潜流型菖蒲人工湿地不同C/N对污染物的去除效率

选取炉渣和砾石为基质,以无植被为对照,分别设置低、中、高浓度的3个碳水平(C1、C2、C3)和3个氮水平(N1、N2、N3)处理,研究潜流型菖蒲人工湿地在不同C/N下净化生活污水中COD、总氮(TN)、总磷(TP)的效果。结果表明,在不同C/N下,菖蒲人工湿地对污水中COD、TN的去除效果显著高于无植被的人工湿地,菖蒲植被能增加人工湿地COD去除率10.53%,增加TN去除率6.73%;而对于TP的去除,有无植被无显著差异。随着进水N、P浓度及C/N的变化,菖蒲湿地对COD、TN和TP的去除率分别为67.57%～75.85%、20.91%～56.82%和7.15%～17.78%;同时,菖蒲植株对N、P的积累量也相应的变化,其地上部的N、P积累量为4.44～14.79和1.11～3.37g.m-2,平均占湿地N、P去除率的6.91%和10.67%;地下部的N、P积累量分别为2.35～5.20和0.74～1.41g.m-2,平均占湿地N、P去除率的2.69%和6.02%。植物地上器官对湿地N、P的积累量大于地下部,有利于通过收割作用去除湿地系统中的N、P。     

4种不同生活型湿地植物对富营养化水体的净化效果

选择4种湿地植物菖蒲、香蒲、浮萍和金鱼藻,研究单一及组合湿地植物对高浓度污水(污水处理厂进水)、低浓度污水(污水处理厂出水)中营养物质的去除效果.结果表明: 水体中总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)浓度呈现试验前期快速下降,后期缓慢下降的趋势,表明湿地植物能有效净化污水中的TN、TP、COD,但不同湿地植物及湿地植物组合的净化效果存在差异.多种湿地植物组合比单种湿地植物对TN的净化作用强,其中香蒲＋浮萍＋金鱼藻对TN的净化效果最佳;高浓度污水中,单种挺水植物对TP的净化效果较好,低浓度污水中,则是多种湿地植物组合对TP的去除率较高;高浓度污水中,湿地植物对COD的去除率为85.1%～96.0%,其中菖蒲、香蒲去除效果最佳,低浓度污水中,湿地植物对COD去除率为76.9%～94.8%,以菖蒲＋浮萍＋金鱼藻去除效果最好.总体看来,湿地植物对高浓度污水中TN、TP、COD的净化效果好于低浓度污水,两种水体的pH都得到改善.     

两栖榕在人工湿地的生长特性及其对污水的净化效果

研究了两栖榕在潜流型人工湿地的生长特性及其对污水的净化效果。一年多的实验表明,生长在人工湿地的两栖榕具有发达的侧根和不定根,保持正常的净光合速率,蒸腾速率,根系活力生长速率。两栖榕人工湿地对TN,TP,CODCr和BOD5的去除率分别为54．2％、40．9％、72．4％和74．3％,与无植物系统相比较,去除率分别提高了17％、12％、10％和11％,此外,两栖榕人工湿地系统中,水力停留时间对去除率果有一定影响。     

柊叶和象草波式潜流人工湿地的对比研究

为探索柊叶和象草在人工湿地中的应用及其净化机理,该研究以柊叶和象草为人工湿地植物分别构建了波式潜流人工湿地系统,分析了柊叶和象草波式潜流人工湿地对生活污水中COD_(cr)、TN和TP的净化效果,观察了柊叶和象草两种植物在不同季节的生长状况。结果表明:经过15个月的连续运行,在表面水力负荷约0.3 m·d~(-1)的条件下,柊叶和象草波式潜流人工湿地平均去除率是COD_(cr)分别为66.1%和70.1%,TN分别为60.4%和63.7%,TP分别为74.1%和75.1%。两种植物生长良好,根系发达,象草的地上生物量是柊叶的2.1倍,地下生物量相当;冬季象草生长缓慢,柊叶部分叶片的四周干枯,但二者都不会枯亡。这说明两个人工湿地对COD_(cr)、TN和TP都具有较好的去除效果,但无显著性差异,柊叶和象草能明显提高潜流人工湿地的净化效果。     

