基质对人工湿地脱氮除磷效果影响研究

构建了粉煤灰+石灰石混合基质床人工湿地处理养殖废水,并与石灰石单一基质床相比较,结果表明,粉煤灰是一种磷吸附能力很强的基质,在人工湿地中填充粉煤灰和石灰石组成的混合基质可以明显提高磷去除效率,而且粉煤灰还可以作为碱源供应碱而有利于氮的去除;磷素在人工湿地中的主要去除机理是基质吸附,因此加大基质填充深度增加基质填充量可以明显提高磷的去除;而氨氮的主要去除机理为硝化/反硝化反应,湿地内部溶解氧是限制其去除的关键因素,因此增加基质填充高度虽然能增强反硝化作用,但不能增加复氧而强化硝化作用,故对氨氮的去除影响很小。     

模拟人工湿地植物混种对氮去除及温室气体排放的影响

为探究植物多样性对人工湿地生态系统功能的影响,在模拟人工湿地试验系统中配置的两种植物物种单种和混种处理方案。结果表明:单种系统的出水硝态氮(NO-3-N)和铵态氮(NH+4-N)及温室气体排放与混种系统无显著差异;单种系统基质无机氮积累量显著高于混种系统;单种系统生物量(地上、地下和总量)及氮积累量(地上和总量)显著低于混种系统;根据物质平衡法,单种系统植物吸收对系统氮去除的贡献显著低于混种系统,反硝化作用却显著高于混种系统,基质存留的总无机氮(TIN)也显著高于混种系统(P0.05)。     

人工湿地不同的水流方式和基质对氮和磷的净化的比较

比较了在两种污水浓度下,人工湿地选用不同基质和水流方式时的处理效果,旨在通过试验,找到处理污水的最佳基质和水流方式.结果表明,对于高浓度污水,将陶粒和蛭石结合作为人工湿地基质,对总氮和COD的处理效果较好;水流方式采用表面流和垂直流串联搭配时,污水处理负荷较大,出水水质高.对于低浓度污水,选用陶粒和腐殖质作为基质,出水水质较好.人工湿地基质是影响磷的处理效果的主要因素,选用富含氧化铁的炉渣作为基质时处理效果最好,通过合理的操作方式可以最终从污水中除磷.     

不同基质对人工湿地脱氮效果和硝化及反硝化细菌分布的影响

对组合基质和煤渣基质潜流式人工湿地的脱氮效果进行了对比研究,结果表明:组合基质人工湿地的脱氮效果较好,氨氮和总氮的平均去除率达到81.9%和75.7%,而煤渣基质人工湿地的去除率相对较低,氨氮和总氮的平均去除率仅为59.6%和51.8%.为进一步探讨2组人工湿地脱氮效果差异显著的原因,研究了不同基质潜流式人工湿地系统内...     

补充植物碳源提高人工湿地脱氮效率

为解决有机碳不足抑制反硝化反应造成的脱氮效率低下的问题,向人工湿地系统中添加富含有机质的植物材料作为反硝化所需的有机碳源,根据玉米秸秆、稻壳、木屑及芦苇竿4种植物材料有机物释放规律及植物体分解对水质的潜在影响情况,确定芦苇竿为较适宜的植物碳源.采用垂直流人工湿地单元模型研究了补充芦苇竿对人工湿地脱氮效果的影响,初步确定了试验条件下芦苇竿的适宜添加量范围为0.47～1.09 kg/m2.硝态氮的沿程变化规律表明,芦苇竿释放出的有机物提供了反硝化所需的有机碳,提高了人工湿地的脱氮效果.     

