潜流人工湿地除氮正交试验研究

以潜流人工湿地除氮效果为考察指标,采用正交试验法研究了水力负荷、pH、碳氮比、湿地植物等4个因数对考察指标影响的显著性及优选条件,并利用SPSS13.0软件对正交试验结果进行方差分析.结果表明,pH、水力负荷、碳氮比对潜流人工湿地氨氮和总氮去除率的影响显著,各因素对潜流人工湿地总氮和氨氮去除率的影响程度由大到小顺序为:水力负荷、碳氮比>pH>湿地植物.潜流人工湿地总氮去除效率最高的条件为:pH为7.5,水力负荷为33mm·d-1,碳氮比15,湿地植物为芦竹.氨氮去除效率最高的条件为:pH为7.5,水力负荷为33mm·d-1,碳氮比15,植物为香根草.从工程技术经济的角度出发,采用pH为7.5,水力负荷为300mm·d-1,碳氮比大于3,湿地植物为香根草或芦竹,也可取得较好的除氮效果.     

强化垂直潜流人工湿地氨氮去除试验研究

引入空气导管强化垂直潜流人工湿地复氧效果,进而提高其处理高氨氮农村生活污水时的氨氮去除能力。在连续一个月的跟踪考察试验中发现垂直潜流人工湿地引入空气导管后,氨氮平均去除率可达87.05%,出水氨氮质量浓度达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)一级B排放标准;引入空气导管可显著提高垂直潜流人工湿地大气复氧能力,强化复氧量约为1.22 g/(m2.h);基质内部通气状况更有利于硝化细菌繁殖生长,硝化能力比传统垂直潜流人工湿地提高近一倍。     

垂直潜流人工湿地污水处理特性

垂直潜流人工湿地是一种新型的污水处理技术,在城镇污水资源化中有良好的实用价值和应用前景。通过对特征污染物即有机物、氮和磷的去除研究,阐述了污染物去除的基本特征和作用机理。湿地负荷8.1￣27 g[COD]/(m2.d)范围内,COD去除率为71%￣87%。垂直潜流人工湿地不利于大气复氧,并因而造成NH3-N去除率较低,平均去除率小于10%。TP去除率受温度和季节等因素影响较小,去除率为52%￣77%,但土壤pH值和溶解氧含量却制约着磷的吸附和沉淀作用。并介绍了各运行参数对COD、NH3-N和TP的去除效果的影响规律。     

人工湿地模块化基质脱氮除磷性能研究

选取碱、Mg²⁺和Zn²⁺复合改性的沸石、石灰石和硅藻土为骨料,参照植生型多孔混凝土制作方法,制作了七种不同骨料体积比的模块化人工湿地基质。通过静态吸附实验对其脱氮除磷性能进行比较。筛选出三种模块化基质进行等温吸附实验和动力学吸附实验,对其脱氮除磷机制进行研究。结果表明：以单一改性沸石为骨料的模块化基质脱NH₄⁺-N效果最好,其理论最大吸附量为45.79 mg/g;以三种改性基质按体积比1∶1∶1配比为骨料制作的模块化基质除PO₄^3--P效果最好,其理论最大吸附量为11.52 mg/g;准二级吸附动力学模型能更好地拟合三种基质脱氮除磷的吸附动力学过程,三种基质对NH₄⁺-N和PO₄^3--P的吸附速率均受化学吸附速率控制。     

潜流与复合垂直流人工湿地处理村镇生活污水试验

针对村镇生活污水,开展水力负荷对潜流与复合垂直流人工湿地脱氮效果影响的研究,结果表明:两种人工湿地对村镇生活污水均有较好的处理效果;随水力负荷升高,两种人工湿地除碳、脱氮率不同程度降低。潜流人工湿地除碳效果优于复合垂直流人工湿地,复合垂直流人工湿地脱氮效果更佳;水力负荷≤0.25 m3/(m2·d),两种人工湿地对COD去除率均大于90%,复合垂直流人工湿地对NH3-N、TN去除率保持在60%以上,出水水质优于一级A标准。动力学研究表明一级动力学模型能较好拟合两种人工湿地的COD、NH3-N、TN去除规律。     

典型建筑废弃物对磷的吸附特征及其在复合垂直潜流人工湿地中的应用研究

采用典型建筑废弃物(废弃粉煤灰砖、红砖等)为吸附剂,研究其对正磷酸盐态磷(PO43--P)的静态吸附特性、作为多级垂直流人工湿地(MVSF-CWs)填料的可行性及不同运行时间与水温条件下的除磷性能。结果表明,粉煤灰砖(粉末)和红砖(粉末)对PO43--P的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,利用该式计算出其对PO43--P的吸附容量分别为44.72和35.54 mg/g。MVSF-CWs系统由4级组成,平均水力负荷0.038 m3/(m2·d)、平均水力停留时间16.7 d。MVSF-CWs系统进水TP的质量浓度为(5.83±2.36)mg/L、出水为(0.85±0.48)mg/L,平均去除率为85.4%。各级人工湿地对TP去除的贡献率分别为33.6%、55.8%、2.5%、8.1%,其中第2级(废弃粉煤灰砖为填料)对磷的去除最为显著。不同水温条件下,MVSF-CWs系统除磷结果表明:当水温θ30℃、20℃θ30℃、10℃θ20℃及θ10℃时,TP的平均去除率分别为91.83%、87.52%、82.61%及78.39%。TP去除率随水温下降而降低,表明水温对多级垂直流人工湿地除磷效率有显著影响。     

