不同结构稳定表流人工湿地对生活污水的处理研究

对比试验研究了折流、横向推流和纵向推流式稳定表流湿地对生活污水中的COD、NH3-N、TP、浊度的去除效果。试验的水力负荷为0.5 m3.m-.2d-1,经过2个月的试验研究结果表明,横向推流式稳定表流湿地对进入污水的COD、NH3-N、TP、浊度去除率分别为76.7%、25.5%、44.6%、83.3%;纵向推流式稳定表流湿地对应的去除率为74.1%、15.9%、34.8%、84.3%;折流式稳定表流湿地相应的去除率为67.7%、18.6%、50.2%、69.6%;试验表明,横向推流式稳定表流湿地对4种污染物的去除效果最优,纵向稳定表流湿地次之,折流稳定表流湿地第3。

表流湿地与活水循环协同提升城市河网水环境品质——以苏州狮子山水系为例

表流湿地可通过组合水动力提升等措施,提升湿地系统净化能力。以苏州狮山河水系为研究对象,通过表流湿地建设,构建清水型生态系统,组合天狮湖泵站与装配式溢流堰等水动力调控设施,形成河道与湖泊水体循环流动体系。文中探讨了在表流湿地构建的生态系统条件下,通过闸泵堰工程联合调度,协同提升河道水质。结果表明:将表流湿地与水动力调控相结合,水动力调控提升水体溶解氧、形成适宜多样生物生存的水力条件,提升表流湿地的净化能力,水动力调控有助于精准调控表流湿地系统与外部河网的水体交换量,协同提升河网水环境品质。

折流式与推流式稳定表流湿地对比试验研究

根据稳定表流湿地新技术,对比研究了折流式稳定表流湿地和推流式稳定表流湿地处理生活污水中有机物、SS、氮和磷的去除效果及其影响因素。在水力负荷为0.53 m3.m-2.d-1,处理低浓度生活污水试验研究结果表明,推流式稳定表流湿地对COD、TP、NH3-N、SS去除率分别为63.8%、20.2%、2.14%和65.8%,折流式稳定表流湿地相应的去除率分别为73.4%、20.61%、2.69%和73.6%,折流式稳定表流湿地对4种污染物的去除效果优于推流式稳定表流湿地。

厌氧池-表流湿地处理污水厂尾水的实验研究

为探究人工湿地处理效果受水力停留时间(HRT)的影响,利用厌氧池-表流人工湿地(AT-SFCW)系统处理污水厂尾水,探讨COD_(cr)、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和TP污染物在系统内的去除规律。结果表明,AT-SFCW系统COD_(cr)、NH_(4)^(+)N、NO_(3)^(-)-N和TP去除效果随HRT的延长都呈现先增后减的趋势,系统最佳HRT为5 d,对各污染物去除率最高分别为83.68%,86.22%,88.99%,69.87%。HRT=5 d时各污染物浓度变化显示,污染物沿各处理单元明显降低,在厌氧池中COD_(cr)、NO_(3)^(-)-N大部分得到去除,分别降至18.19 mg/L和0.29 mg/L;NH_(4)^(+)N、TP的去除过程主要发生在表流湿地中,分别降至1.50,0.55 mg/L。为人工湿地最佳HRT的选择、脱氮规律的明确及氮磷去除率的提高具有重要的指导意义。

