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。     

桃花岛面源污染示范工程的汇处理系统设计

汉阳地区桃花岛示范工程的汇处理系统是为了净化源处理系统所收集的雨水和道路排水。汇处理系统的设计包括人工湿地系统设计和多塘系统设计。人工湿地设为2组,其中,水平潜流人工湿地处理水量为560 m3/d,面积为4 500 m2;复合潜流人工湿地处理水量为700 m3/d,面积为5 200 m2。系统出水水质达到《再生水回用于景观水体的水质标准(CJ/T95—2000)》。     

雄安新区孝义河河口湿地水质净化工程设计

雄安新区孝义河是白洋淀八条入淀河流之一,为保证白洋淀水质,实施孝义河河口湿地水质净化工程,工程设计处理规模为20×10~4m~3/d,采用"前置沉淀生态塘+潜流湿地+表流湿地+沉水植物塘"组合处理工艺,工程建成后将成为国内第二大水平潜流湿地。根据设计规范和设计经验预测,当湿地来水满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类标准时,冬季TP去除率≥30%;当来水满足Ⅴ类标准时,出水水质满足Ⅳ类标准;当来水劣于Ⅴ类标准时,冬季TP去除率≥30%,其他主要超标污染物去除率≥20%。工程总占地为1.98 km~2,建设成本约2 150元/m~3,处理成本约0.098元/m~3。     

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.     

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。     

多级串联人工湿地对城市地面径流的沿程净化规律

研究不同水深(350、550、750 mm)条件下,水平潜流和复合流两组人工湿地对城市地面径流的沿程净化效果。结果表明:在不同水深条件下,污染物浓度沿程降低,复合流人工湿地的净化效果要好于水平潜流人工湿地。当水深为350 mm时,对TN和NH3-N的降解作用主要发生在湿地的前12 m;当水深为550和750 mm时,此降解作用则主要发生在湿地的前6 m。对TP、正磷(DP)和COD的降解作用主要发生在湿地的前6 m,两组湿地沿程均有磷释放现象。从经济和净化能力两方面考虑,建议湿地系统的水深保持在750 mm左右,长度至少为12 m。     

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。     

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。     

低温强化曝气潜流湿地净化生活污水研究

为了使潜流湿地出水水质能够满足日益严格的污水排放标准,以砾石/石灰石潜流湿地为研究对象,通过增加底部曝气的方式来提高其对污染物的去除效率。在分析不同气水比、水力负荷对湿地净化性能影响的基础上,考察了在冬季水温为5~10℃、水力负荷为0.25 m/d、前端曝气且气水比为3∶1时曝气潜流湿地对COD、NH3-N和TP的去除效果。低温时曝气潜流湿地系统出水COD、NH3-N和TP的平均浓度分别为39.1、5.46和0.45 mg/L,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。说明增加底部曝气可以提高潜流湿地在冬季低温条件下的除污效果。     

人工湿地在湖水净化和中水回用中的应用

介绍了高效垂直流人工湿地处理系统在公园湖水水质净化和小区生活污水处理及回用中的应用,综合分析了系统运行后对污染物的去除效果.结果表明,人工湿地技术对富营养化水体的处理效果较好,其中对BOD5和TN的去除率高于55%,TP去除率为80%～90%,叶绿素a去除率高于63%,湿地出水水质达到了国家地表水标准中Ⅲ～Ⅳ类水体水质.该系统用于小区生活污水处理及回用时,运行稳定,出水水质可以满足绿化用水水质要求,且达到了良好的景观效果,具有良好的经济效益和应用前景.     

人工湿地用于污水深度处理的反应动力学

比较3种不同形式人工湿地(潜流、表面流和组合流)对城市污水厂二级生物处理出水中污染物的去除效果,并采用一级反应动力学模型进行模拟.结果表明,潜流湿地对有机物、总氮、总磷的去除效率高于其它2种湿地,其标准温度下反应动力学常数( KA20)分别为0.29、0.20和0.28 m/d;表流湿地对氨氮的去除效率最高,其KA20值为0.12 m/d.温度变化对3种人工湿地中有机物和总磷去除的影响不明显,对氨氮和总氮的去除有明显影响,尤其对表面流湿地影响最为显著.3种人工湿地对污染物的去除效率均随着水力负荷的增大而显著下降,污染物的面积去除量将随着面积负荷的不断提高逐渐趋于定值,因此人工湿地宜在低负荷工况下运行.     

