人工湿地对长江水源新污染物的去除效果

新污染物风险控制是环境科学和饮用水安全保障领域的前沿热点。论文开展了人工生态湿地对长江水源常规水质指标和抗生素、全氟化合物新污染物去除效果的中试研究。结果表明：人工湿地对TN、TP、NO^-₃-N和藻类平均去除率为46.6%、52.8%、>81.2%和46.1%。对抗生素的整体去除率为32.0%,林可霉素、磺胺甲恶唑和氟甲砜霉素在湿地中难去除。全氟化合物整体去除率为22.9%,基质吸附和水体悬浮物吸附沉降起主要作用，沉水植物对全氟化合物净化效果不明显。人工湿地各区域沉水植物叶片表面微生物群落具有较大差异，变形菌门和蓝藻为优势微生物。     

复合垂直流人工湿地-微生物燃料电池耦合系统产电性能和水质净化

人工湿地(CW)和微生物燃料电池技术(MFC)是两种具有潜力的环境技术,用于水污染治理和可再生能源生产。目前大部分研究主要针对上流式人工湿地-微生物燃料电池进行探索,很难用到实际的人工湿地上。主要以垂直流人工湿地为研究对象,研究复合垂直流人工湿地-微生物燃料电池耦合系统的产电性能和水质净化作用。结果表明,在相同的垂直流CW-MFC系统中,产电性能和水体污染物的含量有一定的关系;在模拟自然的水流情况下,CW-MFC1阳极生物氧化产生的质子和电子迁移至CW-MFC2的阴极也能同其电子受体发生氧化还原反应,从而产生电压电流,且其电压高于单一垂直流CW-MFC系统;模拟自然情况下的CW-MFC系统对各项水质指标的去除都有不错的去除效果,其中磷酸盐和总磷的去除率为97.5%和97.9%,氨氮和总氮的去除率为86.4%和66%,COD去除率最低为36.5%,表明复合垂直流CW-MFC系统对水体污染物的去除起明显的效果。     

人工湿地生物修复在公园景观水体中的应用

通过对梦清园内景观水体进行改造,将人工湿地的生物修复技术应用于处理受污染的公园景观水体。经处理后景观水质的氨氮去除率、COD和VSS分别达到30%、25%和60%。为了更好地说明其中微生物在污染物降解中发挥的作用,分别用传统方法和分子生物学方法对湿地中的异养细菌、亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌等的分布和数量进行了研究。实验证明,人工湿地生物修复法用于公园景观水体处理具有可行性和有效性,同时也证明适当添加功能微生物有助于湿地水处理效率的提高。     

缓释氧材料对黑臭水体的水质改善效果研究

采用新型缓释氧材料处理城市黑臭水体。中试实验过程中缓释氧材料放置于释氧渗透反应格栅中，研究缓释氧材料对实际城市黑臭水体的处理效果。中试结果表明新型缓释氧材料可以明显改善水体的污染情况。在实验周期为 20 d，水力停留时间为 8 h 的情况下，黑臭水体流经释氧渗透反应格栅后，水体溶解氧（DO）浓度升高，好氧微生物的活性增强，水中好养微生物降解有机污染物速率提高，水体中污染物化学需氧量（COD）、氨氮（NH₃-N）、总氮（TN）以及总磷（TP）的去除率分别为 21.2%、12.0%、15.20%、58.1%；水体中微生物优势菌群发生变化，在属水平上，hgc I＿clade、CL500-29＿marine＿group 和 12up 为优势物种。用冗余分析（RDA）探讨了环境因子与微生物群落结构之间的关系，DO、TN、TP、NH₃-N 是影响微生物群落结构的主要环境因子。     