增温和增氮对天津滨海湿地土壤可培养细菌群落组成及多样性的影响

全球变暖和氮输入增加是全球变化的两大重要方面,对全球生态系统均有深刻的影响.为探究全球变暖和氮输入增加对天津滨海湿地不同深度土壤可培养细菌群落组成及多样性的影响,采集天津滨海湿地0-10 cm和10-20 cm的湿地原生态土壤进行模拟增温和增氮交互实验,分析不同处理间土壤理化性质指标、土壤可培养细菌数量、土壤可培养细菌群落组成和多样性的差异,应用冗余分析探究土壤细菌群落组成与土壤理化因子间的相关关系.结果表明:增温和增氮对天津滨海湿地不同深度土壤各理化性质指标有显著影响;增温使土壤可培养细菌数量增加,但对土壤可培养细菌群落多样性有负面影响;不同深度土壤的可培养细菌数量和多样性对增氮的响应有所不同,总体上0-10 cm土壤可培养细菌数量和多样性随氮输入的增加先升高再降低,10-20 cm土壤可培养细菌数量和多样性随氮输入增加而提高.揭示了滨海湿地土壤细菌群落对全球变暖和氮输入增加共同作用的响应特点,为更好保护滨海湿地土壤微生物群落,有效发挥其在滨海湿地生态系统中的功能提供了理论依据.     

遵义市降水中主要无机离子的组成及季节变化的影响

遵义市酸雨污染较为严重,本文通过对降水中主要无机离子的组成及季节变化的分析,研究酸雨的组成与影响,提出相应的污染控制措施。     

流型、植物种类和基质厚度对人工湿地去除废水中氨氮的影响

实验模拟人工湿地,以沙、土混合物为基质,比较了水平潜流和垂直流、不同植物、不同基质厚度对氨氮(NH_4~+-N)处理效果的影响,并分别进行了分析。实验表明,水平潜流和垂直流NH_4~+-N去除率分别达到59%和68%,垂直流人工湿地处理效果较好的原因是垂直流为硝化创造了有利的条件。金边吊兰、金钱草、绿萝对NH_4~+-N的平均去除率依次为46%、60%和70%,分析认为根系是影响NH_4~+-N去除效果的主要因素。以金钱草做湿地植物,基质厚度为6 cm时去除效果最好,最大去除率达到74%,表明基质厚度与植物根系长度相适应时,NH_4~+-N的去除效果最佳。研究结果为深化湿地去除NH_4~+-N的理论研究和应用推广提供了支撑。     

北京市湿地植物多样性及旱生植物入侵对生物多样性的影响

通过研究北京市湿地植物群落的结构,群落植物物种的组成、分布等情况,对湿地植物物种的重要值和湿地的生物多样性进行了分析。结果表明北京市主要湿地的物种组成和群落结构存在很大的差异,湿地内主要物种的重要值有季节性的变化。决定湿地群落中植物组成的主要因素是：旱生植物入侵、人为活动的干扰强度和湿地的水资源状况。因为连年降雨的减少导致了北京市湿地面积的下降和旱生植物的入侵问题日益加重。如汉石桥湿地保护区,捧草等入侵植物的群落盖度达到90％以上,有些形成单优势的群落,抑制了芦苇等湿地植物的生长。使湿地在整体上呈退化的趋势,湿地的景观价值、生态价值、湿地功能和湿地的生物多样性均严重损坏。因此,必须采取措施解决北京市湿地的水资源短缺问题,减少人类活动干扰,以恢复北京市郊县湿地和城市建成区湿地的活力,保护湿地的生物多样性。     

微塑料暴露下有/无植物人工湿地脱氮性能的对比

为揭示湿地植物对微塑料暴露湿地脱氮性能的影响,构建了2组垂直流人工湿地(黄菖蒲湿地和无植物湿地),对比了聚苯乙烯微塑料(PS MPs)短期和长期暴露下2组湿地植物和微生物生态效应及脱氮性能的差异.结果表明,2组湿地均可实现PS MPs的有效去除,去除率均超过99.8%;PS MPs短期暴露下,黄菖蒲湿地体现出更高的脱氮性能;而PS MPs的长期暴露对黄菖蒲光系统和抗氧化系统将产生不利影响,叶片光合色素质量分数下降了13.92%～26.15%;PS MPs短期及长期暴露下,黄菖蒲湿地中微生物物种丰富度和多样性更高,硝化细菌和反硝化细菌的整体丰度也高于无植物湿地.以上结果为同步去除污水中氮素和微塑料的人工湿地设计提供了参考.     