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。     

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%。     

洋湖人工湿地再生水深度净化工程设计

洋湖人工湿地是长沙市洋湖再生水厂污水深度净化系统,使达到一级B排放标准的尾水水质达到一级A排放标准。系统由三级"植物塘+湿地单元"和"垂直潜流+水平潜流+表面流+水平潜流"组成,规模为4×10~4m~3/d,水力负荷为0.5 m~3/(m~2·d),水力停留时间约15 h,各湿地单元BOD~2_5表面负荷为9.97～16.24 g/(m·d)、TP表面负荷为0.48～0.74 g/(m~2·d)。实际运行表明,系统出水水质稳定优于一级A排放标准,各污染物去除率在20%～70%之间。通过防堵塞、高效脱氮除磷工艺设计和精细化的运行调控管理,实现了6年来持续高效稳定运行。     

大型高原湖泊富营养化湖水生态净化工程设计与分析

针对云南省星云湖湖水排放对下游饮用水源地抚仙湖水质的污染日趋严重的问题,采取湖水出流改道措施,改变湖水流向,隔断上游污染,出流改道后的富营养化湖水经生态净化后排放备用水源地。生态净化工程处理规模为20×104 m3/d,主要采用稳定塘/碎石床湿地组合工艺,星云湖原劣Ⅴ类水经生态净化后达到Ⅲ类水质标准。该工程一年多的运行表明,出水水质基本达到设计要求,对保护水源地水质起到巨大作用,也为我国高原湖泊富营养化湖水的治理提供了示范和参考。     

生态居住小区生活污水循环利用方案设想

通过对城市生活污水排放量和污染物的探讨,提出用生活污水分类和潜流人工湿地来处理小区污水方案的设想,指出应把小区的景观建造和潜流人工湿地结合起来,潜流人工湿地净化出的水通过收集消毒可以作为小区景观水体和绿化用水。     

复合潜流人工湿地处理城市地表径流研究

以武汉市桃花岛塘和复合潜流人工湿地组合生态处理系统为研究对象，考察了对城市地表径流的处理效果。结果表明，塘和复合潜流人工湿地组合生态系统可以有效净化城市地表径流，对各污染物的去除率：COD为84．0％～85．4％、TP为89．6％～91．8％、TN为92．2％～94．4％、SS为95．8％-97．1％，其中复合潜流人工湿地对COD、TP、TN、SS的去除率分别为69、0％～73．1％、82．6％～86．6％、89．0％～90．4％、64．7％～69．2％，除氮效果独特。在无雨期该生态系统可用于净化湖水，实现了削减污染和保持系统稳定的双重功能，同时还可补给养鱼塘用水。     

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。     

复合人工湿地系统对二级出水中汞的去除效果

为了分析薛城污水处理厂复合人工湿地系统（水平潜流+表面流）对二级出水中汞的去除效果,对水体中总汞、溶解态汞、颗粒态汞和水体理化性质等指标进行了测定。结果表明,薛城复合人工湿地系统对汞的去除效果受温度、溶解氧、pH的影响;5月份系统对总汞的去除率为96.47%,表面流人工湿地去除率大于水平潜流人工湿地;9月份系统对总汞的去除率为97.58%,水平潜流人工湿地去除率大于表面流人工湿地。复合人工湿地系统出水中总汞浓度为1.90～3.59 ng/L,符合《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅰ类水中汞浓度不超过50 ng/L的要求。可见,薛城复合人工湿地系统能够有效去除外源汞,该系统对于保障南水北调东线水质安全具有重要生态价值。     

序批式垂直潜流人工湿地处理农村生活污水

通过改进人工湿地的运行方式设计研发了一种序批式垂直潜流人工湿地(CBW),并将其与传统潜流人工湿地低浸润线和高浸润线运行方式的处理效果进行了对比。CBW对TN和TP的去除率最高,分别为30.85%和52.59%;对氨氮和COD的去除率仅次于低浸润线运行方式的,分别为80.75%和70.14%。CBW处理低碳高氮农村污水的最佳水力负荷为0.1 m3/(m2·d),并且在连续两个月的运行中处理效果较稳定,出水COD和NH4+-N浓度均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的二级标准,为CBW在农村地区的推广应用提供了理论依据。