三级表面流人工湿地对猪场废水深度净化效果研究

构建三级表面流人工湿地处理低浓度猪场废水并评价其净化效果，同时利用高通量测序技术表征湿地运行前后底泥微生物群落结构变化。低浓度猪场废水中化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH₄⁺-N)、总磷(TP)分别为87.7、32.3、29.5、3.3 mg/L，经三级人工湿地处理后出水各指标平均质量浓度分别为20.0、8.7、8.5、0.5 mg/L，即该人工湿地对各指标的去除率分别为77%、73%、71%、84%。表面流人工湿地的运行影响了底泥微生物群落结构，各级人工湿地底泥细菌群落多样性和丰富度均显著高于原始土壤。微生物群落分析表明，酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)以及脱硫菌门(Desulfobacterota)是底泥微生物群落的优势门。基于共线网络分析发现，m(COD)/m(P)、m(N)/m(P)以及TP是影响底泥菌群结构的主要环境因素，其对Acidobacteria以及Desulfobacterota有显著影响。     

城镇污水厂尾水处理技术应用研究

城镇污水厂的尾水有机物浓度较低且成分复杂,氮、磷含量较高,直接排入受纳水体易造成水质恶化、水体富营养化等问题。探讨了混凝沉淀法、吸附法、膜分离法、臭氧氧化法、高锰酸钾氧化法、Fenton氧化法、曝气生物滤池、生物活性炭、膜生物反应器、稳定塘、人工湿地的技术研究与应用,阐述了需解决的问题和发展方向,总结出生物法和自然生态处理技术是较为经济有效的尾水处理方法。     

复合流人工湿地处理生活污水的试验研究

通过模拟试验,对水力停留时间(HRT)为3、2、1d下,复合流人工湿地去除生活污水中污染物的效能进行了研究.结果表明,COD、TP、TN、NH4+-N的去除率均随停留时间的增加而提高,当HRT=3 d时,各污染物的去除率分别为38.67%,79.83%,93.13%,96.27%.湿地系统对TN、NH4+-N的降解主要集中在湿地结构单元的进水段水芹单元A和出水段香菇草单元D,而对COD、TP的去除主要集中在结构单元的前半段的水芹单元A和石菖蒲单元B.该人工湿地系统对COD、TP、TN等污染物的去除效果在进水浓度较高时要好于低浓度.     

城镇污水厂尾水处理技术应用研究

城镇污水厂的尾水有机物浓度较低且成分复杂,氮、磷含量较高,直接排入受纳水体易造成水质恶化、水体富营养化等问题。探讨了混凝沉淀法、吸附法、膜分离法、臭氧氧化法、高锰酸钾氧化法、Fenton氧化法、曝气生物滤池、生物活性炭、膜生物反应器、稳定塘、人工湿地的技术研究与应用,阐述了需解决的问题和发展方向,总结出生物法和自然生态处理技术是较为经济有效的尾水处理方法。     

人工湿地生态除污的机制、影响因素和强化方法

水体富营养化已成为严重的全球性水环境问题,威胁着水质安全,亟需经济高效的水质生态修复技术。人工湿地具有低成本、生态化的去污禀赋,可通过植物-基质-微生物之间形成的物理-化学-生物复合修复机制协同去除水体中的营养物质和有机污染物。归纳了人工湿地对水体中氮、磷及有机污染物的生态修复机制,主要包括植物光合泌氧和吸收能力、基质...     

人工湿地β-六六六去除效果及细菌群落特征分析

为研究不同植物垂直潜流人工湿地对β-六六六(β-HCH)的净化能力和微生物群落差异分析,构建了3组不同植物人工湿地并添加β-HCH运行2个月。结果表明,3组人工湿地对水中β-HCH都具有较好的去除效果(91.63%～95.02%),其中菖蒲组去除效果最好,美人蕉组次之,无植物空白组最差。基质的吸附作用是人工湿地去除β-HCH的主要途径,6 d内,水中约89.41%的β-HCH被吸附到基质中。微生物群落方面,添加β-HCH后3组湿地微生物指数Chaol和Shannon指数均显著增加,不同植物间Chaol和Shannon指数有明显差异(P0.05)。对比添加β-HCH后菖蒲组和美人蕉组根际微生物发现,菖蒲组所含能降解有机污染物的微小杆菌属、节杆菌属等比例高于美人蕉组。     

