不同湿地植物及其组合对污染物的净化效果比较

通过在北京市延庆县建立湿地植物筛选池,模拟自然条件下7种湿地植物和7种植物配置对总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)的去除效果。结果表明:不同湿地植物及组合对COD和TN、TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。除香蒲夏秋两季对COD的净化效果存在显著性差异外(P<0.05),其他湿地植物及组合对COD的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。7种湿地植物单种和7种湿地植物配置都表现为是夏季对TN的去除效果要优于秋季。除芦苇+睡菜、香蒲+蒿柳夏秋两季对TN的净化效果存在显著性差异外(P<0.05),其他湿地植物及组合对TN的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。7种不同湿地植物配置对TN的净化效果存在显著性差异(P<0.1)。夏秋两季。不同湿地植物单种之间对TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05);而夏季不同湿地植物配置对TP的净化效果存在显著性差异(P<0.05),秋季不同湿地植物配置对TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。除菖蒲+茭白、芦苇+睡菜夏秋两季对'TP的净化效果存在显著性差异(P<0.05)外,其余湿地植物及组合对TP的净化效果不存在显著性差异(P>0.05)。     

低温状态下潜流湿地的氮磷去除效果

以汉石桥潜流湿地为研究对象, 通过对2014 年10 月-次年5 月中水出水水体氮磷元素去除率分析, 研究潜流湿地对水中氮磷元素的去除效果。结果表明: TN、NH₄ ⁺、NO₂ ^– 、NO₃ ^– 、TP、PO₄^3–平均去除率为23.09%, 47.68%, 39.66%,29.96%, 23.79%, 29.73%, 且各个指标去除率均表现为先降低后增加的趋势, 整体去除率均为正值, 说明该潜流湿地在秋冬春季具有一定的处理效果; pH 与温度为制约该潜流湿地氮元素去除的重要因素, 而磷元素去除受到温度影响较小;虽然冬季潜流湿地仍有一定的去除氮磷的效果, 但去除率过低, 应注重保温, 才能使潜流湿地更有效率的全年运行。     

潜流人工湿地在城市污水三级处理中的应用

采用页岩/钢渣强化潜流人工湿地作为城市污水处理厂三级处理工艺.结果表明:在平均水力负荷为0.32 m·d-1的条件下,当进水有机物(CODcr)、总氮(TN)、总磷(TP)平均浓度为33.9、15.1和1.57 mg·L-1时,出水CODcr平均浓度为13.6 mg·L-1去除率为60%,面积速率常数KA值为0.3 m·d-1温度对CODcr的去除影响不明显;出水TN浓度在5.4～14.3 mg·L-1之间波动,KA值为0.09～0.31 m·d-1,去除率受温度的影响较大,随着进水硝态氮比例的提高和运行时间的延长,湿地对TN的去除效率有上升趋势;稳定阶段出水TP浓度为0.6 mg·L-1去除率为50%,KA为0.26 m·d-1温度对,TP去除影响不大.     

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。     

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。     

潜流-上行垂直流复合人工湿地对氮磷去除效果

研究了潜流-上行垂直流复合人工湿地工艺对NH4+-N、NO3--N、TN和TP的去除效果。在处理负荷为30 L.d-1,水力停留时间为4.8 d时,该工艺对NH4+-N、NO3--N、TN和TP具有良好的去除效果,平均去除率分别为95%、52%、79%和81%。对3种含氮化合物的去除效果可以根据运行时间分为两阶段,在两阶段中,对NH4+-N、NO3--N和TN的平均去除率分别为93%和99%,35%和98%,71%和98%。对TP的去除效果在整个试验过程中则保持稳定。     

红树植物人工湿地对生活污水的净化效果

研究了潜流型海桑（Sonneratia caseolaris）人工湿地、桐花树（Aegiceras corniculatum）人工湿地和木榄（Bruguiera gymnorrhiza）人工湿地对生活污水的净化效果。一年来,3种红树植物人工湿地对BOD5、CODCr、TP、TN、NH4^＋-N和NO2^--N的平均去除率分别达到83%、71%、41%、55%、50%和84%以上。人工湿地各处理周期之间,BOD5和CODCr去除率波动较小,而TP、TN、NH4^＋-N和NO2^--N去除率波动较大。3种红树植物人工湿地对各种污染物的净化效果存在一定的差异。海桑人工湿地和桐花树人工湿地对BOD5、CODCr、TP、TN和NH4^＋-N去除率明显高于木榄人工湿地,而海桑人工湿地和桐花树人工湿地相比较,除TP外,BOD5、CODCr、TN和NH4^＋-N去除率没有显著差异。人工湿地单一处理周期内,去除率随水力停留时间（HRT）的延长而增加。BOD5、CODCr、TN和NH4^＋-N在HRT为1d和2d的去除率分别为HRT为3d去除率的54%-65%和73%-84%,NO2^--N在HRT为1d和2d的去除率分别达到了HRT为3d的70%-81%和85%-94%,而TP在HRT为1d和2d的去除率分别只有HRT为3d的39%-50%和65%-74%。另外,红树植物人工湿地与风车草（Cyperus alternifoliu）人工湿地相比,前者的BOD5、CODCr、TP、TN和NH4^＋-N去除率明显小于后者（P〈0.05）。总体上看,3种红树植物人工湿地对生活污水的净化效果呈现海桑人工湿地≈桐花树人工湿地〉木榄人工湿地。     