人工湿地对猪场废水有机物处理效果的研究

分别以香根草 (Vetiveriazizanioides)和风车草 (Cyperusalternifolius)为植被 ,按 1.0m× 0 .5m×0 .8m建立人工湿地 ,通过 4季测试 ,研究其对猪场废水有机物的净化功能及其随季节、进水浓度及水力停留时间变化的规律 .结果表明 ,4个季节香根草或风车草人工湿地对COD和BOD有较稳定的去除效果 ,两湿地抗有机负荷冲击能力强 .在春季 ,停留时间 1～ 2d ,COD和BOD去除率分别为 70 %和 80 %;在夏季 ,进水COD高达 10 0 0～ 140 0mg·L-1情况下 ,COD去除率接近 90 %;在秋季 ,停留时间 1～ 2d ,COD和BOD去除率分别为 5 0 %～ 6 0 %和 5 0 %;在冬季 ,进水COD达 10 0 3mg·L-1情况下 ,COD去除率在 70 %以上 .COD、BOD和SS的去除率在两湿地间没有显著差异 .人工湿地污染物 (Y)随水力停留时间 (t)延长的降解遵从指数方程规律Yt=Y0 ·e( -kt) .在相同停留时间时 ,随进水污染物浓度 (x)提高的出水污染物浓度 (y)的回归关系遵从直线方程规律 y =a+bx .     

垂直流人工湿地的设计及净化功能初探

阐述了垂直流人工湿地小试系统的设计,并测试其冬季污水净化效果,垂直流人工湿地由下地流和上行流方式的两池组成,对受污染地面水体中的CODCr,BOD5和TSS的去除率分别为53．6％,78．7％和80．2％,对细菌,总大肠菌,粪大肠菌和藻类的平均去除率分别达99．4％,85．9％,89．7％和97．7％,。对KN,HN4^ -N和TP的平均去除率分别为39．2％,16．5％和25．8％,各系统对污染物的去除作用无明显差异。系统出水NO3^-N浓度高于进水,而有植物系统中又高于无植物的对照,表明湿地植物的存在有利于硝化,表明下行流－上行流人工湿地在冬季仍能较好地改善水质,是一种有效的水处理技术,对水体水质改善和水生态系恢复具有重要意义。     

人工湿地系统对污水磷的净化效果

建立以亚热带湿生、水生植物为主的十二套下流行一上流－上行流人工湿地系统作为处理城镇生活污水的对策。以其中四套研究其在不同的水力负荷及气候条件下对污水中磷的去除效果。人工湿地系统随处理运行时间的推移趋于稳定,对污水中的总磷、无机磷显示较好的净化效率,平均去除率在冬季达到４０％以上,夏季达到６０％以上,出水达到国家地面水Ⅲ级标准。水生植物在系统中起到明显作用,有植物系统的除磷效率及稳定性均高于无植物对照,其中２号茭白－石菖蒲系统的效果最好,总磷平均去除率为６５％。４号9蔗－苔草系统在高水力负荷下的净效果优于２号。水力负荷的增加对系统的净效果没有明显影响。     

煤渣-草炭基质垂直流人工湿地系统对城市污水的净化效果

垂直流人工湿地系统不但具有较高的水力负荷率(54—64cm.^-1),而且对有机物和N、P都具有较高的去除效果．其对化粪池出水中的COD、BOD5、NIA4^+-N和总P的去除率分别为76％--87％,88％--92％,75％--85％和77％--91％．处理出水中COD、BOD5、NH4^+-N和总P的平均浓度分别小于60、20、25和2．0mg.L^-1.植物种植试验结果表明,种植风车草可提高氨氮、总N和总P的去除率,分别为2％--3％、4％--6％、10％--14％．     

