改进型潜流湿地净化农村地区生活污水效果分析

基于潜流湿地结构特征和技术特点,借鉴A/O工艺污水净化原理,进行结构优化,构建改进型潜流湿地系统,并对其净化农村生活污水效果进行了试验研究。重点探讨基质层优化配置、多级湿地单元优化组合等条件对水质净化强化效果,同时考察水温对湿地系统净水效果的影响。结果表明:在水力负荷0.1 m3/(m2·d),CODCr、NH4+-N、TN和TP污染负荷分别为13.9、2.48、3.74和0.28 g/(m2·d)条件下,人工湿地系统对上述污染物去除率分别达到72.76%、76.29%、59.34%和89.39%,出水基本可满足DB 11/307-2013《北京市水污染物排放标准》中新建村庄生活污水处理站排入地表水体污染物排放限值中的B标准(CODCr≤40mg/L、TN≤15 mg/L、NH4+-N≤5(8)mg/L及TP≤0.4 mg/L)。     

丝状藻生物膜强化表面流湿地系统水质净化试验研究

针对表面流湿地水质净化效果不足的缺陷,考虑采用丝状藻生物膜附着于表面流湿地基质中构建丝状藻生物膜强化表流湿地。对比试验标明:丝状藻生物膜强化后的表面流湿地可以显著提高污染物去除效率,控制同样的进水浓度和水力负荷,在试验期前7~8 d,强化藻生物膜强化基质的人工湿地系统对COD_(Mn)、TN、NH3-N和TP的去除率较普通基质的污染物去除率提高了24.73%,20.84%,21.23%和11.3%;相比于丝状藻静水状态下的水质净化效果,连续运行的强化藻生物膜湿地系统中,对水体TN,NH3-N及CODMn去除率更为稳定,对TP去除效果接近,也一定程度上抑制了TN和NH3-N反向释放及CODMn浓度回升现象。为保证藻生物膜强化表面流湿地的连续运行,在藻类衰亡阶段应改变水力条件以及时清理衰亡的丝状藻,控制藻生物膜的厚度。     

上下回流人工湿地预处理微污染水库水的研究

采用上下回流潜流人工湿地对微污染水库水进行预处理试验。根据试验数据,构建了上下回流潜流人工湿地系统CODCr、TN、TP的一级动力学模拟方程。结果表明:在水力负荷为0.4m3/(m2.d)条件下,CODCr、TN、NH3-N、TP的平均去除率均分别达到56.06%、58.97%、55.91%和50.56%。湿地系统夏季处理效果明显好于其他季节。使用周期按20年考虑,日均进水量3.6m3/d,湿地建设成本为2100元,水的处理成本为0.13元/m3,这表明采用人工湿地预处理微污染水库水是经济可行的。     

潜流人工湿地在预处理黄河微污染原水中的应用

近年来,黄河水质不断恶化,呈现显著的微污染特征.在济南市玉清湖水库进水口处进行了潜流人工湿地对入库微污染黄河水的净化试验.试验结果表明:在4 m/d的水力负荷条件下,推流式人工湿地与往复式人工湿地都有较好的处理效果,CODCr、TP的平均去除率均可达到45%～50%,NH3-N、NO-2-N、NO-3-N的平均去除率均可达到35%～40%,TN的平均去除率为25%～35%.二者没有明显的差别.     

土壤过滤系统处理农村生活污水的 试验研究

采用一种土壤过滤系统处理农村生活污水,考察了该工艺对CODCr、BOD5、NH3-N、全氮（TN）和全磷（TP）的去除效果。实验结果表明,当水力负荷约为0.05 m3/（m2·d）, 水力停留时间为3 d时。该土壤过滤系统对CODCr、BOD5、NH3-N、全氮（TN）和全磷（TP）的去除效果较好,平均去除率分别达到84.6%、83.3%、64.3%、59.8%和70%。出水CODCr约为18.3~42.1 mg/L,BOD5约为8.9~17.3 mg/L,NH3-N约为11.2~17.7 mg/L,TN约为21.2~31.3 mg/L,TP小于2.0 mg/L,出水水质优于农田灌溉水质标准（GB 5084—2005）。气温变化和进水污染物浓度对处理效果影响明显。总体上来讲,温度大于22 ℃时,进水污染物浓度越低处理效果越好。     

