潜流人工湿地处理低污染水对植物生长的影响

选择花叶芦竹(Arundodonax var.versicolor)、旱伞草(Cyperus alternifolius)、再力花(Thalia dealbata)、香蒲(Typha orientalis)、芦苇(Phragmites australias)5种挺水植物为对象,均匀种植于长13 m、宽4.5 m的砾石型潜流人工湿地,观测不同处理下低污染水的净化效果以及不同种植距离植株的株高、生物量和氮磷去除量。结果表明,与对照相比,5种植物湿地床对化学需氧量、NH_3-N、TN、TP的净化效果显著,但不同植物间处理效果不显著。随着种植距离增加,5种植物的株高、生物量、根冠比均呈下降趋势,单位面积生物量和氮磷去除量与种植距离间呈指数或对数下降关系。植物收割去除TN的大小顺序为:旱伞草芦苇再力花花叶芦竹香蒲,TP的大小顺序为:旱伞草再力花芦苇花叶芦竹香蒲;但从累计比例来看,两者积累效率大小顺序均为芦苇再力花旱伞草花叶芦竹香蒲。因此,处理低污染水人工湿地植物选择时,需要选择高氮磷积累量的物种,更应选择具有高氮磷积累效率的物种。     

不同进水碳氮比对水平潜流人工湿地脱氮效果的影响

在不同条件下对3种湿地植物枯落物进行水解,以获得相应的植物碳源。利用提取的植物碳源,研究了进水碳氮比对水平潜流人工湿地脱氮效果的影响。结果表明,对以硝态氮为氮源的反硝化过程,补充碳源对硝态氮和总氮的去除有明显的促进作用;对以氨氮和硝态氮为氮源的脱氮过程,随碳氮比的升高,硝态氮和总氮去除率增大,而氨氮由于受到溶解氧的制约,其去除率下降,并最终制约了总氮去除率的增大程度。     

双酚A胁迫下5种湿地植物有关抗性酶特征及富集能力研究

以5种适宜北方生长且耐污去污能力较强的湿地植物为材料,研究湿地植物对双酚A(BPA)的耐受机制及富集能力。结果表明,在低含量胁迫范围内(BPA添加质量分数低于63μg/g),叶绿素含量较高的植物是芦苇、再力花和香蒲,总叶绿素的质量分数在1.15 mg/g以上;过氧化物酶活性较强的有香蒲、芦苇,过氧化物酶活性在0.253kat/(g·min)以上;脱氢酶活性相对较强的植物包括香蒲、再力花和菖蒲,脱氢酶活性在17.97μg/g以上;基质脲酶活性相对较强的植物包括芦竹、再力花和菖蒲,脲酶活性在0.66 mg/g以上;基质磷酸酶活性较强的包括香蒲、芦苇,磷酸酶活性在0.25 mg/g以上;对BPA的富集转运能力较强的植物为芦苇、再力花,其中芦苇为BPA低含量下的超累积植物。芦苇、再力花、香蒲为适宜处理含双酚A废水的湿地植物。     

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.     

湿地运行对污水处理厂出水总氮的去除研究

人工湿地是一种利用基质、水生植物和微生物之间的相互作用来处理污水的新技术。通过建设人工湿地来研究芦苇、香蒲、黑麦草等水生植物对生化系统出水总氮去除率的影响。研究了人工湿地对总氮的去除效果。整个实验期间,各种植物在人工湿地中生长良好,对于污染物总氮达到了一定的降解效果。在植物生长初期的初春四月,各湿地的净化能力的高低顺序为芦苇香蒲黑麦草。通过控制变量法得知,在芦苇、香蒲、黑麦草湿地中,由植物除氮平均去除率为分别为33.1%、36.7%、34.7%、28.8%,芦苇的除氮效率最高。     

砾石床湿地系统对氮去除率影响的研究

为探究砾石床湿地系统对氮去除的影响,设计茭草床和芦苇床湿地系统以研究对氮去除的影响因素。结果表明HRT增加至2 d,TN和NO_3--N的去除率增加,而NH_4+~-N的去除率无变化。保持HRT为1 d,温度由22℃降低至10.6℃时,NO_3~--N的去除率明显下降,而NH_4~+-N的去除率变化不大。投加50 mg/L的葡萄糖补充碳源,湿地床沿程NO_3~--N逐渐降低、DO浓度降低1 mg/L,碱度的沿程变化幅度比未加碳源提高数倍。反硝化作用不仅需在碳源充足时进行,而且外加有机碳源可以显著强化反硝化过程。水力负荷为0.2~0.8 m~3/(m~2·d)时,茭草床TN负荷增加,出水浓度增加,进水浓度和出水浓度满足简单回归方程。分析TN去除途径,砾石床因吸附能力较好而具有较大的TN去除率,而茭白床和芦苇床湿地系统脱氮的最主要路径是微生物的反硝化作用,最高脱氮比例可达49%,其次是砾石吸附作用,而植物吸收脱氮作用最弱。     