铝盐-淀粉复合絮凝剂污水处理效果研究

以模拟废水、生活污水、市政污水和制浆造纸废水为实验对象,检验了一种新合成铝盐一淀粉复合絮凝剂中试产品(CAS)的污水处理效果．结果表明,与聚合氯化铝(PAC)相比较,CAS处理不同浓度(100、400和2000mg·L^-1)高岭土模拟废水时最佳投加量分别为3．0、2．0和2．0mg·L^-1,为PAC最佳投加量的60％、50％和50％;同时CAS对该废水、生活污水、市政污水的浊度去除效果略优于PAC,但COD去除率明显高于相同剂量的PAC;处理高浓度制浆造纸污水时,CAS投加量相当于PAC用量的70％。COD处理率提高10％,污泥量减少40％.     

不同人工湿地植物对生活污水净化效果研究

探讨不同湿地植物对COD、总氮、总磷和铵态氮的去除能力,为生活污水净化的相关植物筛选提供依据。选择美人蕉(Canna indica)、香蒲(Typha latifolia)、再力花(Thalia dealbata)、菖蒲(Acorus calamus)、水葱(Scirpus validus)、千屈菜(Lythrum salicaria)和芦苇(Phragmites australis)共7种常见湿地植物作为研究对象,通过建立人工湿地污水处理系统,考察不同植物在7个月内对COD、总氮、总磷和铵态氮的去除率,同时考察7种湿地植物的氮磷累积能力。结果显示,香蒲、芦苇和水葱具有较高的COD去除率,水葱、千屈菜和芦苇具有较高的总氮去除率,香蒲、水葱和千屈菜对总磷的去除率较高,水葱、香蒲和千屈菜对铵态氮的去除率较高。7种植物对COD的去除率在4~8月份呈逐渐上升趋势,此后开始下降;而对总氮的去除率则从4~8月份整体呈上升趋势,8~10月去除率稳定保持在较高水平;随着时间的延长,不同植物对总磷的去除率基本呈升高的趋势;不同植物对铵态氮的去除率在4~7月期间显著上升,此后去除率均维持在较高水平。7种湿地植物对氮的累积能力均显著高于磷。香蒲、水葱、芦苇和千屈菜对4种污染物具有较好的去除能力。不同植物对4种污染物的去除过程至少需要3个月,并且均在7和8月份具有较高的去除能力。美人蕉和芦苇与其他湿地植物相比,具有更高的氮磷累积能力。     

Biodiversity of constructed wetlands for wastewater treatment

Constructed wetlands are often built for wastewater treatment to mitigate the adverse effects of organic pollution in streams and rivers caused by inputs of municipal wastewater. However, there has been little analysis of biodiversity and related factors influencing the ecosystem functioning of constructed wetlands. The purpose of this study was to evaluate the biodiversity of two free-water-surface integrated constructed wetlands in subtropical Taiwan by analyzing the water quality, habitat characteristics, and biotic communities of algae, macrophytes, birds, fish, and aquatic macroinvertebrates in the treatment cells. Our results indicated that the two integrated constructed wetlands (Hsin-Hai II and Daniaopi Constructed Wetlands) achieved good performance in reducing the concentrations of total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP), and loadings of biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (COD) from municipal sewage. In total, 58 bird species, 7 fish species, and 34 aquatic macroinvertebrate taxa were recorded in the two wetlands. The results of stepwise multiple regressions showed that the richness, abundance, and diversity of birds increased with wetland area. Fish richness and abundance respectively increased with wetland area and dissolved oxygen, while the diversity decreased with increases in TP concentrations. The richness and density of aquatic macroinvertebrates increased with the cover of aquatic macrophytes, while the diversity increased with wetland area. Ordination analyses indicated that variations in the community structures of birds, fishes, and aquatic macroinvertebrates were respectively best explained by water temperature, wetland area, and species richness of fish. Our results suggest that wetland area, cover of aquatic macrophytes, and water quality were the most important factors governing the diversity in the constructed wetlands, and that the factors influencing community structures varied among different taxonomic groups. In addition to improving water quality, this study implied that the biodiversity of constructed wetlands for wastewater treatment can be enhanced through proper design and management.     