高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水的中试研究

采用二级串联高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水的试验结果表明,水力停留时间为8 d条件下,该系统对CODCr、TN、TP的平均去除率分别为69．4％、41．7％、45．6％,该工艺对 NH3-N的处理效果很好,平均去除率达到了90．8％。高效藻类塘系统对CODCr、TN、TP的削减量分别为16．182 g／(m2·d)、1．904 g／(m2·d)、0．154 g／(m2·d)。与传统氧化塘相比,高效藻类塘具有占地面积小、停留时间短、对污染物处理效率高等特点,而且高效藻类塘系统设备简单,建设成本低,运行能耗低,系统启动快,基本无需专人管理,因此该工艺适合在气候温暖、阳光充沛的农村地区推广应用。     

水力负荷及季节变化对人工湿地处理效率的影响

研究了水力负荷及季节变化对人工湿地强化净化五里湖湖水处理效率的影响因素,试验时间从2004年8月3日~2006年1月15日。研究表明,随水力负荷的增加,垂直流、潜流和自由表面流人工湿地的处理效率均呈下降趋势,尤以自由表面流人工湿地变化最为明显。对于五里湖水体,适宜的进水负荷为0.8m3/(m2·d)左右,此时垂直流、潜流人工湿地的TN和TP的去除效率均在50%以上。各人工湿地随季节的变化去除效率排序为夏季>秋季>春季>冬季。TP的去除率随季节变化相对比较平稳,TN次之,NH3-N、CODMn变化较大,冬季去除率下降尤为明显。     

水芹浮床对重污染河道净化作用研究

针对城市河道污染的现状,采用水芹生态浮床对污染河水的净化效果进行了研究,结果表明:水芹浮床在重污染河道中能保持较强生命力,试验结束时,株高、根长以及生物量均显著增加;水芹浮床对水体TN、NH4+-N、TP、COD均有一定的去除效果,浮床系统内的水体污染物浓度均小于浮床系统外的,TN、NH4+-N、TP、COD的平均去除率分别为10.63%、13.35%、8.46%、12.84%.     

表面流人工湿地不同植物及其组合净化污水处理厂尾水研究

为提高表面流人工湿地对低污染水的生态净化效率,对人工湿地中湿生植物的组成进行比选研究,设置8个由不同湿生植物(包括挺水、沉水和浮叶植物)组成的表面流人工湿地,比较其净化尾水氮磷效果。结果表明:挺水植物圆币草(Hydrocotyle verticillata)和大聚藻(Myriophyllum aquaticum)组合的表面流人工湿地净化尾水氮磷效果最好,其人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N的平均去除率分别为68.6%、62.6%和78.2%,对TP和溶解性无机磷(DIP)的平均去除率分别为64.5%和80%。浮叶植物睡莲(Nymphaea L.)人工湿地去除氮磷能力次之,TN、NO-3-N、NH3-N、TP和DIP平均去除率分别为55%、55.2%、63.3%、56.1%和64.7%,体现一定的污染物去除潜力。沉水植物苦草[Vallisneria natans(Lour.)Hara]在与圆币草等共存净化尾水过程中逐渐失去优势种地位。而由黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)和再力花(Thalia dealbata)等挺水植物构建的表面流人工湿地,虽然生物量高,但其氮磷去除效果较差,尤其是再力花人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N平均去除率仅在18%~36.2%之间,对TP和DIP平均去除率也分别只有41.5%和38.7%。因此,采用圆币草和大聚藻组合构建的表面流人工湿地能更有效净化污水处理厂尾水中氮磷,对TN的去除尤为高效,能有效提升尾水水质。     