表流湿地不同植物配置对富营养化循环水体的净化效果

通过构建不同植物配置的表流湿地,研究了表流湿地不同植物配置对富营养化循环水体的净化效果。结果表明,在水力负荷为1.46 m.d-1、平均水力停留时间为24 h条件下,表流湿地整体对TP、TN、CODCr及TSS的单位面积去除速率分别为13.26、57.766、2.44、70.72 mg.m-2.d-1;凤眼莲(Eichhornia crassipes)对TP、TN的单位面积去除速率最高,分别为12.82和62.95 mg.m-2.d-1,荇菜(Nymphoides peltatum)和水芹(Oenanthe javanica)最低,不同植物配置条件下水体进、出水中TP、TN浓度呈指数相关;供试植物对CODCr的单位面积去除速率随时间延长呈整体下降趋势,荇菜对CODCr的单位面积去除速率最高(P<0.05),为67.14 mg.m-2.d-1,菖蒲(Acoruscalamus)最低(45.43 mg.m-2.d-1);大薸(Pistia stratiotes)和黑三棱(Sparganium stoloniferum)对TSS的单位面积去除速率最低(P<0.05),且不同时间变化幅度较小(22.96～33.95 mg.m-2.d-1);各处理单元水体均呈碱性,东方香蒲(Typha orientaliss)、凤眼莲、菖蒲和慈姑(Sagittaria trifolia)处理的pH值明显低于其他单元。

表流湿地冬季运行效果及植物腐烂影响的初步研究

为探索改善表流湿地在冬季低效率的方法以及水生湿地植物腐烂对水质产生的影响,通过改变水力负荷(HLR)和进水方式研究了不同水力条件下表流湿地对CODMn、CODCr、NH4+-N、TP的去除效果,并采集不同水生湿地植物地上部分的样品,浸泡测定浸出液中CODMn的含量变化。结果表明,在冬季水温3～10℃、水力负荷为0.092m·d-1时,湿地对CODMn、CODCr、NH4+-N、TP的去除率分别为6.8%、30.2%、47.0%和25.1%。水力负荷降低到0.040m·d-1时可进一步提高净化效果。而水力负荷上升到0.21m·d-1后,表流湿地对CODMn、NH4+-N、TP的去除率几乎为零,对CODCr的去除率为负,出水中难降解有机质比例增大。将进水间隔从每日1次增加到2次后,湿地对CODMn的去除率显著提高。冬季水生植物腐烂释放实验表明,植物的叶比茎更容易腐烂并释放出还原性物质。在种植湿地植物时应尽量选择冬季释放速率较低的品种,如芦苇(Phragmitescommunis)等。

洱海北部表流人工湿地氮截留的长效性及影响因子

以洱海北部正常运行10 a的罗时江河口湿地为研究对象,通过开展为期1 a的现场定点监测及文献调研,探讨洱海流域运行1、5、10 a的人工湿地氮截留动态变化及影响因子。结果表明:罗时江河口湿地上覆水无机氮浓度呈现显著干、湿季节分异,干季无机氮浓度显著高于湿季(P<0.05);从空间分异看,湿地进水口TN、NH4+-N和NO3--N浓度平均值分别为3.34、0.75、0.77 mg·L^-1,出水口浓度分别为2.01、0.42、0.45 mg·L^-1,表明正常运行10 a的罗时江河口湿地仍具备氮截留能力。正常运行1、5、10 a后的人工湿地对TN、NH4+-N和NO3--N的平均截留效率呈下降趋势,但差异未达到显著水平(P>0.05)。运行10 a后的罗时江河口湿地对TN、NH4+-N和NO3--N的平均截留效率分别为37.2%、34.6%和29.2%。冗余分析和Pearson相关分析结果显示,上覆水中DO、ρ(NH4+-N)、COD/TN及温度是罗时江湿地氮截留的重要影响因子。研究表明,处于氧化环境的上覆水有利于硝化过程,但不利于反硝化过程,后续湿地恢复、建设、管理中应重点优化湿地中的反硝化过程,以提升氮截留效果。

北方地区表流人工湿地冬季污水脱氮效果及微生物分布分析

对北方地区表流人工湿地冬季脱氮效果及微生物分布情况进行了分析,以西安皂河试验人工湿地为例。结果表明,表流人工湿地在北方地区冬季取得较好的脱氮效果,总氮与氨氮的平均去除率分别为47.76%、58.49%,并且氨化细菌沿程呈现递减的变化趋势,而亚硝化细菌呈现递增的趋势,但反硝化菌呈现先降后升的趋势。氨氮质量浓度与氨化细菌数及亚硝化细菌数之间存在显著相关,而硝氮质量浓度与反硝化细菌之间的相关性不显著。这结果说明除了硝化-反硝化的脱氮机制外还存在其他的脱氮机制。

