多级串联潜流人工湿地净化城市地面径流的试验研究

在室外露天试验场按不同水流方式设计和建造2组多级串联潜流人工湿地,通过中型试验测试其在不同运行方式下对西安市地面径流中COD、NH4+-N、TN、TP的净化效果。结果表明:2组人工湿地系统出水水质均达到GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类标准;在湿地净化过程中,填料起主要作用,可吸附40%～50%的污染物,植物和微生物的协同作用可将净化效果提高20%～30%;2种人工湿地系统HRT为36～48h,运行间隔时间为7～15d的运行效果最佳;改变水流方式的复合流人工湿地系统净化效果优于水平潜流人工湿地系统,净化效果高出5%左右。研究设计的2种人工湿地均可用于城市地面径流污染的控制和雨水利用。

潜流人工湿地处理农村生活污水动力学研究

考察潜流人工湿地处理农村生活污水的运行效果,并探寻一级动力学常数的空间变化情况,采用"厌氧调节池+二级串联潜流式人工湿地"工艺处理农村生活污水。结果表明,经过3个月运行后人工湿地对污水中COD、TP、TN和NH3-N的去除率分别达到了79.13%,71.54%,57.26%和60.01%。通过湿地原位检测显示以上各类污染物在生物床内都有较明显的沿程下降趋势,在床体的前半部分污染物的降解较快,后半部分相对缓慢。农村生活污水中污染物去除动力学符合一级动力学模型,一级生物床中COD、TP、TN和NH3-N的去除,Kv均值分别为3.048、2.469、1.625和1.695;二级生物床中Kv均值分别为2.542、1.946、1.383和1.453。生物床Kv呈现出减小的趋势说明生物床前端对各类污染物的降解速率比后端快。生物床间的跌水池的复氧,增加了二级生物床前端的Kv,提高了对污染物的降解速率。

二级串联人工湿地处理稠油污水的季节变化

选取不同材料做基质,芦苇为湿地植物,构建了1#和2#二级串联潜流式人工湿地系统,对稠油采出污水进行现场处理试验研究。考察了水力负荷分别为0.18和0.09m3/(m2.d)的1#和2#湿地,不同季节(夏季和冬季)情况下的运行效果。结果表明,夏季人工湿地对石油类、COD、BOD5、TN、SS的去除率分别为79.22%、81.20%、89.67%、87.61%和89.47%;冬季则达到77.57%、78.98%、79.05%、71.35%、89.88%。

二级串联人工湿地处理农村污水的脱氮除磷研究

采用二级串联潜流式人工湿地系统对太湖地区农村生活污水进行了脱氮除磷的试验研究。结果表明,在夏季,当进水容积负荷为400 L/d时,人工湿地系统对NH4+-N、TN和TP的去除率分别为83%、80%和83%,相应的污染物削减量分别为4 772、5 463和524 mg/d;在冬季,当进水容积负荷为240 L/d时,人工湿地系统对NH4+-N、TN和TP的去除率分别为90%、90%和94%,相应的污染物削减量分别为7 751、8 893和732 mg/d;降低进水容积负荷可延长系统的水力停留时间,有利于保持人工湿地系统的除污效率;二级湿地采用粒径较小的填料有助于维持系统对NH4+-N、TN和TP去除效果的稳定性,该工艺可有效去除太湖流域农村生活污水中的氮、磷污染物。

三级串联垂直潜流人工湿地的脱氮性能及微生物学特征

探究了3种水力负荷(HLR)下三级串联垂直潜流人工湿地(T-VFCWs)对农村生活污水的处理效果,并解析了系统中的氮素转化机制。结果表明:当系统HLR由0.10增至0.20 m^(3)·m^(-2)·d-1时,T-VFCWs始终保持着对农村生活污水高效的处理效果,系统出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。T-VFCWs中顺次连接的3个VFCW单元(标记为V-1、V-2和V-3)在限氧环境下因其进水水质的差异可形成各自不同的氮素转化途径,并通过协同作用实现系统的高效脱氮。当T-VFCWs在试验期间连续运行时,V-1、V-2和V-3中主要的脱氮途径分别为短程硝化/反硝化作用、基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)作用和反硝化作用,上述3单元对进水中总氮(TN)和NH_(4)^(+)-N去除的贡献率分别为(51.3±4.4)%和(63.7±2.6)%、(30.9±4.8)%和(35.5±4.5)%、(17.8±5.0)%和(0.8±0.1)%。该研究可为组合式人工湿地的研发及工程化应用提供科学依据和技术支撑。

新型潜流人工湿地净化微污染地表水的研究

研究了好氧/厌氧多级串联潜流人工湿地对微污染地表水的净化效果及其工艺优化。结果表明,在受试填料中,火山石具有较大的比表面积和微生物附着能力,确定为该湿地系统的最佳填料。当人工湿地采用好氧/厌氧/好氧(体积比为1∶1∶1)结构时,对COD和氨氮的去除效果较好,但对NO3--N和TN的去除效果不佳;将湿地结构优化为好氧/缓冲/厌氧/好氧四级串联后,可明显提高脱氮效果,出水TN降至0.5 mg/L以下。