生态净化技术处理微污染源水的应用研究

为了分析生态净化技术对水污染的去除效果,总结了我国生态净化技术的主要模式及其影响因素,同时,重点介绍了嘉兴石臼漾水厂引水河道新塍塘的水质生态净化中试工程,分析了在3种工况下,工程对SS、CODcr、NH+4-N、TN、TP的去除效果。试验分析结果表明,在3种不同水力负荷的工况下,新腾塘中试工程可有效改善水体透明度及溶氧环境,SS、CODcr、NH+4-N、TN、TP的去除率分别达到74%~88%,26%~59%,84%~87%;76%~83%,36%~50%。     

两种复合垂直流人工湿地污水处理对比研究

构建下行流-上行流、下行流-下行流两套复合人工湿地处理生活污水,考察不同运行方式下两套湿地系统污染物净化效果。结果表明,下行流-上行流复合系统适合在较低水力负荷[0.6m3/（m^2.d）]下运行,系统连续进水5天的出水效果很好,COD、TP、氨氮、TN的去除率分别为75%-95%、65%-85%、45%-80%、45%-80%。下行流-下行流复合系统耐水力负荷冲击能力强,适合在高水力负荷[1.2m3/（m^2.d）]下运行,COD、TP、氨氮、TN的去除率分别为70%-95%、40%-85%、50%-90%、50%-80%;其水流方式较下行流-上行流复合系统水流方式更利于复氧,有利于高水力负荷下COD、氨氮的降解。研究成果为实际中人工湿地处理生活污水的运行操作提供了依据和参考。     

不同基质和植物人工湿地净化效果试验

分别以高炉渣、瓜子片、碎石为基质,美人蕉、黑三棱草、野茭白为植被构建人工湿地模拟系统,对其净化效果进行试验研究。结果表明,种植植物的湿地系统比未种植植物的湿地系统净化效果好,不同植物同种基质湿地系统对不同指标的净化效果各不相同,如不同植物对NH3-N和TN的净化效果从高到低顺序为:黑三棱草,美人蕉,野茭白;同种植物不同基质湿地系统对不同指标的净化效果也不同,不同基质对NH3-N和TN的净化效果从高到低顺序为:碎石,高炉渣,瓜子片。对NH3-N和TN浓度较高的污染环境,采用碎石为基质、黑三棱草为植被的人工湿地系统效果最佳。     

厌氧生物滤池+生物接触氧化组合工艺处理地表微污染水技术研究

通对通惠河通州段地表微污染水进行水质改善处理技术研究,确定采用厌氧生物滤池+生物接触氧化的组合工艺进行处理,通过试验确定工艺的最佳运行参数为厌氧生物滤池HRT=15 h,生物接触氧化池气水比10,水力停留时间为4 h,回流比为100%。出水中氨氮浓度为0.34 mg/L,总氮浓度为3.2 mg/L,总磷浓度为0.38 mg/L,CODCr浓度为34 mg/L,出水各指标完全满足《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》中Ⅴ类水体质量标准,其中总氮浓度远低于课题研究目标的15 mg/L。     

沙颍河(河南段)水污染的时空分布规律

对沙颍河流域(河南段)的沙河、颍河、贾鲁河水质进行监测,分析沙颍河水污染的时空分布规律特征。结果显示:①流域内主要支流沙河、颍河、贾鲁河水体TN浓度均超过Ⅴ类地表水质量标准要求,为劣Ⅴ类。②流域水体CODMn、TP浓度从上游的Ⅳ类到下游的Ⅴ类逐步恶化,部分河段超过Ⅴ类水质要求。周口段贾鲁河和沙颍河NH3-N、TN、TP、CODMn浓度超过Ⅴ类水质标准;沙河、颍河TN、CODMn浓度为Ⅴ类或超Ⅴ类水质标准,NH3-N符合Ⅲ类水质标准,TP符合Ⅳ类水质标准。③沙颍河流域水体TN、TP、CODMn浓度随季节而变,枯水季节的TN、TP浓度明显高于丰水季节,CODMn浓度明显低于丰水期。④沙颍河流域主要污染因子为TN,其次为CODMn和TP。认为流域水污染最严重的河流为贾鲁河,其次为颍河和沙河,该流域水体不仅点源污染严重,还存在明显的面源污染。     