抚仙湖窑泥沟人工湿地的除磷效果研究

为了减缓和控制抚仙湖局部湖湾水体富营养化趋势,在抚仙湖北岸建设了净化面积1 hm²的人工湿地.综合利用生物氧化塘、水平潜流人工湿地和表面流人工湿地治理技术,对入湖河道窑泥沟污水中磷的去除效果进行了试验研究.结果表明,该人工湿地系统对磷具有较强的去除能力.总磷去除率在57.7%～81.10%之间,平均去除率为54.9%.单位面积磷滞留量平均为26 mg·m^-2·d^-1,其中,湿地植物同化作用磷滞留量为26.1 mg·m^-2·d^-1,约占磷滞留总量的10%,大部分磷去除是通过基质吸附和沉降作用,但主要湿地植物水芹的季节变化对相应功能区的除磷效果会产生一定影响.试验期间,各功能区单位面积磷滞留量依次为水平潜流人工湿地＞生物氧化塘＞沉淀池＞表面流人工湿地.     

风车草(Cyperus alternifolius)人工湿地系统氮去除及氮转化细菌研究

研究了风车草人工湿地污水处理系统TN去除率及氮转化细菌的数量。结果表明:风车草人工湿地对TN的去除率为73.8%,与无植物人工湿地系统相比较,去除率提高了17.4%。风车草人工湿地氨化细菌为7.98×10⁵cfu·g^-1(细砂),硝化细菌为1.95×10⁵MPN·g^-1(细砂),反硝化细菌为5.89×10⁴1.95×10⁴MPN·g^-1(细砂)。与无植物系统氮转化细菌相比,氨化细菌无明显差异,硝化细菌及反硝化细菌均高出1个数量级。     

红树林人工湿地对生活污水的净化效果

建立3条结构相同的潜流人工湿地带(长×宽×高为33 m×3 m×0.5 m),带内分别种植外来种海桑和本地种秋茄、桐花树,水力负荷为5 m3·d-1,停留时间约3 d,连续2年监测。结果表明:各湿地带对CODcr、BOD5、TN、NH3-N、TP和SP的平均去除率分别为65%、74%、53%、52%、67%和70%;不同红树植物湿地带的去除能力不同,且与植物生长状况相关;湿地运行初期,海桑生长速度最快,其去污能力最强;其后海桑受到化学试剂的影响死亡1/2,其去污能力显著低于桐花树和秋茄;各湿地带对肠道菌群的去除率均高于80%,不同植物之间无显著差异,但出水中的菌体数量远高于国家污水排放标准,应结合其他措施(如氯化消毒等)处理肠道菌群;红树林是比较理想的人工湿地净化植物,但外来种海桑对化学试剂、低温等不良环境敏感,生长不稳定,需进一步探讨红树林作为人工湿地净化植物的可行性。     

Nitrogen mass balance and microbial analysis of constructed wetlands treating municipal landfill leachate

Experiments were conducted to investigate the feasibility of applying constructed wetlands to treat a sanitary landfill leachate containing high nitrogen and bacterial contents. Under a tropical condition (temperature of about 30 degrees C), the constructed wetland units operating at the hydraulic retention time of 8d yielded the best treatment efficiencies with BOD(5), TN and fecal coliforms removal of 91%, 96% and more than 99%, respectively. Cadmium removal in the SFCW bed was 99.7%. Mass balance analysis, based on total nitrogen contents of the plant biomass and dissolved oxygen and oxidation-reduction potential values, suggested that 88% of the input total nitrogen were uptaken by the plant biomass. Fluorescence in situ hybridization results revealed the predominance of bacteria, including heterotrophic and autotrophic, responsible for BOD(5) removal. Nitrifying bacteria was not present in the constructed wetland beds.     

几种湿地植物净化生活污水COD、总氮效果比较

以无植被、基质为河砂的潜流型人工湿地为对照,研究了石菖蒲、灯心草和蝴蝶花3种类型植被、基质均为河砂的潜流型人工湿地净化生活污水COD、总氮的效果．结果表明,在污水COD浓度小于200mg·L^-1、总氮浓度小于30mg·L^-1的低浓度范围里,无植被的人工湿地和有植被的人工湿地对污水中COD、总氮均有很好的去除效果,两者差异不大,其COD去除率均达90％以上,总氮的去除率达80％以上．随着污水中COD和总氮浓度的增加,无植被人工湿地和有植被人工湿地去除COD和总氮的效果均有不同程度下降,两者差异明显,有植被的人工湿地能维持较高的COD、总氮的去除效果,无植被的人工湿地COD和总氮去除效果下降很快,植被在人工湿地系统去除污水COD和总氮过程中起着重要的作用．在整个试验阶段,石菖蒲植被人工湿地COD和总氮平均净化效率分别为80．46％和77．77％、灯心草人工湿地分别为75．53％和71．17％、蝴蝶花人工湿地分别为70．50％和66．38％,无植被人工湿地分别为61．39％和55．81％．同无植被人工湿地COD和总氮净化效果相比,石菖蒲植被人工湿地净化效果最好;其次为灯心草植被人工湿地,再次为蝴蝶花植被人工湿地．不同类型植被的人工湿地净化污水中COD和总氮的效果与其生物量关系密切,这与植被系统吸收同化有机物质和总氮数量、根际微生物分解有机物质和硝化-反硝化作用有关。     

