围内污染物均有一个快速降解的过程。