张家口市某城镇污水处理厂尾水资源化利用方案设计

在城镇污水处理厂排污口下游,因地制宜建设人工湿地水质净化工程,对处理达标后的尾水进一步净化,作为区域内生态、生产或生活用水,实现区域再生水循环利用。以张家口市(北方严寒地区)某城镇污水处理厂尾水资源化为例,尾水设计规模为20 000 m³/d,湿地进水水质《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,采用人工湿地工艺出水水质稳定达到地表水Ⅳ类的水质标准。从工艺设计、运营管理和效益分析角度进行分析,尾水资源化后主要作为生态补给水,保障了水资源持续利用。     

渐减曝气硫酸盐废水处理系统微生物群落分析

针对硫酸盐有机废水处理中水质变化特点,采用渐减间歇曝气工艺40s/2min(4h)+20 s/2min(4h)+10s/2min(4h)分阶段曝气,与常规间歇曝气工艺25s/2min(15h)比较,渐减间歇曝气随水质变化分阶段曝气,可避免短时抑制现象,并取得了良好的有机物去除效果与节能效果,COD去除率提高并稳定至80%以上,水力停留时间缩短了20%,能耗降低了27%.为了揭示系统中微生物种群多棒性,利用PCR-DGGE指纹图谱初步分析了系统中的微生物群落结构.DG-GE和聚类分析表明,渐减曝气系统三阶段微生物群落相似性较高,均在80%以上,与常规间歇曝气系统相似性在70%左右;微生物多棒性分析显示渐减曝气系统中,随着系统中有机物浓度减少,种群多样性呈现递减趋势;对优势条带割胶测序结果发现一株优势菌在系统发育上比较接近硫酸盐还原菌(Desulfobulbus propionicus).     

固定化微生物技术净化黑臭水体和底泥技术

在实验室条件下研究了固定化微生物技术对黑臭水体和底泥的净化性能.试验中选用南京林业大学校内紫湖溪黑臭河水及其厌氧底泥作为研究对象,将湖北科亮生物工程有限公司研制的"科利尔"活菌净水剂固定在具有特殊结构的生物带上,配合水体曝气复氧技术,对黑臭水体及底泥中的污染物进行降解.结果表明:采用固定化微生物技术净化黑臭水体和底泥,底泥厚度降低80%以上,底泥COD去除率达到93%、上清液COD去除率达到70%,上清液NH3-N去除率达到95%.处理后的水体生物相种类和数量显著增长.     

污水厂尾水阶式功能强化型湿地生态水质净化工艺

基于阶式功能强化指导思想和试验研究技术支撑,以泗洪县城北污水处理厂三级处理尾水湿地净化为例,提出污水处理厂尾水阶式功能强化湿地处理工艺并应用于该工程设计,以强化TN、TP等污染物的去除。通过MIKE21软件模拟预测分析湿地结构和流场特征以及环境因子浓度场分布,指导湿地结构设计和流场优化,并模拟阶式功能强化湿地对污水处理厂尾水的净化效果,有效去除水体有机污染物,改善污水复氧条件,对水体氮磷污染物去除有明显作用,设计TN、TP去除率不小于20%。将其应用于泗洪县城北污水处理厂三级处理尾水净化提质具有较好的技术适应性,是湿地净化污水处理厂尾水理论与技术的有效实践。     

人工湿地在修复富营养化水体中的应用及研究进展

近年来,水体富营养化呈现加剧态势,不仅引起藻类爆发,还严重影响水质安全。其中,氮、磷和有机物是造成水体富营养化的主要污染物。人工湿地作为一种低成本、高效率的生态治理技术,适用于修复富营养化水体。影响人工湿地去污的主要因素包括:湿地类型及构建方式、水力运行条件和碳氧水平。探讨了人工湿地净化富营养化水体的主要机制,总结了影响人工湿地去污的主要因素,并提出相应的改进方法。最后,对今后的相关研究方向进行了展望。     

