重庆南湖水源地保护工程人工湿地的雨季运行特点

人工湿地是近年来日益受到关注的一项农业径流面源污染控制技术。结合重庆市南湖水源地保护工程的人工湿地工程实例,分析了该农业区雨季径流的水质、水量特征,并对人工湿地的运行特点以及不同运行方式下的除污效果进行了研究。结果表明,用于农业径流处理的人工湿地为典型非稳态运行人工湿地,在降雨影响下进水量和出水量并不相等,适合用径流平均浓度(EMC)去除率评估其污染物净化效能;在雨季进水水量和水质随机波动的情况下,人工湿地的出水COD、NH_4+~-N、TN以及浊度值稳定,均能达到设计要求,但对TP的去除效果受进水量的影响明显,进水TP为0. 11～0. 34 mg/L时,出水TP的EMC值为0. 16 mg/L,未达到设计要求。     

城市绿地对雨水径流污染物的削减作用

为探究城市绿地调控城市降雨地表径流污染的有效性和可行性,采用室内土柱模拟试验,研究植被覆盖、径流污染物浓度、土壤层深度、地下水、水力负荷与停留时间对城市绿地削减污染物的影响。结果表明,在低、中和高3种 雨水径流污染物浓度水平（CODCR 为68、137、550 mg/L;TN是3.01、7.51、30.06 mg/L;TP为0.29、0.69、2.73 mg/L; NH+4是0.44、1.61、2.19 mg/L）,水力负荷为3.5、3.0、2.5 cm/h,持续进水1 h条件下,城市绿地具有良好且稳定的污染削减能力,对CODCR 、TN、TP、NH+4的平均削减率分别达到41.52%、78.96%、84.68%,50.21%、70.23%、60.91%,73.18%、95.88%、94.99%,62.72%、55.16%、69.98%。受土壤复氧能力和水力停留时间的限制,绿地覆盖对污染物CODCR 与TN削减率的影响不明显。城市绿地污染削减率随着降雨地表径流污染物浓度的升高而呈现逐渐增加的趋势。城市绿地对雨水地表径流污染削减作用主要发生在深度35~65 cm土层内。城市绿地对低、中和高污染浓度水平各污染物削减率随着水力负荷的增加而降低。     

二级串联人工湿地处理农村污水的脱氮除磷研究

采用二级串联潜流式人工湿地系统对太湖地区农村生活污水进行了脱氮除磷的试验研究。结果表明，在夏季，当进水容积负荷为400L／d时，人工湿地系统对NH4^＋ -N、TN和TP的去除率分别为83％、80％和83％，相应的污染物削减量分别为4772、5463和524mg／d；在冬季，当进水容积负荷为240L／d时，人工湿地系统对NH4^＋ -N、TN和TP的去除率分别为90％、90％和94％，相应的污染物削减量分别为7751、8893和732mg／d；降低进水容积负荷可延长系统的水力停留时间，有利于保持人工湿地系统的除污效率；二级湿地采用粒径较小的填料有助于维持系统对NH4^＋ -N、TN和TP去除效果的稳定性，该工艺可有效去除太湖流域农村生活污水中的氮、磷污染物。     

砾石人工湿地处理小区雨水径流的试验研究

利用天然地势坡度开发了一种用于处理绿色建筑小区雨水径流的砾石人工湿地系统,并在深圳市进行了中试研究。结果表明:当雨水径流的SS、TN、NH_3-N、NO_3~--N和TP浓度分别为26.38~432.33、1.23~5.33、0.54~1.36、0.28~3.52、0.06~0.46 mg/L时,砾石湿地系统对其净化效果较好,出水浓度分别为6.22~9.21、0.63~3.16、0.11~0.30、0.11~2.81、0.07~0.11mg/L,各项指标都满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921—2002)的要求。当进水COD浓度为15.21~53.38 mg/L时,出水浓度为4.25~9.97 mg/L,满足《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB 50400—2006)中观赏性水景用水水质的要求。但当雨水径流的COD和TP浓度较高,分别为112.50~187.35、0.93~1.57 mg/L时,系统出水浓度分别为60.53~75.95、0.61~0.95 mg/L,不能满足上述标准的要求,因此建议在砾石湿地系统前增加预处理设施,如植被浅沟缓冲带等。     