人工快速渗滤技术净化微污染水的试验研究

采用人工快速渗滤技术净化河道微污染水,渗滤柱内介质分别为不同厚度的火山岩、粗砂、铁矿砂和直径不等的砾石.粗砂滤柱出水水质NH3-N在0.05mg/L以下,TN在lmg/L以下,CODcr在(15～40)mg/L范围,TP在0.1 mg/L以下,叶绿素a在2mg/L以下;砾石滤柱出水水质NH3-N在0.05mg/以下,TN在1.5 mg/L以下,CODcr在35 mg/L左右,TP在0.1mg/L以下,叶绿素a在(1～5)mg/L范围.粗砂滤柱与砾石滤柱对微污染水的去除效率基本相同,但砾石滤柱渗透系数与粗砂滤柱相比.大了2个数量级.     

北方某人工湿地净化能力分析

在对北方某人工湿地长期观测取得的大量详尽数据的基础上,分析了人工湿地系统总体净化能力和潜流人工湿地水质动态变化特征。结果表明:该人工湿地示范工程对水质净化效果较为明显,对各类污染物的去除率平均可达40%;潜流人工湿地可对污水进行深度处理,对BOD5、NH4-N的去除效果最好,去除率为80%～90%,对NO3-N、TN的去除效果较好,去除率为65%～75%,对CODMn和SS的去除效果一般,去除率为40%～60%,对TP的去除效果随着时间推移逐渐减弱,碎石吸附对TP去除起主要作用。     

不同填料强化生态浮床对淡水养殖水体的净化效果

人工填料强化生态浮床是近年来发展起来的一种新兴生态工程修复技术。选取3种不同类型的人工填料与挺水植物组合,分析其对高磷浓度养殖水体和上海市养殖池塘水体的净化效果。结果表明,在高磷浓度(2.36~3.42 mg/L)养殖水体中,人工填料强化生态浮床对TN、TP、COD的平均去除率分别为34.9%,12.2%,26.1%,且3组系统之间差异不明显。在上海市养殖水体平均浓度条件下,3组系统对TN和TP的去除能力为:立体弹性填料强化生态浮床＞组合填料强化生态浮床＞生物绳填料强化生态浮床,立体弹性填料强化生态浮床对TN和TP的去除率分别为83.9%和69.3%;3组系统对COD和NH₄⁺-N的去除率均在70%以上。因此,立体弹性填料强化生态浮床可以考虑应用于上海市淡水养殖池塘水体的生态修复工程。     

强制通风型地渗系统处理分散生活污水的初步研究

对传统型地下渗滤系统进行了改进,建立了一套新型的地下渗滤试验装置.该装置成功启动65 d后采用强制通风的手段和间歇进水连续出水方式进行研究.结果表明,强制通风的结构改进防止了堵塞,提高了抗冲击负荷的能力,在进水量8 L/次,HRT为15 h,通风时间为30～60 min的工况下,CODc,、TN、NH3-N、TP的去除率分别达到78.3%、48.8%、98.2%和93.2%,这将为新型地渗系统的设计提供新的思路.     

垂直潜流锰砂人工湿地处理钢铁废水

研究了以锰砂为填料的垂直流人工湿地处理钢铁废水的效果,试验结果表明:湿地系统对CODCr、Fe、Mn、TP、NH3-N的平均去除率分别为52%、97%、94%、95%和83%.夏季湿地对各种污染物的去除效果最好.HRT在2～5 d时,其改变对污染物的去除影响很小,低温条件对NH3-N的去除效果有一定的影响.对以Fe、Mn、浊度的去除为目的的人工湿地而言,在南方的冬季仍可达到良好效果.