强化供氧对低温域人工湿地脱氮及微环境的影响

在低温条件下(T<15℃)对人工湿地进行植物地上部分收割并覆膜保温,采取强化供氧措施,探讨了湿地溶解氧分布、微生物数量及净化效率的变化规律.结果表明,强化供氧宜在湿地前段进行,最佳气水比约为4∶1.最佳供氧条件下,湿地氧环境显著改善,供氧前湿地的氧浓度普遍低于0.2 mg/L,中后段接近于零,供氧后湿地前段氧浓度达1.2 mg/L,整体湿地氧浓度高于0.4 mg/L.强化供氧使湿地前段硝化菌数量提高1个数量级,中后段反硝化菌数量提高1个数量级.强化供氧有利于有机物和氮类物质的去除,COD去除率提高了15%,TN,NH+4-N去除率均提高了15%~20%.     

应用耐冷菌株改善寒冷地区冬季人工湿地系统生物脱氮效果

通过探索性实验,确定了三种耐冷菌培养基,分别用于培养耐冷细菌、耐冷放线菌和耐冷霉菌.培养出的耐冷菌株在6℃条件下被分离纯化,然后通过一系列实验分别鉴定它们的生理特性并检验它们的脱氮能力,并测定pH值、温度对脱氮效果的影响规律.实验结果显示pH值为7～8时,各菌株生长得最好;生物荧光层析光谱实验发现三种菌株都在15℃左右活性最大,0℃以下仍有一定的活性,高于35℃时,基本失去正常的代谢能力.当实验菌液投加量为5.0%,实验温度为6℃,三种耐冷菌对氨氮的去除率分别为57.7%、59.0%及58.7%,相同条件下,投加混合菌种可使氨氮的去除率提高到67.2%.     

灰漠土人工湿地基质对磷的吸附性能研究

研究了灰漠土作为人工湿地基质对磷的吸附性能,并与炉渣基质进行了对比试验。结果表明,灰漠土具有比炉渣更快的吸附速度,当吸附磷溶液初始质量浓度为10mg/L时,灰漠土和炉渣对磷的最大吸附量分别为92mg/kg和78mg/kg,并且两者对pH影响与离子干扰影响的响应均表现出相似的变化规律。灰漠土在西北干旱地区广泛存在,因此,可以完全替代炉渣作为人工湿地的除磷基质。     

潜流型人工湿地的脲酶活性分布特性

试验考察了潜流型人工湿地中脲酶活性的分布特性,分析了脲酶分布与湿地植物、微生物状态及污水处理效果间的关系,揭示了潜流湿地的脱氮机制.结果表明:潜流湿地中含氮污染物的去除以生物降解为主要途径,脲酶活性与TN去除率显著相关;各潜流湿地中,有植物湿地脲酶活性高于空白湿地,芦苇湿地高于美人蕉湿地,垂直流湿地与水平流湿地无明显差异;潜流湿地的脲酶活性与微生物数量及活性紧密相关;湿地各层的脲酶活性均沿程下降,中、上层明显高于下层;植物根系分泌物直接影响脲酶活性,使其由根面至非根区递减.芦苇根际脲酶活性高于美人蕉,新生根根际明显高于老根;潜流湿地脲酶活性受温度变化影响,低温不利于微生物生长繁殖.使湿地脲酶活性降低.     

