潜流湿地和表面流湿地的净化效果与植物生长比较

分别以砾石和土壤为填料构建成潜流人工湿地和表面流人工湿地,处以较大水力负荷的污水处理。比较了两种湿地对污水的净化效果,结果表明在较大水力负荷条件下两种湿地的净化效果都较差,但潜流湿地对各种污染物的净化能力都优于表面流湿地;土柱法测量了湿地植物的根系生物量,结果显示湿地植物地上部分长势差异不明显,但潜流湿地的根系生物量显著低于表面流湿地的根系生物量(P<0.05)。结合前期实验结果得出湿地净化效果不仅与湿地植物根系生物量有相关关系,还与其他因素有一定的相关关系。     

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.     

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。     

利用人工湿地去除农业径流中农药的研究进展

人工湿地对农业径流污染物去除效果显著,已成为控制农业径流污染的有效措施.本文结合国内外研究,介绍了当前水体农药污染的现状;从物理、化学及生物角度阐述了人工湿地对农药的去除机理和关键过程;归纳总结了人工湿地对农药的去除效率,指出人工湿地对农药的去除效率随农药类型的不同而差异较大:农药的平均去除率,按农药用途分为杀虫剂＞杀菌剂＞除草剂,按农药化学结构分为拟除虫菊酯类>有机磷类>三唑类＞酰胺类＞三嗪类＞脲类;综合考虑,潜流人工湿地在农药去除方面的效果优于表面流人工湿地.在此基础上分析了农药理化性质、人工湿地工艺类型及运行参数、进水中农药浓度、湿地植物等因素对农药在人工湿地中去除的影响.最后指出了当前研究中存在的问题,并提出了研究展望.     

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)。     

人工湿地黑臭水体处理系统微生物脱氮机理研究

以上海市老段浦I、II和北夏3座水平潜流人工湿地黑臭河道处理系统为研究对象,进行了水平潜流湿地处理黑臭河道氨氮的转化及脱氮机理的研究。研究表明,3座人工湿地的pH值均呈弱碱性,且沿湿地水流方向变化较小。溶解氧值在0.09—0.35mg/L范围内波动,氨氮沿湿地的流向呈递减的趋势,亚硝态氮及硝态氮浓度较低。在老段浦人工湿地的同一土样中,亚硝化细菌的数量远大于硝化细菌的数量,北夏人工湿地中,湿地前端的亚硝化细菌与硝化细菌的数量近似相等,但在湿地末端亚硝化细菌数量要远小于硝化细菌的数量。原位曝气抑制反硝化反应试验研究表明,3座人工湿地都发生了"新"的脱氮途径-短程硝化-反硝化反应,其中两座老段浦人工湿地50%的氮以短程硝化-反硝化反应去除。北夏人工湿地中约20%的氮以短程硝化反硝化的途径去除。       

水平潜流人工湿地模型

人工湿地作为一种新型的处理技术,在水污染控制与水环境修复中具有重要的作用和广阔的应用前景.人工湿地处理工程数量的增多和日趋严格的水质标准促进了其设计手段的进步.本文从水动力学、污染物降解动力学和参数的不确定性3方面入手,系统回顾、评价了水平潜流人工湿地的设计模型,包括负荷法、衰减方程、一级k-C*模型及其若干改进型模型和动态机理模型.在比较上述模型的建立依据和方法的基础上,分析水平潜流人工湿地模型发展的内在关系,指出在工程设计中应用各类模型时需要考虑的主要事项,并对该领域的发展方向进行了展望.     

人工湿地污水处理系统三种红树植物抗性生理特性

研究了淡水条件下潜流型人工湿地污水处理系统中红树植物海桑、桐花树和木榄的抗性生理特性.结果表明,在为期1年的试验中,人工湿地污水处理系统3种红树植物超氧物歧化(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性持续升高并维持在较高水平,脯氨酸含量在7～9月达到最高水平,质膜透性没有明显的变化规律.对人工湿地与深圳福田自然保护区3种红树植物抗性生理指标进行比较,前者SOD、POD和CAT活性明显低于后者,脯氨酸含量前者明显高于后者,而丙二醛（MDA）含量和质膜透性则两者没有差别.3种红树植物能较好地适应淡水条件下潜流型人工湿地污水处理系统.     