武汉市汉阳区的暴雨径流污染特征

为研究合流制城区的暴雨径流污染特征，在武汉市汉阳区的4个合流制集水区布置了监测断面，对暴雨径流过程中的水质、水量进行了连续监测。结果表明：污染物浓度的峰值一般提前或同步于径流量的峰值，初期径流污染较重；采用污染物浓度变异指数可以反映不同集水区暴雨径流污染的差异性；汉阳城区暴雨径流的SS、COD、TP和TN平均浓度分别为601．1、299．2、0．88和12．26mg／L，同珠海市相比，其暴雨径流污染水平明显要高。     

辅助曝气式新型人工湿地模型处理污水的研究

人工湿地系统具有投资少、运行费用低、管理简单、处理效果稳定、便于就地回用等特点.在人工湿地的基础上增加曝气装置,推动了系统对COD的去除作用以及氨氮的硝化作用.研究表明,在进水COD为324mg/L、NH4＋-N为34mg/L的条件下,出水平均浓度分别为25,3.8mg/L,达到了国家一级A标准.     

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。     

不同下垫面暴雨径流氮赋存形态分布特性及控制技术

以重庆地区5种用地类型为例,探讨了城市暴雨径流中氮赋存形态的分布特性.研究结果表明,总氮的场次降雨平均浓度(Event Mean Concentrations,EMCs)以交通干道最高(10.6 mg/L),校园汇水区最低(2.4 mg/L);交通干道和商业区暴雨径流氨氮的EMCs(3.4～4.6 mg/L明显大于水泥屋面和瓦屋面(1.2～1.6 mg/L).尽管初期暴雨径流总氮的平均浓度(Partial Event Mean Concentrations,PEMC10)大于EMCs,但氮赋存形态构成并未发现明显区别;氮以溶解性总氮为主(占总氮的73％～82％),而溶解性总氮中又以无机氮为主(占总氮的63％～82％);商业区、水泥屋面、校园综合汇水区、瓦屋面暴雨径流中氮赋存形态所占比例最高的均为硝酸根,分别占各自总氮浓度的39％、39％、44％和52％,而城市交通干道的总氮浓度中比重最大的组分为氨氮,占总氮的43％.改良暴雨管理措施可有效提高暴雨径流中总氮的去除率,其关键为人工创造反硝化所需要的条件,延长暴雨径流在控制系统内的水力停留时间,并选择低氮含量的填料作为控制系统的使用材料.     

低DO浓度下A/O型SBR工艺除污性能研究

为了研究低DO浓度下对污染物的去除效果,采用SBR反应器,通过缺氧/好氧(A/O)的运行方式,考察了好氧段DO的平均值为1 mg/L时系统的除污效果,同时与好氧段DO平均值为2mg/L时系统的除污效果进行了对比.结果表明:在低DO浓度下,SBR工艺出水COD < 40mg/L,系统对COD的去除率在90%左右,对COD的去除效果略高于正常DO值条件下的;低DO浓度下,系统对氨氮的去除率在90%左右,对氨氮的去除效果低于正常DO值条件下的,但出水氛氮仍可保持在5 mg/L左右;系统的硝化反应速度较慢,反应结束时亚硝酸盐氮积累率为37%;NO--N生成速率与NH+-N氧化速率之比与DO浓度呈较好的线性关系;DO浓度对正磷酸盐的去除效果影响较小,系统对正磷酸盐的去除率＞90%,出水正磷酸盐浓度＜0.5mg/L;出水非常清澈,镜检可见丝状菌.     