不同基质表流人工湿地对高污染河水的净化效果

采用河砂、煤渣为基质构建了2组表流芦苇人工湿地,研究了第2年湿地对高污染河流污水的净化效果、规律和影响因素。结果表明,在进水负荷为0.1 m/d连续运行1 a的条件下,河砂湿地和煤渣湿地对COD、BOD5、TN、NH4+-N、TP、SS的平均去除率分别为77.24%、90.16%、44.99%、41.20%、51.12%、91.80%和77.23%、89.59%、36.19%、25.35%、45.79%、90.11%,2者对COD、BOD5、SS去除效果差异不明显,河砂湿地对氮磷污染物的去除效果均明显高于煤渣湿地。沿湿地流向方向COD、BOD5和TP、NH4+-N、TN含量下降速度逐渐减少,而SS含量在前1/4处已减少85%,随着进水污染负荷的增大,煤渣湿地受负荷的影响显著于河砂湿地。

竹条基质在稳定表流湿地中的试验研究

研究了竹条基质在稳定表流人工湿地(SSFW)系统中对有机物、氮、磷的去除效果。结果表明,在水力负荷为0.53 m3.m-2.d-1的条件下,放有竹条基质的SSFW对COD、TP、NH3-N、TN去除率分别为77.39%、47.57%、11.78%和20.21%,没有竹条基质的SSFW对COD、TP、NH3-N、TN去除率分别为68.57%、45.26%、8.07%和15.94%。竹条基质在稳定表流湿地中具有良好的应用前景。

表流人工湿地-聚砜膜组合工艺处理含油污水效能研究

为了考察表流人工湿地组合工艺处理污水效果,研究采用表流人工湿地-聚砜(PSF)膜处理含油污水,结果表明:经过表流人工湿地组合工艺处理后,含油污水中的含油量、COD、总氮、氨氮和总磷去除率分别为53.51%,55.82%,49.70%,54.70%和61.67%.根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),出水中的平均含油量、平均COD含量、平均总氮含量、平均氨氮含量、平均总磷的含量分别达到Ⅰ类,Ⅲ类,Ⅲ类,Ⅲ类,Ⅱ类.

矩形与圆形结构稳定表流湿地比较研究

在低温条件下,研究了矩形与圆形结构稳定表流湿地(矩形推流稳定表流湿地、矩形折流稳定表流湿地、圆形推流稳定表流湿地、圆形折流稳定表流湿地)对生活污水的处理效果差异及其影响因素。结果表明,水温为0～12.3℃,水力负荷为0.27 m3/(m2.d)时,圆形折流稳定表流湿地对各种污染物的平均去除效果最好。在不同的水力停留时间(1、2、3、4 d)下,圆形折流稳定表流湿地对COD的平均去除率分别为74.95%、85.12%、81.73%和83.44%;对TP的平均去除率分别为63.38%、68.49%、71.97%和78.49%;对NH3-N的平均去除率分别为11%、12.25%、13.82%和12.6%;对浊度的平均去除率分别为87.93%、89.09%、90.79%和92.25%。池体形状、池内结构以及水力停留时间是影响不同结构稳定表流湿地对生活污水处理效果及其差异的主要因素。

冬春两季表流人工湿地-氧化塘交替组合氮磷去除效果研究

针对人工湿地冬春两季对尾水中氮磷的去除效果较差的弱点,为达到湿地处理系统全年水质目标,构建了表流人工湿地-氧化塘交替系统,以某污水处理厂尾水为处理对象,研究冬春两季该湿地系统对尾水氮磷的去除效果。结果表明:氧化塘对TN和氨氮的去除效果优于表流人工湿地,两者的间隔使用,有效的改善了冬春两季氮磷的去除情况。冬春两季对TN的去除率范围分别为30%～54%、55%～66%;对氨氮的去除率范围分别为33%～55%、75%～82%;对硝态氮的去除率范围分别为21%～47%、49%～58%;对TP的去除率范围分别为50%～69%、64%～69%。表流人工湿地与氧化塘的交替组合,一定程度上弥补了单纯表流湿地冬春季存在的弱点,从而对尾水处理取得更好的效果。