水平潜流人工湿地堵塞初期微生物群落结构变化

为了寻找合适的湿地堵塞监测指标,文章通过运行4组湿地装置来模拟水平潜流人工湿地堵塞的过程,并研究人工湿地中微生物群落在湿地堵塞初期的响应。在人工湿地反应器运行过程中,定期监测基质过滤速率与人工湿地处理性能,包括化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)去除效率,同时应用高通量测序技术测定并分析湿地反应器中微生物群落结构组成与多样性。结果表明:随着堵塞的形成,在4组人工湿地中,基质过滤速率和TP的去除效率持续下降,而COD和TN的去除效率分别为50%—85%和10%—20%; 16S rDNA测序结果表明堵塞会降低细菌群落的丰富度和多样性;人工湿地系统中的优势菌门主要是变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和绿弯菌门(Chloroflexi)等,且当湿地进入堵塞初期后,变形菌门丰度明显增加,具体表现为其门下的反硝化细菌属(Thauera、Zoogloea和Rhizobium)丰度显著增加,此外厚壁菌门和绿弯菌门的有机物降解菌属(Clostridium sensu stricto、Gracilibacter和Levilinea)的丰度也明显增加,这...     

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％．     

青藏高原天然湿地水环境特征和水质净化能力分析

研究以拉萨市拉鲁湿地及其相连干渠和茶巴朗湿地水体为研究对象, 分别于2020年8月(夏季)和2021年4月(春季)各采集22个水样, 测定水体氮磷营养盐和高锰酸盐指数, 分析了夏季和春季湿地的水环境特征和水质净化能力。结果表明, 拉鲁湿地和茶巴朗湿地由于流域人为污染水平不同进水水质存在差异, 拉鲁湿地进水水质主要受氮磷营养盐影响, 茶巴朗湿地水质主要受耗氧有机物影响。两湿地对水质都具有净化作用, 不同季节湿地对不同污染物的去除效果也有所差异。夏季, 拉鲁湿地对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP和SRP的最大去除率分别为75.0%、65.2%、89.5%、82.2%和35.3%。茶巴朗湿地对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP和SRP的去除率分别为60.7%、73.5%、12.7%、35.9%和5.0%。夏季两湿地对COD_Mn均未表现出去除作用。春季, 拉鲁湿地对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP、SRP和COD_Mn的最大去除率分别为35.2%、65.9%、56.8%、59.5%、62.3%和17.9%。茶巴朗湿地的水质净化效果较差, 对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP、SRP和COD_Mn的去除率分别为2.2%、10.2%、11.3%、11.3%、9.0%和26.0%。湿地水生植物、湿地结构、特殊的水动力特征及水污染负荷都可能影响高原湿地的水质净化能力, 春季高原湿地较低的水温、植物丰度和水文条件可能会降低湿地对污染物的去除效果。     

人工湿地对抗生素复合污染的净化效果及微生物群落响应

为研究人工湿地对氟喹诺酮类(FQs)、磺胺类(SFs)、四环素类(TCs)抗生素的净化性能及微生物群落的响应,以运行多年的单层及多层(3层、6层)基质结构的水平潜流人工湿地为对象,分别采用固相萃取-高效液相色谱法和高通量测序来检测抗生素含量和微生物菌落结构,分析对比分层结构湿地系统中3类8种抗生素的去除规律、对常规污染物去除的影响以及系统微生物群落结构的变化。结果表明:人工湿地对FQs、磺胺噻唑、磺胺二甲基嘧啶、氧四环素表现出较好的去除效果(>95%),相同条件下,对磺胺嘧啶和四环素去除效果较差(61.9%~66.8%)。多层结构湿地系统对抗生素的平均去除率较单层结构湿地提高3.2%。抗生素的加入使湿地系统对COD、NH4₊^-N的去除效果略有增加,平均去除率分别提高了18.5%和16.5%,却使TP的平均去除率下降(降低了28.6%)。FQs、SFs和TCs抗生素加入后,3个湿地系统的平均Shannon指数由5.80降到4.66,平均Simpson指数由0.017增加到0.063。主要优势门Proteobacteria和Bacteroidetes不变,其余优势门(Chloroflexi、Firmicutes、Verrucomicrobia和Acidobacteria)主次位置发生改变。优势属结构出现明显变化,反硝化菌Acinetobacter、Aquabacterium和Pseudomonas丰度显著升高,且取代除磷菌Dechloromonas和Flavobacterium成为主要优势菌属。     

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.