碎石、沸石和页岩陶粒构建人工湿地的除磷效果

由碎石、页岩陶粒、沸石3种基质和芦苇构建4个潜流湿地处理单元,研究不同处理单元对污水中磷的去除效果。在设计水力停留时间3d,连续进出水的情况下,结果表明碎石单元对污水中总磷的去除效果最好．页岩陶粒单元次之,沸石单元效果最差。栽种芦苇碎石单元对磷去除效果优于不栽种芦苇碎石单元．当进水中磷含量较低时,总磷的去除率随质量浓度升高而升高,总磷的质量浓度升高至一定程度时,去除率开始下降。     

垂直潜流人工湿地对含油废水净化效果的研究

研究了人工湿地系统中植物生长趋势和水体DO的变化,探讨了污染物的去除与湿地植物生长趋势和水体DO的相关性。结果表明:垂直潜流人工湿地系统对石油类污染物的净化效果很好,且两两系统之间对石油类的去除效果没有显著差异(P>0.05)。石油类污染物去除率与DO相关性较强(r=0.986,P<0.05),与植物生长趋势相关性不显著;栽种植物的湿地系统脱氮除磷的能力均高于对照组。     

溶解氧对人工湿地系统除磷性能影响研究

探究不同溶解氧下人工湿地系统去除水样中总磷性能,采用钼锑抗分光光度法测定不同溶解氧下设备出水总磷量,得到了模拟装置除磷率曲线。从曲线可以看出,再提他条件不变情况下,溶解氧对人工湿地系统除磷性能影响不大,生产使用时不需特别注意溶解氧含量。     

复合垂直流人工湿地去除混合有机化合物现场试验

以苯、1,4-二氯苯、硝基苯和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为目标有机化合物,开展人工湿地去除混合溶液中有机化合物的现场试验。结果表明,人工湿地系统对苯的平均去除率为88%左右,对1,4-二氯苯的平均去除率在92%左右,对硝基苯的平均去除率为46.85%~61.13%,对DBP的平均去除率为65.75%~80.96%。冲击负荷试验表明,在一次性高浓度进水条件下,页岩陶粒人工湿地能拦截90.4%的苯;砾石人工湿地能拦截83.3%的1,4-二氯苯;黄沙人工湿地对苯和1,4-二氯苯的拦截能力相当,拦截率分别为91.4%和90.0%,对硝基苯和DBP的拦截能力相当,拦截率分别为60.5%和61.3%。     

用CFD研究潜流人工湿地集水区对其水力学性能的影响

采用计算流体力学（CFD）软件Fluent（Fluent Inc. ,Version 6. 2. 16）中的多孔介质模型对潜流人工湿地进行了模拟,并引入颗粒轨道模型讨论了潜流人工湿地层式和护管式两种集水区结构对其水力学性能的影响。模拟结果表明,在考察条件下,平均停留时间相差不大,散度成为人工湿地水力学效能的主要影响因素。集水区为层式结构时,净化区与集水区阻力比越小,其变化对湿地水力学效能影响越大;集水区高度增加,水流散度增大,湿地水力学效能减小。集水区为护管式结构时,减小集水区宽度有利于提高湿地水力学效能和明显减小阻力比对湿地水力学效能的影响;集水区高度的增加对湿地水力学效能影响不大。与层式集水区结构相比,护管式集水区结构的潜流人工湿地水力学效能更高,而且可以通过减小集水区宽度显著提高湿地水力学效能和逐步减小阻力比对其水力学效能的影响,因此护管式集水区结构优于层式结构。     

垂直流人工湿地在北方地区的应用

通过对水质的监测,分析了沈阳浑南人工湿地示范工程对生活污水中污染物的去除效果。进水COD、NH3-N、TP、BOD5、TN的质量浓度分别为198.2～273.3、39.90～67.95、3.48～7.21、80.3～182.5、55.23～70.95mg/L,各项指标平均去除率分别为91.82%、98.37%、90.19%、97.04%、20.32%。分析结果表明,浑南垂直流人工湿地可以安全越冬,利用水流的进入和排出有效地和空气进行气体交换,缓解床体内氧气不足的缺点,大大提高了对污染物的去除。     