不同类型底栖动物对表面流人工湿地系统水质净化的影响

研究以表面流人工湿地为研究对象, 探讨不同类型底栖动物在夏季和冬季对人工湿地系统氮磷去除效果的影响, 并通过人工湿地系统运行前后不同介质氮磷含量变化及不同介质微生物丰度变化进行水质净化机理分析。结果表明, 夏季添加河蚌和添加田螺均能增强人工湿地系统NO₃-N和TN去除效果, 其中添加河蚌使得系统NO₃-N和TN平均去除率较对照组分别提升37.19%和24.32%, 添加田螺使得系统NO₃-N和TN平均去除率较对照组分别提升22.98%和12.46%。冬季添加摇蚊幼虫使得表面流人工湿地NO₃-N、TN和TP平均去除率分别在37.8%、54.0%和94.8%, 与对照组相比分别增加了29.51%、15.16%和37.62%, 添加河蚌和田螺受底栖动物半冬眠活动和代谢降低影响没有显著水质提升效果。这表明通过添加底栖动物可以增强表面流人工湿地运行效果, 选取适合的底栖动物种类组合可能在全年提升人工湿地水质净化效果。机理研究结果表明, 底栖动物通过增强底泥和基质中微生物硝化反硝化作用、植物氮吸收和基质氮吸附等促进人工湿地氮去除, 通过增强下层基质磷吸附沉淀和植物磷吸收提升水质磷去除。研究结果将为底栖动物在人工湿地的应用及表面流人工湿地运行效果提升提供理论依据和合理借鉴。     

人工湿地植物对观赏水中氮磷去除的贡献

研究了处理观赏用轻度富营养化水的人工湿地中植物的生长特性和氮磷去除作用。研究发现 ,所选用的 2 1种植物中 ,有17种植物在人工湿地中生长良好 ,稳定生长 10 5 d以后 ,其平均总生物量在 15 5～ 1317g/ m2之间 ,除了鸭跖草的地上地下生物量比 (A/ U)为 2 0 .5外 ,其余都在 1.18～ 4 .2 9之间。植株地上部 N和 P的浓度分别在 10 .99～ 34.74 mg/ g和 0 .5 9～ 3.81mg/ g之间 ;地下部 N和 P浓度分别在 6 .2 0～ 2 9.5 0 mg/ g及 0 .72～ 3.83mg/ g之间。大部分植物地上部 N和 P的浓度大于地下部 (p<0 .0 5 )。植物的 N、P积累量分别在 2 .10～ 2 4 .4 8g/ m2 和 0 .2 3～ 1.95 g/ m2 之间。在处理轻度富营养化水的人工湿地中 ,植物吸收对氮磷的去除起着主要作用——贡献率分别为 4 6 .8%和 5 1.0 %。植物的氮磷积累量与浓度及生物量之间均存在显著相关 ,所以可以直接以生物量为指标选择人工湿地植物。同时考虑净化和景观效果 ,可为处理城镇轻度富营养化水的人工湿地的植物选择提供参考     

Potential of aquatic macrophytes and artificial floating island for removing contaminants

Eutrophication is a major environmental issue that mankind is facing today as a result of rapid development. To reduce the eutrophication problem, we are testing an innovative artificial floating islands (AFIs) approach. AFIs include aquatic plants composed of emergent and floating macrophytes. In this experimental approach, two aquatic plants were selected to compare with the control group in order to evaluate the capacity of AFIs. These two emergent macrophytes were evaluated for a 40-day timeframe to examine their ability to purify waste water. The results showed that an AFI with purple loosestrife (Lythrum salicaria Linn.) and one with yellow-flowered iris (Iris wilsonii) have a strong ability to remove nitrogen, phosphorus, and other pollutants from water bodies. The pollutant removal rates of the AFIs with purple loosestrife and yellow-flowered iris were almost over 50%. The chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) removal rates of the AFI with purple loosestrife were about 75%, 57%, 71%, respectively. At the same time, the COD, TN, and TP removal rates of the AFI with yellow-flowered iris were 60%, 49%, and 68%, respectively. AFIs with aeration are also a good way to remove pollutants. This study reveals that AFIs can be incorporated into wetlands to reduce the effects of water contamination and help strengthen wetland restoration.     