芦苇和香蒲人工湿地系统净化微污染河水效果比较

试验研究了芦苇和香蒲两种植物,在人工湿地系统处理微污染河水中所起的作用,考察了芦苇和香蒲人工湿地系统对CODMn、总磷、总氮的去除效果。结果表明,香蒲人工湿地系统对CODMn、总磷、总氮的平均去除率分别为37.97%、73.46%、58.53%,而芦苇人工湿地系统的平均去除率分别为28.57%、66.73%、48.32%,香蒲人工湿地系统表现出较好的除污效果,说明采用香蒲的人工湿地系统要优于采用芦苇的人工湿地系统。     

5种水生植物的脱氮除磷效果比较

目的：为比较西南地区常用于水质改善的旱伞草、黄菖蒲、再力花、美人蕉、鸢尾等5种植物的脱氮除磷效果。方法：在河水中添加碳、氮、磷元素配制劣V类水开展水培试验,测试5种植物在相同条件下对TN、TP的去除效果,进行TP质量守恒计算,并结合植株生长状况进行分析。结果：5种植物的脱氮能力从高到低依次为旱伞草>再力花>鸢尾>黄菖蒲>美人蕉,除磷能力从高到低依次为旱伞草>再力花>美人蕉>黄菖蒲>鸢尾;各植物生长状况存在较大差异,旱伞草的分蘖数、鲜重、干重均远高于其它4种植物;不同植物的直接吸收同化除磷能力与植物生长状况密切相关,长势越好、生物量越大的植物,同化除磷能力越强。     

潜流人工湿地中污染物沿高度变化的净化程度研究

通过人工湿地系统模拟实验考察了污染物沿高度的净化程度,分析了垂直潜流湿地系统中COD、氮、磷的去除机理及其迁移转化规律。结果表明,潜流湿地系统对COD的去除主要发生在上层(0~30 cm),主要通过好氧微生物的降解作用;对总磷的去除主要发生在上层(0~30 cm)和中层(30~60 cm),去除途径为填料的吸附和沉淀作用;对总氮的去除则发生在整个系统中,上层主要去除氨态氮,只是将氨态氮转化为亚硝态氮和硝态氮等其他形式的氮,在中层和下层进行的反硝化反应才能真正达到脱氮效果。     

林下沟渠型表面流人工湿地除氮效果

通过对林下沟渠型表面流湿地系统中水生植物、水深、水力负荷等运行条件的控制,研究这些因素对林下表面流湿地系统对污染河水中氮素脱除的影响。结果表明,1)水花生的种植能有效提高系统的氮素去除率;2)水深40 cm的湿地相较其他2种水深的湿地有较高的除氮效率;3)随着水力负荷的增大,湿地除氮效率显著降低。在种植水花生条件下,40 cm水深的林下沟渠型表面流湿地除氮的效率最优,总氮、硝态氮和氨氮的去除率分别能达到:28.77%、70.04%和23.13%。     

潜流—表流复合人工湿地处理超低TN含量废水

为了解基质粒径以及植物种类对复合人工湿地处理超低TN含量废水净化效果,研究了4组复合人工湿地的出水效果及与微生物群落的关系。结果表明,4组复合人工湿地对NH3-N、TN和TP的总去除率为66.54%~74.05%、61.55%~73.61%、38.16%~54.64%,均有较好的处理效果。脱氮除磷主要发生在潜流湿地,去除率最高的为A1组风车草。人工湿地中主要的反硝化细菌是不动杆菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属,主要的除磷细菌是不动杆菌属、假单胞菌属。5~20 mm粒径基质不动杆菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属的丰度增加,提高了脱氮除磷的效果。风车草的种植改善了基质微生物的多样性和丰度,该组的不动杆菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属明显高于梭鱼草组,这是风车草组处理效果优于梭鱼草组的原因。     