表流湿地工艺对微污染饮用水源的净化效果分析研究

目的:研究表流湿地工艺对微污染饮用水源的净化效果,从而进一步获取表流湿地工艺在饮用水源处理方面的应用性。方法:对表流湿地系统净化后的微污染饮用水源中的TP、TN、NO2^--N、NO3^--N、NH4^+-N、COD、pH等指标实施检测分析,应用的水质指标检测分析方法采用废水与水检测分析方法,将未经表流湿地系统净化前的微污染饮用水源的检测分析结果作为对比组数据,将经表流湿地系统净化后的微污染饮用水源的检测分析结果作为实验组数据,对比实验组与对比组数据,根据数据变化获取表流湿地工艺对微污染饮用水源的净化效果。结果:表流湿地工艺可以全面降低微污染饮用水源中的COD含量、TN含量、NH4^+-N含量、NH4^+-N含量、TP含量、重金属元素含量、细菌含量,实现微污染饮用水源的全面净化。结论:表流湿地工艺对微污染饮用水源有良好的净化效果。

安宁市车木河水库治理中表流湿地技术应用

表流湿地属于生态治污技术的一种,在污水处理厂尾水的深度净化和对微污染水体进行治理方面有广泛的应用前景。本文介绍了在安宁车木河水库上游两条河流末端应用表流湿地技术进行生态治污,并取得治污效益明显、生态功能恢复及景观改善显著的成功案例。

利用生物膜强化表流湿地处理农村生活污水的试验

针对农村生活污水难以集中处理的问题,提出了采用生物膜强化表流湿地工艺就地进行农村生活污水处理的方法,并对其进行试验研究.结果表明:在表流湿地表面设置生物膜载体后,系统的水质净化能力提高,处理负荷较高的条件下(CODCr:657.27 mg/L、TN:26.27 mg/L、TP:8.66 mg/L和SS:276 mg/L),处理效果显著提高.在效果明显的试验组中,生物膜设置后系统对TN、TP、CODCr的去除率分别提高了21.64%、16.24%、19.12%.另外,通过对系统中微生物的检测发现,生物膜载体的引入对湿地系统本身影响不大,系统水质净化能力的提高主要源于载体上微生物的增加.该方法在未增加系统占地面积的情况下提高了水质净化能力,为解决农村生活污水处理难的问题提供了新的思路.

天津地区表流人工湿地冬季运行工艺研究

[目的]研究天津地区表流人工湿地冬季运行工艺。[方法]针对天津的气候特点,以冰下运行的方式,开展天津地区表流湿地冬季运行试验,研究自由表面流人工湿地北方冬季运行工艺参数。[结果]虽然水质净化效果差于其他温暖季节(平均降低约20%),但是在天津地区表流湿地采取冰下运行的方式是可行的。北方表流人工湿地冬季冰下运行时应将出水口地势降低,防止出水口被完全冰冻,运行水深不宜<50～60 cm,可以在回流的基础上适当加大水力负荷(水力停留时间以<4 d为宜),以维持水土界面不会冻结,并尽可能加大取水深度,以提高系统水温。[结论]该研究可为表流人工湿地在我国北方的推广应用提供借鉴。

WASP水质模型在表流人工湿地中的优化与应用

首次对WASP(water quality analysis simulation program)水质模型进行优化来模拟预测表流人工湿地的水质变化。由于表流人工湿地中水生植物吸收和微生物降解作用的显著增强,通过模型率定所得WASP模型水力学、植物、生化反应的相关参数值明显高于模拟天然水体时的推荐值。对改进后WASP模型的验证结果表明,湿地水质(COD和NH4+-N)模拟值与实测值基本吻合,证明改进后的WASP模型能够有效模拟预测表流人工湿地的水质变化。