北京地区人工湿地植物活力及污染物去除能力

研究了北京地区常见9种水生植物在水平流潜流型人工湿地中的污染物去除能力和生活力.结果表明,前边湿地单元对COD、TP、TN等污染物的去除贡献大于后边湿地单元.供试植物均可在人工湿地中正常生长,稳定生长112 d后,不同植物的氮磷含量和生物量差异显著（P<0.05）,多数植物氮磷含量地下部高于地上部,地下地上部生物量比（U/A）接近或大于1.植物体内的氮磷累积量为1.36～7.89 g·m^-2和0.19～1.07 g·m^-2.植物生物量对氮磷累积量的影响力大于氮磷含量对氮磷累积量的影响力.水生鸢尾应为北京地区首选人工湿地植物,菖蒲、香蒲和荻等次之.泽泻和芦竹在人工湿地中不能越冬成活.     

模拟人工湿地中植物多样性配置对硝态氮去除的影响

为检验植物多样性对人工湿地脱氮功能的影响,在模拟人工湿地试验系统中设置了植物单种和混种处理并定期供给氮形态仅为硝态氮的模拟污水。结果表明:混种系统的出水硝态氮浓度显著低于单种(P<0.05);混种与单种系统在基质氮含量和植物氮积累量上无统计差异;质量平衡分析表明混种促进系统反硝化强度;菩提子单种系统中的硝态氮移除能力显著高于香蒲、芦苇和菖蒲单种系统,后3种硝态氮移除能力则无显著差异。本研究可为人工湿地选择高效物种、多样性配置以提高氮去除率提供依据。     

复合人工湿地对水禽污染废水的净化效果

通过在北京市野生动物救护中心构建表流湿地与潜流湿地相结合的人工湿地来处理富营养化的水体,研究该人工湿地对TP、TN、浊度和CODcr的去除作用。研究表明:表流湿地对TP、TN、浊度和CODcr的去除率可分别达到68%,31%,93%和55%,潜流湿地对TP、TN、浊度和CODcr的去除率可分别达到75%,67%,55%和50%,复合人工湿地对TP、TN、浊度和CODcr的去除率可分别达到80%,50%,95%和90%,人工湿地不同构建类型对TP、TN的去除量没有显著差异(P>0.05),对TP的去除率、浊度和CODcr的去除量及去除率之间存在显著性差异(P<0.05),而对TN的去除率没有显著性差别(P>0.05),通过拟合进出水中不同污染物的质量浓度关系发现,表流湿地、潜流湿地和复合人工湿地进出水中TP、TN及CODcr之间存在显著的线性相关关系(P<0.05),相关系数分别为0.948、0.994、0.952,0.948、0.995、0.958和0.963、0.990、0.927,人工湿地进出水中浊度符合多项式方程规律,相关系数为分别为-0.523(R²=0.451,P>0.05),0.854(R²=0.8756,P<0.05)和-0.086(R²=0.197,P>0.05)。     

人工湿地及其在工业废水处理中的应用

论述了人工湿地污水处理技术的机理和优点,人工湿地利用基质、植物和微生物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤,吸附、共沉淀、离子交换,植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长并使其增产,实现废水的资源化与无害化;人工湿地污水处理系统具有出水水质稳定,对营养物质去除能力强,基建和运行费用低,技术含量低,维护管理方便,耐冲击负荷强,适于处理间歇排放的污水和具有美学价值等优点,该技术不仅能够在发展中国家和发达国家的城市生活污水处理中广泛应用,其在工业废水处理中的应用也正在不断受到重视,根据人工湿地在工业废水处理中的研究和应用现状,指出了人工湿地处理特殊工业废水的前景及今后的研究方向。