微纳米曝气强化碳纤维生态浮床水处理效果研究

采用微纳米曝气与微孔曝气对比的方式,研究了碳纤维湿地式人工浮床在以上2种曝气方式下净化水质效果及规律。结果表明,在相同HRT(1 d)和气水体积比(6:1)的条件下,微纳米碳纤维浮床比传统曝气浮床对水体中COD、NH4+-N和TP去除率分别提高7%、10%、9%,并且能够在更短的时间内完成碳纤维填料的挂膜过程,说明微纳米曝气对碳纤维人工浮床具有更好的强化去除效果。2种曝气方式下,COD的去除受HRT变化最小,NH4+-N、TP的去除均随着HRT的增加而增加,并且微纳米曝气条件下对各污染物的去除率始终优于传统曝气     

生物炭固定低温混合菌在人工湿地中的应用

为有效解决我国北方冬季污水处理效率低的问题,以低温混合菌为研究对象、以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)复合材料为包埋载体、700℃条件下制备的污泥生物炭为吸附载体,在6～8℃,通过正交实验设计,探索优化的固定化条件;探索污泥生物炭对低温混合菌吸附固定化、人工湿地水体中污染物去除效率的影响。结果表明,PVA、SA、污泥生物炭载体的质量分数分别为6%、2%、1.4%,交联时间4 h时,小球的固定化效果、对污水中污染物的去除率最好。在冬季人工湿地中,固定化小球适宜含菌量为15 m L,此时对污水中COD、TN、NH4+-N和TP有较高的去除率,且去除性能较稳定。生物炭固定化混合菌小球对人工湿地水体中污染物的吸附降解过程符合一级反应动力学模型。     

WASP水质模型在表流人工湿地中的优化与应用

首次对WASP(water quality analysis simulation program)水质模型进行优化来模拟预测表流人工湿地的水质变化。由于表流人工湿地中水生植物吸收和微生物降解作用的显著增强,通过模型率定所得WASP模型水力学、植物、生化反应的相关参数值明显高于模拟天然水体时的推荐值。对改进后WASP模型的验证结果表明,湿地水质(COD和NH4+-N)模拟值与实测值基本吻合,证明改进后的WASP模型能够有效模拟预测表流人工湿地的水质变化。     

低温人工湿地水质净化技术研究进展

低温作为主要影响因素,限制了人工湿地在我国北方的大规模推广应用。基于文献报道,梳理了低温对人工湿地主要组成部分的影响机理,从内部组分优化和外部资源配置两方面分析总结了现有应对低温的人工湿地技术措施。内部组分优化包括植物选择、基质选配、微生物驯化和底栖动物投放等,外部资源配置包括曝气、保温、工艺组合和运行调控等。核心在于提高人工湿地在低温条件下的水质净化效率,实现人工湿地全年稳定运行。低温对人工湿地的影响是一个没有单一解决方案的综合问题。通过内外部措施组合、建立宏观措施与湿地内部微观结构之间的关系,从而进一步强化水质净化效率是未来人工湿地研究的重要方向。     

重金属镍对A2/O-BAF系统运行效能的影响及作用机制探究

针对重金属镍(Ni)对A²/O-生物曝气滤池(BAF)双污泥系统污染物及营养盐去除影响不明确的现状，开展了重金属Ni对双污泥系统对污染物和营养盐去除规律的影响的研究，分析了重金属Ni暴露下双污泥系统内污泥特征的变化规律，解析了微生物群落结构对重金属的响应特征。结果表明重金属镍浓度超过2.0 mg/L Ni降低了A²/OBAF双污泥系统对污染物和营养盐的去除能力。重金属Ni刺激了胞外聚合物(EPS)尤其是SB-EPS的分泌，并降低了污泥浓度及有机质占比。微生物群落结果分析表明Ni能改变微生物的群落结构，高浓度Ni降低了Proteobacteria、Actinobacteriota和Bacteroidota的相对丰度，从而降低了双污泥系统对污染物和营养盐的去除。研究结果为双污泥系统处理含Ni废水提供了一定的数据支撑和理论指导。