多级生态藕塘-表流湿地系统对养猪废水的净化应用研究

在流域水污染治理中,如何廉价高效处理高污染的禽畜养殖废水,尤其是养猪废水的净化排放,已经受到广泛重视。为了拓展小流域养猪废水的有效治理方法和途径,本研究探究了生态藕塘与表流湿地联合配置实际应用于农村养猪废水的净化作用,对丹江口市余家湾小流域余家湾村构建的多级生态藕塘-表流湿地系统各环节水量、水质等进行了连续监测,并分析了各单元及系统在高浓度低流量和低浓度高流量两种相对进水条件下对养猪废水的净化效果,为小流域禽畜养殖废水治理提供参考借鉴。结果表明,各单元对CODMn、TN、NH3-N、NO3--N、TP及SS均具备良好的削减作用,系统对上述各污染物的削减效果更稳定,优于各单元。在相对高浓度低流量时段,多级生态藕塘对上述各污染物的平均负荷削减率分别为58.63%、97.75%、95.35%、80.88%、96.20%、25.99%;表流湿地的对应削减率分别为-11.55%、46.91%、53.68%、21.90%、35.61%、4.93%;系统的对应削减率分别为52.36%、98.85%、97.97%、85.75%、97.95%和67.81%;各污染物出水质量浓度均值依次为5.17、0.83、0.51、0.13、0.26、6.00 mg·L^-1,综合水质由进水严重污染转变为出水良好。在相对低浓度高流量时段,多级生态藕塘对上述各污染物的平均负荷削减率分别为19.03%、72.70%、77.45%、55.98%、54.89%、38.10%;表流湿地的对应削减率分别为-2.68%、5.12%、19.95%、28.64%、10.00%、3.04%;系统的对应削减率分别为17.36%、77.42%、82.96%、71.05%、67.22%、75.95%;各污染物出水质量浓度均值依次为6.44、4.25、2.60、0.13、1.62、8.57mg·L^-1,综合水质由进水重污染转变为出水轻污染。在一定的进水条件下,多级生态藕塘-表流湿地系统对养猪废水有非常良好且稳定的净化作用,可进一步推广应用。

刚毛藻表流湿地裸藻水华的形成与消退

刚毛藻表流湿地(SFCW-CLA)可以有效富集农村分散式污水中的营养物,并回收刚毛藻及其中的微生物作为鱼饲料,但控制不当易发生裸藻水华.分别于2014年和2015年进行优势刚毛藻表流湿地试验(DCT)和全周期刚毛藻表流湿地试验(LCT),研究环境因子(温度和太阳辐照)、营养物(TN、TP、TIC和TOC)消耗速率与SFCW-CLA中刚毛藻和裸藻生长速率的关系;并通过人工气候箱微型试验研究SFCW-CLA裸藻水华的消退机制.实验结果表明,刚毛藻的生长速率与TN、TP和TIC的消耗速率均有关,相关系数和拒绝概率分别为(R=0.66,P=0.11)、(R=0.74,P=O.06)和(R=0.83,P=0.02);裸藻的生长速率与TN(R=-0.89,P=0.01)、TP(R=-0.86,P=0.01)和TIC(R=-0.91,P=0.00)的消耗速率负相关,裸藻浓度和TOC消耗速率(R=0.60,P=0.16)正相关.刚毛藻的生长与环境温度显著相关,与太阳辐照没有相关性,说明自然光照能满足刚毛藻的生长;裸藻的生长与环境温度和太阳辐照均没有相关性,但裸藻变态明显受到太阳辐照的影响,DCT和LCT中裸藻水华持续时间的差异可能与期间环境温度和太阳辐照的差异有关; SFCW-CLA中裸藻水华的消退还直接受到太阳虫和变形虫的捕食作用影响.