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组合式垂直流人工湿地工艺及其污水处理效果

环境工程学报 2016年第3期10卷 1017-1022页

作者：唐孟煊吴娟代嫣然李柱崔娜欣钟非成水平同济大学长江水环境教育部重点实验室上海200092

提出了一种组合式垂直流人工湿地处理工艺,并研究了其对生活污水的处理效果。在水力负荷100 mm/d的工况下,生活污水中有机物的去除主要集中在组合式垂直流人工湿地的第一级,其去除速率常数显著高于后面两级(P<0.05)。人工湿地系统对污... 详细信息

提出了一种组合式垂直流人工湿地处理工艺,并研究了其对生活污水的处理效果。在水力负荷100 mm/d的工况下,生活污水中有机物的去除主要集中在组合式垂直流人工湿地的第一级,其去除速率常数显著高于后面两级(P去除率分别为90.1%、53.7%和43.7%,相应的去除速率常数分别为88.0、29.2和21.2。

关键词：人工湿地垂直流脱氮除磷去除速率常数

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组合人工湿地对生活污水中有机物的去除效果

中国给水排水 2016年第15期32卷 104-107页

作者：卢建杨扬深圳市环境科学研究院广东深圳518001 暨南大学水生生物研究中心广东广州510632

构建垂直流/水平潜流/表面流组合人工湿地,考察了该系统对污水中有机物的去除效果,并通过计算有机物去除负荷及去除速率常数来评价系统的除污能力。结果表明,组合人工湿地对有机物的去除效果较好,对COD和BOD5的去除率分别可达到70%和80... 详细信息

构建垂直流/水平潜流/表面流组合人工湿地,考察了该系统对污水中有机物的去除效果,并通过计算有机物去除负荷及去除速率常数来评价系统的除污能力。结果表明,组合人工湿地对有机物的去除效果较好,对COD和BOD5的去除率分别可达到70%和80%以上,出水浓度均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的二级标准。在系统中,垂直流人工湿地对有机物的去除负荷显著高于水平潜流与表面流人工湿地;在水力负荷为0.5 m/d的条件下,系统对有机物的去除能力达到最佳;植物对系统去除有机物效能无显著影响。另外,该系统对有机物具有较高的去除速率常数,对COD和BOD5的去除速率常数分别为238.3、289.3 m/a。

关键词：组合人工湿地有机物去除负荷去除速率常数

生物法-人工湿地组合工艺处理小城镇混合污水研究

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环境工程学报 2010年第6期4卷 1262-1266页

作者：卢建杨扬尹振娟钟铮潘鸿暨南大学水生生物研究中心热带亚热带水生态工程教育部工程研究中心广州510632

为适应小城镇污水处理高效、低耗、管理简单的要求,开展了生物法(水解酸化/生物接触氧化)-人工湿地组合工艺(A/BCO-CW)处理小城镇片区混合污水的研究。结果表明,A/BCO系统在停留时间为3～6 h条件下,对悬浮物和有机物有高的去除效率,COD... 详细信息

为适应小城镇污水处理高效、低耗、管理简单的要求,开展了生物法(水解酸化/生物接触氧化)-人工湿地组合工艺(A/BCO-CW)处理小城镇片区混合污水的研究。结果表明,A/BCO系统在停留时间为3～6 h条件下,对悬浮物和有机物有高的去除效率,COD、BOD5和TSS去除率分别达到63.1%、67.7%和66.2%,避免了人工湿地堵塞和提高处理效率,减少了所需湿地面积44%。全年运行结果表明,在0.30～0.59 m/d水力负荷率下,垂直流-表面流-水平潜流人工湿地组合系统对COD、BOD5和TSS平均去除负荷达9.4、5.1和7.2 g/(m2.d)(42%、71.2%和85.2%);COD、BOD5去除速率常数为74.6±12.1 m/y、166±30.5 m/y,这些数值均处于文献中k值范围的高量程内。A/BCO-人工湿地系统对COD、BOD5和TSS具有好的处理效果,出水水质能够稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的IV类水标准,2种处理方法有效组合起来,所开发的低成本、高效率、可持续运行的城镇废水处理组合系统,将会在实际应用尤其是高有机负荷污水处理中发挥良好效用。

关键词：生物法组合式人工湿地混合污水去除速率常数

人工湿地营养盐处理工艺设计关键与参数优化试验研究

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人工湿地营养盐处理工艺设计关键与参数优化试验研究

作者：尹振娟暨南大学

学位级别：硕士

人工湿地(Constructed Wetland)处理污水具有出水水质好,基建投资和日常运行费用低,维护管理方便等优点,且具有美学价值,特别符合国际上污水处理的小型化和分散化的最新环保理念,值得在中小城镇大力推广。然而人工湿地还存在着对营养盐... 详细信息