不同湿地植物对扎染废水处理效果的研究

分别以芦苇、美人蕉、菖蒲和水芹菜为湿地植物来构建垂直潜流人工湿地系统,研究其对扎染废水的处理效果.结果表明,在相同进水浓度下,芦苇湿地系统的出水COD平均浓度最低,仅为25.7 mg/L;美人蕉湿地系统的出水氨氮和TN平均浓度最低,分别为0.96和4.25 mg/L;水芹菜湿地系统的出水TP平均浓度最低,仅为0.09 mg/L.综合考虑可知,芦苇和美人蕉对扎染废水的处理能力较强.4种植物对扎染废水均具有较好的处理效果,湿地出水的各项指标均优于<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)的一级A标准.     

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。     

人工湿地处理北方小区生活污水

介绍了沈阳浑南人工湿地示范工程的运行效果,为北方寒冷地区应用湿地技术处理生活污水提供了技术支持与保证.当进水COD为182～423 mg/L、NH3-N为42.0～69.45 mg/L、TP为4.11～8.0 mg/L时,对上述指标的平均去除率分别为90.85%、98.38%、89.68%,出水水质达到国家排放标准.在冬季增加保温措施后,垂直流人工湿地不仅可以安全越冬,利用水流的进入和排出还可有效地与大气进行气体交换,缓解床体内氧气的不足,大大提高对污染物的去除率,达到与其他季节相近的处理效果.     

垂直流-表流串联人工湿地处理生活污水的研究

采用垂直流-表流串联人工湿地系统处理生活污水.试验分A、B两个阶段,在阶段A装置内不添加活性污泥,也不种植植物;在阶段B于垂直流湿地中添加活性污泥,并在表流湿地中种植凤眼莲.结果表明,当污水中的COD、TN、TP、NH3-N浓度分别为(300～500)、(100～120)、(6～8)、(80～100)mg/L时,在阶段A对各污染物的去除率分别可达65%、25%、50%和35%,在阶段B相应的去除率分别可达80%、70%、55%和60%.研究显示,污染物的去除主要发生在垂直流湿地中,表流湿地可进一步降低污染物浓度.添加活性污泥能促进填料表面生物膜的生长.缩短人工湿地的启动时间,并提高对污染物的去除效果;种植的风眼莲通过直接吸收和为微生物提供附着介质提高了对污染物的去除效果.     

海绵城市雨水湿地的滞蓄容积设计与工程实例

人工湿地技术是海绵城市建设中净化雨水水质和削减雨洪峰值的重要技术。将海绵城市雨水人工湿地滞蓄容积分为前置调蓄池/塘的有效滞蓄容积和湿地床的有效滞蓄容积两部分进行探讨,给出了详细计算公式和合理选择前置调蓄池/塘出水控制方式的要点,并说明了雨水人工湿地随降雨情况而改变的运行方式。以重庆市棕榈泉雨水人工湿地为例,利用有效滞蓄容积计算公式,分析了人工湿地对降雨径流的滞蓄效果,表明人工湿地年雨水滞蓄总量达到了汇水区地表径流总量的72%,其中前置调蓄池作用很大,占滞蓄总量的96. 5%,尤其对规模小的人工湿地更是如此。     

澳门城市暴雨径流污染特征研究

在澳门半岛选取7个试验汇水区,其中屋面汇水区3个,路面、公园绿地、分流制商住混合和合流制商住混合汇水区各1个,在2005年4月-8月借助自动采样器和手工采样进行水质监测,监测项目包括pH、TSS、TN,TP、CODMn、TOC、Zn、Pb、Cu、Fe.研究结果表明,商住混合分流制汇水区的TN、TP、CODMn,公园绿地汇水区的TN、TP,城市路面径流的CODMn,铁皮屋面的Zn、CODMn、TN,混凝土屋面径流的TN的降雨场次平均浓度值都超出国家地表水环境质量V类标准.干期合流制小区CODMn、TN浓度远高于其它试验汇水区暴雨径流水质,但铁皮屋面径流重金属尤其是Zn和Pb的降雨平均浓度远高于其它试验小区的值.从典型降雨场次污染物浓度历时变化看,两试验汇水区TSS、TN和TP浓度峰值分别出现在第一个水样和第三个水样,并迅速回落,持续下降,反映初期雨水污染物浓度较高.对同一汇水区不同降雨场次污染物输出特征的分析表明,干期长度与降雨强度是影响暴雨初始产流水质的重要因素.该研究一定程度上识别了澳门半岛不同城市下垫面暴雨径流的主要污染物及其影响因素,可为澳门半岛下水道系统和沿岸雨水排放口的污染物预测控制和整治的管理策略提供初步参考.     