三种人工湿地填料对氨氮与磷的吸附特性

采用等温吸附、吸附动力学、填料饱和吸附后氨氮与磷解吸实验,研究了浮石、陶结和陶粒对氨氮和磷的吸附特征。结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能较好拟合各填料对氨氮和磷的吸附特征,各填料对氨氮的最大吸附量顺序依次为浮石(64.91 mg/kg)>陶结(36.11 mg/kg)>陶粒(22.23 mg/kg),对磷的最大吸附量顺序依次为浮石(127.77 mg/kg)>陶粒(15.38 mg/kg)>陶结(无吸附);各填料对氨氮与磷的全程平均吸附速率大小顺序与最大吸附量大小顺序一致;Bangham吸附速率方程能较好描述浮石与陶粒对氨氮与磷、陶结对氨氮的等温吸附动力学特征;氨氮解吸风险为陶粒>陶结>浮石,磷解吸风险为陶结>陶粒>浮石。综合考虑,浮石更适合作为去除污水中氨氮与磷的人工湿地填料。     

水平潜流和组合人工湿地水处理研究进展

应用广泛的水平潜流人工湿地系统对有机物和悬浮物有较高的去除率,但是对营养盐的去除率是较低的,因此各种类型的湿地被组合起来以提高去除效果。文章总结了近年来国内外水平潜流湿地及组合人工湿地系统的研究现状和问题,探讨了污水在人工湿地系统中的净化机理及影响因素,并预测其研究与应用发展的趋势,为人工湿地污水净化技术的应用研究提供了有益的参考。     

氟化物对火山石基质人工湿地处理废水性能及菌群的影响

构建了以火山石为基质的垂直流人工湿地（VFCW）系统,探究该系统在优化的水力负荷率（HLR）和碳氮比（C/N）条件下对含氟废水的处理性能以及菌群变化。结果显示,HRL 80mL/min、C/N 4.5条件下系统对有机物和氮的去除率较高。10mg/L氟化物处理导致硝酸盐氮（NO₃-N）开始出现累积（去除率为-23.1%）。20mg/L氟化物处理中总氮（TN）的去除率与0mg/L处理相比下降14.5%,NO₃-N累积加重（去除率为-52.2%）。50mg/L氟化物处理中化学需氧量（COD）、氨氮（NH₄-N）和TN的去除率与0mg/L处理相比分别下降10.0%、17.1%和28.4%,NO₃-N累积更加严重（去除率为-96.1%）。氟离子（F^-）主要与系统中钙盐、磷酸盐反应生成氟化钙（CaF₂）和氟磷酸钙[Ca₅F(PO₄)₃]沉淀而去除。50mg/L氟化物处理的菌群组成明显受到了影响,菌群多样性降低,有机物降解菌（Zoogloea）、硝化菌（Nitrospira和Nitrosomonas）和反硝化菌（Thauera、Simplicispira和Dechloromonas）等的相对丰度显著降低（p＜0.05）。比耗氧速率（SOUR）、氨摄取速率（AUR）和硝酸盐还原酶（NaR）活性均随着氟化物浓度增大而下降,在F^-浓度为50mg/L时,分别降低13.7%、18.8%和55.6%。氟化物改变了VFCW系统的菌群结构和活性,导致污染物去除率降低。氟化物对反硝化过程和反硝化菌的影响最大,其次是硝化过程和硝化菌。     

海泡石填料人工湿地系统对氮磷污染物的去除研究

采用活化海泡石做为人工湿地系统的填料,考察该系统对生活污水中的氨氮和总磷去除效果。结果表明,海泡石人工湿地系统对氨氮和总磷均有较好的去除效果,进水为10L的最佳进水量时,人工湿地对氨氮去除率较高,进水浓度在12mg/L,pH在5．5时去除率可接近85％;总磷的去除在进水浓度为2mg/L,pH值为6．5时去除率可达到91．1％。     

Benzene removal with vertical‐flow constructed treatment wetlands

BACKGROUND: Twelve vertical‐flow experimental wetlands have been constructed using different compositions, and were operated in batch‐flow mode to reduce pumping costs. Six wetlands were located indoors and six outdoors. Benzene was used as a representative example substance to assess the removal of low molecular weight petroleum compounds. RESULTS: Findings indicate that the constructed wetlands remove benzene (inflow of approximately 1.3 g L^?1) from hydrocarbon‐contaminated wastewater streams with better indoor (controlled environment) than outdoor treatment performances. Overall mean removal efficiencies for the experimental rig placed outside were as follows: benzene 85%, chemical oxygen demand (COD), 70%; ammonia‐nitrogen, 83%; nitrate‐nitrogen, 88%; ortho‐phosphate‐phosphorus, 58%. In comparison, removal efficiencies for the experimental rig placed indoors were higher: benzene 95%, COD, 80%; ammonia‐nitrogen, 90%; nitrate‐nitrogen, 94%; ortho‐phosphate‐phosphorus, 66%. Benzene removal was predominantly due to volatilization after 1 day of retention time. CONCLUSION: The use of aggregates (sand and gravel) and the presence of Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud. resulted in no significant difference in terms of benzene, redox potential, dissolved oxygen, 5‐day at 20 °C N‐allylthiourea biochemical oxygen demand, COD and nutrients removal. Statistical differences were assessed by analysis of variance and Tukey HSD tests (P < 0.05). Copyright © 2007 Society of Chemical Industry