水力负荷对潜流湿地去除污水处理厂二级出水中氮磷的影响

采用水平-石灰石、水平-沸石、垂直-沸石、垂直-改性沸石等4种潜流湿地对污水处理厂二级出水进行深度处理研究,探讨各系统稳定运行条件下,不同水力负荷对4种潜流湿地脱氮除磷效果的影响,以及4种湿地的去除污染物效果的差异性。结果表明,当进水水质为污水处理厂二级排放标准时,在一定的运行条件下,与垂直潜流湿地相比,水平潜流湿地对氮素的去除效果受水力负荷影响更大。其中,水平-沸石潜流湿地对NH3-N的去除率最高达到(96.5±2.58)%,而水平-石灰石潜流湿地最低仅为(78.7±3.64)%;水平-沸石潜流湿地对TN的去除率最高达到(94.5±2.58)%,最低仅为(66.1±2.02)%。另外,与水平流湿地相比,垂直流湿地对污水中磷素的去除效果较好,同时,垂直-沸石湿地表现出了对磷素最佳的去除效果,其对PO43--P的去除率最高达到(72.1±2.29)%,而对TP的去除率最高最高达到(73.8±3.25)%。此外,当水力负荷为0.093 m3/(m2.d)时,上述4种湿地对磷素均表现出了最佳的去除效果。     

济南卧虎山水库上游河流氮素含量时空变化特征研究

于2010年12月至2011年10月对济南南部重要水源地上游的锦阳川和锦云川两小流域地表水分季节地进行了系统采集,分析研究了河流水环境因子（水温、pH值、溶解氧、电导率）与水体铵态氮（NH4^＋-N）、硝态氮（NO3^--N）、总氮（TN）的时空变化特征。结果表明：锦阳川流域受旅游污染的影响,10月水体NH4^＋-N含量最高,锦云川流域则受周围农业活动的影响,8月NH4^＋-N含量较高;水体NO3^--N含量的季节变化表现为冬季〉秋季〉夏季〉春季;空间上,NH4^＋-N和NO3^--N沿水流方向基本呈逐渐升高的趋势;NO3^--N是流域氮素的主要稳定形态;河水中TN含量明显高于地表水环境质量的V类标准,说明该地区TN的污染已很严重,应作为重点污染物进行治理。     

景观植物潜流湿地对富营养化景观水的净化

研究了风车草、美人蕉两种植物人工湿地在不同月份对富营养化景观水的净化效果。分析了水力负荷、温度变化对污染物去除效果的影响,考察了两种植物人工湿地微生物的硝化/反硝化作用强度。结果表明:两种植物人工湿地对富营养化景观水中的污染物均有较好的净化效果,风车草湿地去除效果优于美人蕉湿地。污染物的去除效率随水力负荷的增加而降低;在最佳水力负荷为0.113m3/(m2.d)的条件下,出水TN、TP和CODCr的质量浓度分别在2、0.1和15mg/L以下;富营养化的控制因子磷的去除效率基本不受温度影响。风车草湿地硝化作用强度略高于美人蕉湿地,反硝化作用强度略低。     

潜流人工湿地对农村生活污水处理特性试验研究

采用潜流人工湿地处理农村生活污水,考察了该工艺对COD、BOD5、NH3-N、TN和TP的去除效果。结果表明,湿地对COD、BOD5、NH3-N、TN和TP的去除效果较好,平均去除率分别达到87.4%、83.5%、63.8%、57.9%和90.1%,出水COD为11.2～23.3 mg.L-1,出水BOD5为6.7～11.3 mg.L-1,出水NH3-N、TN、TP的质量浓度分别为10.3～16.1、18.8～23.2、小于1.0 mg.L-1,出水水质优于GB 5084-2005要求。植物种植状况、温度变化及进水污染物含量等因素对湿地处理效率有较大影响,总体上来讲,温度大于20℃、植物种植密度越大、进水污染物含量越低处理效果越好。     

不同含量低污染水对人工湿地中细菌的影响研究

探究水平流人工湿地(HFCW)系统处理低污染水过程中,相同COD/ρ(TN)下不同碳氮含量对细菌群落结构的影响。结果表明,进水为较高碳氮含量的HFCW(HF1)和进水为较低碳氮含量的HFCW(HF2)对COD和TN的去除效率具有一定的差异,HF1和HF2对COD的去除效率分别为48.26%和28.89%,对TN的去除率分别为79.06%和81.87%。HF1中细菌的丰富度和多样性均高于HF2,HF1中富集的优势细菌为Chloroflexaceae、Comamonadaceae和Rhodocyclaceae,均具有异养反硝化功能,HF2中富集的优势细菌为Xanthomonadaceae和Rhodocyclaceae,其中Xanthomonadaceae具有自养反硝化功能。COD、NH4^+-N和NO3^--N对HF1中细菌群落的影响大于对HF2中细菌群落的影响,HF1中COD对细菌群落的影响大于NH4^+-N和NO3^--N。     