组合式人工湿地系统去除垃圾填埋场地下水氨氮污染试验研究

利用组合式人工湿地系统,进行了去除垃圾填埋场地下水氨氮污染的试验,并对去除效果进行比较研究。结果表明:二级串联人工湿地氨氮的去除率达90%,而一级人工湿地氨氮去除率为82%,说明二级串联人工湿地较一级人工湿地氨氮的去除效果明显。湿地植物千屈菜、菖蒲和芦苇对氨氮去除效果相似,差异较小。组合式人工湿地试验研究能为垃圾填埋场地下水氨氮去除提供参考,并为低浓度氨氮污染地下水作为景观用水提供试验依据。     

深圳沙田潜流式人工湿地的运行效能研究

研究了深圳沙田潜流人工湿地用于处理BOD5／COD值为0．33的混和污水的运行情况．该湿地系统设计处理能力为5000m^3／d;正常情况下,出水水质好于国家标准(GB8978-1996),平均值如下,COD为29．59mg/L,BOD5为6．23mg/L,TSS为7．42mg/L,TN为14．25mg/L,TP为0．65mg/L．研究结果表明,潜流人工湿地系统对城镇污水具有较好的净化效果．     

潜流人工湿地对污水厂尾水中有机物去除效果

采用凝胶过滤色谱(GFC)和三维荧光光谱(EEM)分析技术,研究了两种基质水平潜流人工湿地对城镇污水处理厂尾水中有机物的去除特征.结果表明:尾水经过人工湿地系统处理后,水中溶解性有机物(DOM)重均分子质量Mw均有明显降低;进水中表征出四类溶解性有机物,即色氨酸类芳香族蛋白质、溶解性微生物代谢产物、可见类富里酸、紫外类富里酸物质,经过人工湿地净化处理后相对荧光强度均有不同程度的降低;人工湿地对化学性质较为稳定、难以分解、不易被生物利用的类腐殖质有较好的去除效果.陶粒基质湿地水平潜流人工湿地对有机污染物向低碳小分子转化更为彻底,对污水处理厂尾水中有机污染物的去除效果更好.     

污水停留时间对多级人工湿地塘组合系统除氮的影响

通过多级人工湿地-塘组合系统在不同的污水停留时间下处理污染水体,对各项出水污染物进行测试对比。结果表明:在初春低温条件下,COD、TN和NH_4~+-N的去除率随着污水停留时间的增加显著提高,其中COD在污水停留时间达到5 d之后去除率开始趋于平缓,TN和NH_4~+-N的去除率在污水停留时间达到5 d之后出现下降。表明在保证处理效果的前提下,污水停留时间选在4~5 d之间较为合理。这为实际处理污染水体提供了一定的参考。     

人工湿地3种植物凋落物分解及其对水位降低的响应

为了解人工湿地种植的3种植物凋落物分解特征,采用网袋法,通过1 a的凋落物分解实验,研究了人工湿地3种植物(美人蕉、狭叶香蒲和梭鱼草)凋落物储量、凋落物分解动态及其对水位降低的响应.结果表明：美人蕉、狭叶香蒲和梭鱼草3种植物凋落物储量分别为1 887.83、1 073.25、2 358.86 g·m－2;分解1 a后,3种凋落物年分解率各自为63.5%、46.5%、61.1%,且它们之间存在差异显著(p<0.05).通过Olson 经典指数模型拟合的3种凋落物分解方程,表明了美人蕉凋落物分解速率最高(k＝0.063),其次为梭鱼草(k＝0.047),最小为狭叶香蒲(k＝0.032);湿地植物立枯期间,模拟3种植物美人蕉、狭叶香蒲、梭鱼草的枯落物(叶)在立枯期间的分解速率比枯落物死亡后放置地表的分解速率各自减少6.9%、8.6%和6.9%.人工湿地岸带,水位降低,美人蕉、狭叶香蒲、梭鱼草3种植物凋落物的分解速率分别较水淹条件下增加了33.8%、42.5%和69.6%.这些结果表明气候变暖,可能降低湿地岸带水位,进而增强湿地碳释放.     

基于案例分析的人工湿地尾水处理技术进展

人工湿地技术综合了基质、微生物和植物对水中污染物的协同去除机制,广泛用于提升污水厂尾水水质,是一种绿色低耗的生态修复技术.本文汇总了以人工湿地为核心技术的众多城镇污水处理厂尾水资源化案例,对人工湿地技术的不同工艺运行方式和优缺点进行了分类归纳,提出依据不同水质特征量身设计复合人工湿地工艺的策略,为污水处理厂尾水的资源化利用提供参考.