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。     

沙田湖人工湿地植物-土壤有机碳库

在人工构建的用于处理水产养殖废水的表面流和水平潜流湿地复合系统中,对湿地植物各组织、湿地表层土壤(0～10 cm)、湿地植物根际土壤的有机碳含量季节变化规律进行研究,并对湿地植物表层土壤和湿地植物对有机碳的固定作用进行了分析.结果表明:湿地植物地上部分组织固定的有机碳含量表现为在生长期迅速增加,8月较高,进入成熟期(11月)后保持稳定,8月有机碳含量与5月有显著性差异、与11月差异不显著;湿地植物地下部分组织固定的有机碳含量低于地上部分,但季节变化与地上部分相似,5月含量最小,8月达到一个较高的值,11月与8月有机碳含量差异不大.植物进入生长期后,湿地表层土壤有机碳含量显著高于湿地上无植物时期,各湿地植物根际土有机碳含量均高于表层土,但差异不显著(睡莲除外).湿地表层土壤有机碳密度介于0.96～1.67 kg·m-2,受植物种类、植物生长季节等因素的影响.根据湿地面积和表层土壤有机碳含量,估算出沙田湖人工湿地(表面流湿地部分面积为3592 m2)0～10 cm土壤有机碳总量为5.61 t,通过植物吸收每年固定的碳量为10.34 t.     

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。     

多点进水潜流湿地的水力效率及氮浓度空间变化

通过脉冲示踪实验比较了3种多点进水方式和一般推流式的水力效率,通过脱氮实验获得不同水力效率下总氮和铵态氮浓度的空间分布,并对水力效率和脱氮效率进行了相关性分析。结果表明:4种布水方式中,阶梯进水方式的有效体积比和水力效率均最高,此时潜流湿地系统内部水流停留时间分散程度较低,水流混合流动程度较弱,更接近于推流;不同布水方式下总氮在潜流湿地中的空间分布差异比铵态氮明显,阶梯进水方式有利于湿地后段的反硝化脱氮作用;水力效率与总氮去除率存在极显著的相关性,而与铵态氮的去除相关性不显著。     

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。     

测定潜流人工湿地根系生物量的新方法

设计了一种新方法研究潜流人工湿地植物根系的分布和生物量。采用自制的圆柱形的不锈钢网柱,安放在潜流湿地的碎石基质中,定期分层取出网柱内的碎石,可观察根系的分布特点;收获网柱内的根,可测定根系的生物量和生长量。网柱的直径20cm,高50cm,网孔直径1．80cm,不锈钢丝粗1．38mm。安装时,使网柱垂直,上端达碎石表面,下端靠近湿地床底。安装好后,装入碎石基质,观察测定时,把基质取出,观察完后,再把基质放回。用该方法,对碎石基质的潜流人工湿地中植物根系的分布和生物量进行了1a的实验测定,认为该方法是测定潜流人工湿地根系生长和分布的有效方法,它易于安装、测定方便、准确。7月和12月份两次测定的湿地根系生物量之和为331．8gm^-2,其中分布于0—5cm的根生物量为174．4gm^-2,5～15cm为142．1gm^-2,15cm以下为15．3gm^-2。种问根系生物量的差异很大,根系生物量最大的是美人蕉,为182．4gm^-2,最小的是水鬼蕉,为1．38gm^-2。根生物量似乎呈不同的季节格局,象草7月份根系生物量较大,而其他种12月份的较大。不同种根系生物量的垂直分布也有显著的差异,具根状茎的芦苇和较粗根的水鬼蕉以直径大于1mm的根为主,它们的根分布较深,而浅层根较少;象草、美人蕉和风车草,直径1mm以内的根占根生物量的80％以上甚至100％,它们的根分布较浅。     

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.     

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。     

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...     

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...     

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入工湿地为对象,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...     

人工湿地去污模型的统一结构特征

通过对典型人工湿地去污模型的分析比较,提出了基于各模型微分方程而建立的统一去污模型。该模型能够将典型去污模型作为特例而导出,并能很好地解释这些模型之间的过渡关系。以潜流湿地中NH4^＋和BOD5的降解为例,对统一去污模型的应用情况进行了简单探讨,表明利用统一去污模型结构有助于深入揭示去污机理,从而提出更为精确的去污模型。