三段式潜流湿地污水净化效果

对传统水平流湿地加以改造,形成三段式潜流湿地,并采用自然接触富氧和微曝气强化供氧。比较了传统水平流湿地、三段式自然富氧潜流湿地及三段式微曝气潜流湿地的DO分布及对生活污水的处理效果。实验结果表明：三段式自然富氧潜流湿地由于改善了湿地供氧状况,COD、NH4^＋-N和TN最高去除率分别达到92％、70％、56％,优于传统水平流湿地;采用微曝气进一步强化供氧可有效改善系统溶氧分布,延展最佳HRT的控制范围,COD、NH4^＋-N和TN去除率分别达到了96％、83％、65％,而且土壤脲酶活性明显提高,在较低运行水位下仍能保持较高的污染物去除效果。但新型湿地除磷效果提高不明显。三段式微曝气潜流湿地的研究为人工湿地污水处理技术探索了一条新的途径。     

Heavy metal removal within pilot-scale constructed wetlands receiving river water contaminated by confined swine operations

Three parallel pilot-scale surface flow constructed wetlands were employed to investigate heavy metal removal receiving river water contaminated by swine confined-housing operations in Taiwan. Wastewater from swine operation contained elevated levels of copper and zinc due to their abundance in feed. Two macrophytes, namely cattail (Typha latifolia) and reed (Phragmites australis), were planted to observe their heavy metal removal efficiency. Significant total recoverable copper and zinc reduction for three tested wetlands were 80 and 91% for unplanted control, 83 and 92% for cattail, and 83 and 92% for reed wetland systems. Acid-soluble forms were 56 and 86% of total recoverable influent metals for copper and zinc, respectively. More bioavailable zinc was subjected to releasing back to aqueous environment. Heavy metals entering the studied systems as insoluble forms were settling from water column. Concentrations of metals were higher in the vegetated sediments than in the non-vegetated sediments. The sequential extraction results of sediments indicated that most retained metals were in less mobile fractions. Most of metal uptake by vegetation remained in root portions. Translocations of both copper and zinc for tested macrophytes were not prominent. The metal species in incoming water and metal fractionations in sediment were demonstrated as the major factors to influence plant metal levels. The performance of the studied wetland systems can comply with local water criteria rendering for further water reuse.     

双系统曝气生物滤池处理玉米青贮渗出液

采用双系统改性沸石曝气生物滤池(BAF)反应器对玉米青贮渗出液进行除碳脱氮处理,研究了对COD、氨氮、总氮(TN)的去除效果及其影响因素气水比(流量比)、水力停留时间、有机负荷和回流比。结果表明:挂膜成熟后,沸石生物膜反应器对COD和氨氮有较好的去除效果;挂膜23 d后,COD的去除率可以稳定在70%,氨氮去除率可以稳定在80%以上;当气水比为2∶1,水力停留时间为12 h,生物膜活性达到最高,COD去除率达到83.4%;有机负荷对氨氮去除效果影响较大,有机物质量浓度从160 mg/L提高到280 mg/L时,NH4+-N的去除率由88.6%降为32.7%;回流比对COD、氨氮去除率影响不大,但对TN的去除影响显著,回流比从50%提高到300%,TN去除率从42.3%上升到81.3%。双系统改性沸石BAF反应器明显地改善了玉米青贮渗出液的出水水质。     

自然通风厌氧一体化复合垂直流生物滤池性能

采用自培养的硝化/亚硝化细菌和反硝化细菌构建了自然通风厌氧一体化复合垂直流生物滤池,研究了其对村镇生活污水中COD、TN和氨氮的去除性能。结果表明,该滤池中CODMn、TN和氨氮的去除率随水力停留时间(HRT)增加而增加;随浓度增加而下降。当HRT为14.4h时,滤池对塘生活排污口水样中的TN、TON和CODMn的平均去除率分别为(30.0%±2.38%)、(39.6%±3.89%)和(70.0%±1.43%)。该滤池对COD具有良好的去除性能,对总氮(主要是有机氮)具有较好的去除性能,可用于拦截村镇面源污染水体中的COD和总氮(主要是有机氮),滤池出水清澈、无堵塞和微生物悬浮现象。