PDS转鼓式一体化装置+人工湿地处理农村生活污水

为了提高农村生活污水生物除磷效果,采用PDS转鼓式一体化装置+人工湿地工艺处理农村生活污水,在昆山锦溪地区实施了多个示范工程,并对工艺运行出水COD、氨氮、TP浓度及去除率进行了长期监测和分析。结果表明,经组合工艺处理后出水水质全部达到甚至优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,出水COD为28 mg/L,NH3-N为3.8 mg/L,TP为0.28 mg/L,平均去除率分别高达85%、86%及88%,运行稳定。在一体化污水处理装置后增加人工湿地强化处理设施可明显提高污水除磷效果,特别适合于农村生活污水的处理。     

地表径流污染物在透水铺装系统中的迁移规律

针对北京市雨水径流特性,选取3种典型的透水铺装系统即水泥透水砖、砂基透水砖和页岩透水砖,以面层破损实验和柱实验方式研究透水铺装系统对常规径流污染物（COD、NH₄⁺-N、TN、TP）的去除效能和机制,探讨不同降雨重现期和透水铺装各床层的影响。结果表明,破损的面层材料经雨水浸泡后可能会出现污染物溶出现象,加剧径流污染。3种透水铺装系统出水中的径流污染物浓度变化趋势基本一致,随着运行时间的延长,大部分污染物的浓度先急剧降低随后出现不同程度的升高。水泥砖和砂基砖透水铺装系统对污染物的去除效能较为接近,均优于页岩砖透水铺装系统。3种透水铺装系统面层、基层下部以及底基层对COD和NH₄⁺-N的去除效果较好;系统各床层对TN的去除效果均较差,甚至出现TN析出的现象,但对TP的去除效果均较好。当降雨重现期增加时,透水铺装系统对污染物的去除效果变差。     

组合湿地系统对山地城市面源污染的控制效果

构建了由雨水塘、微型水景以及大坡度道路径流控制滤池组成的组合湿地系统,研究了该组合系统对重庆市园博园江南园集水区内不同降雨量下径流污染的去除效果。在8次降雨事件中,该组合湿地系统对COD、TN、NH_3-N、NO_3~--N、TP和TSS的平均去除率分别为57%、83%、53%、65%、40%和54%,且去除率与径流水质密切相关。经组合湿地系统处理后出水COD、TN、NH_3-N和TP浓度均达到了《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的Ⅲ类水质标准,有助于龙景湖保持Ⅳ类水质的要求。     

两种人工湿地对农村生活污水的净化效果比较

分别采用复合水平流、垂直流—水平流一体化人工湿地系统处理农村生活污水,并进行比较。一年的运行结果表明,两套湿地系统对农村生活污水中COD、BOD5、NH4+-N、TN、TP等都具有良好的去除效果。复合水平流湿地系统对COD、BOD5、NH4+-N、TN、TP的年平均去除率分别为78.6%、75.2%、59.4%、62.7%、66.7%,出水浓度分别为8.0、7.1、8.2、8.6、0.9 mg/L;一体化系统对COD、BOD5、NH4+-N、TN、TP的年平均去除率分别为81.0%、83.4%、89.6%、50.6%、67.9%,出水浓度分别为6.1、4.9、2.2、11.3、0.8 mg/L。其中,出水COD、BOD5、TN值都达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准,TP值达到了一级B标准。垂直流—水平流一体化系统对NH4+-N的去除率明显高于复合水平流系统,但两套系统对COD、BOD5、TN、TP的去除率无明显差异。垂直流—水平流一体化系统的处理效率高、占地面积小,更适于处理农村生活污水。     

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。