人工湿地(Constructed Wetland)处理污水具有出水水质好,基建投资和日常运行费用低,维护管理方便等优点,且具有美学价值,特别符合国际上污水处理的小型化和分散化的最新环保理念,值得在中小城镇大力推广。然而人工湿地还存在着对营养盐长期有效去除受到多种因素影响和制约,如水力负荷(HLR)、污染负荷、湿地类型、湿地植物、床体内部溶解氧浓度等。这些因素限制了湿地净化效果的进一步提高,已成为限制湿地推广应用的瓶颈。为此,本文通过开展垂直潜流湿地-水平潜流湿地-表面流湿地组合工艺(VF-HF-SF)试验研究,考察对N、P营养盐去除影响的关键因素;在此基本上了解原位曝气对湿地中营养盐去除的强化作用和效果;并进行了长达一年多的生物法-人工湿地组合工程应用研究,探讨人工湿地营养盐处理设计关键和对运行参数进行优化筛选,为在华南地区运用组合工艺人工湿地处理生活污水的实际工程设计和运行管理提供设计参数和理论参考依据。通过试验得到以下结果：(1)组合人工湿地对营养盐的去除效果与水力负荷(HLR)有着紧密的关系。在0.25 m/d、0.50 m/d和1.0 m／d三个HLR条件下,组合湿地系统的营养盐出水浓度随着HLR的增加不断升高。在0.25和0.50 m／d条件下,TN进水浓度在17.9-30.8 mg／L范围变动时,出水浓度可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》一级A标准(TN去除率随HLR的增加而降低。当HLR为0.25 m／d时,三个组合湿地对TN、NH4-N和TP的去除率最高,平均去除率分别可达49.0%、59.6%和35.8%。低HLR条件对营养盐有较好的去除效果。(2)营养盐污染负荷对处理效果试验表明,有植物组组合湿地系统对污染物的去除负荷随着污染负荷的增加呈上升趋势,两者呈现出较好的线性关系(R2>0.75), TN、TP去除负荷分别达到5.19g／m2／d和0.57g／m2／d,与国内外同类研究相比具有高的去除负荷。(3)人工湿地类型对营养盐去除效果表明,湿地类型的处理效果与其去除速率常数k值有着直接关系：在HLR去除具有高的k值,可优先选择垂直潜流或水平潜流湿地;在HLR>0.50 m/d条件下,下可选择垂直潜流工艺。对TP的去除而言,中低HLR (0.25 m/d和0.50 m／d)时,可优先选择垂直潜流或水平潜流工艺,在高HLR (1.0 m/d)时,可选择垂直潜流。(4)湿地植物对于氮素的处理具有重要的意义,植物组湿地对营养盐的去除负荷高于无植物组,尤其在高HLR条件下,植物组和无植物组对氮素的去除效果之间有显著性差异;对于磷的去除,在试验的水力负荷范围内,均未表现出显著性差异,进一步验证了磷在湿地中去除的主要机理是滤料的吸附作用。(5)通过对组合人工湿地进行原位曝气,可增加湿地内部的溶氧含量,提高其硝化反应能力,最终实现对NH4-N的高效去除。与不曝气单元相比,曝气可使湿地系统的NH4-N平均去除率提高26%;强化曝气垂直流湿地较未曝气湿地对NH4-N的去除负荷提高约5倍,在减少相同NH4-N量的情况下,采用强化曝气方法所需的面积将小于单纯使用人工湿地所需的面积。曝气对对TP的处理有明显的作用,在曝气条件下TP平均去除率达到80%以上,而无曝气平均去除率仅为0.03%。(6)对A/BCO-人工湿地组合工艺研究结果表明,在NH4-N平均进水水质为11.5mg/L的情况下,出水水质能达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅳ类水标准(≤1.50mg/L),系统对NH4-N总去除率达到87.73%。A/BCO预处理系统中的接触氧化段充分曝气,可促进硝化反应进行,对NH4-N有57.38%的高去除效率,降低了人工湿地单元NH4-N的进水负荷,可节约所需人工湿地面积的25%。垂直流-表面流-水平潜流人工湿地组合系统对TN、NH4-N和TP具有较高的一级动力学去除速率常数,分别为39.8±21.1 m／yr、41.62±15.2 m／yr和23.2±12.4 m／yr,这些数值均处于文献中k值范围的高量程内,可为华南热带亚热区域相同

关键词：组合人工湿地营养盐生活污水去除速率常数

人工湿地有机物处理工艺设计关键与参数优化试验研究

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人工湿地有机物处理工艺设计关键与参数优化试验研究

作者：卢建暨南大学

学位级别：硕士

人工湿地(Constructed Wetland)污水处理系统因具出水水质稳定、耐冲击负荷强、基建成本和运行费低、易维护兼具美学价值等优点,已广泛应用于处理生活污水、农业点源污染和面源污染以及富营养化水体的治理。但是,人工湿地也存在许多不... 详细信息

人工湿地(Constructed Wetland)污水处理系统因具出水水质稳定、耐冲击负荷强、基建成本和运行费低、易维护兼具美学价值等优点,已广泛应用于处理生活污水、农业点源污染和面源污染以及富营养化水体的治理。但是,人工湿地也存在许多不足。例如：去除有机物的能力不足;在运行过程中不能长期稳定达标,容易出现堵塞现象,水质很难进一步提高;人工湿地设计参数不统一;占地面积比传统处理工艺工大等等。为此,本文开展了人工湿地工艺设计关键和参数优化试验研究。以组合人工湿地(VF-HF-SF)工艺为研究对象,开展了外部条件(水力负荷、湿地工艺类型、植物)对组合系统处理有机物的影响研究;在此基础上进行湿地原位曝气对组合工艺有机物处理效果分析;同时开展了一年以上生物法(anaerobic/biological contact oxidation A/BCO)-人工湿地组合工艺工程对人工湿地有机物去除能力的研究。得到以下结果：(1) VF-HF-SF组合人工湿地系统对CODcr、BOD5的净化效果与水力负荷有着密切关系,组合系统有机物出水浓度随着HLR增大而升高。利用k-C*模型求得组合系统k值随水力负荷的增加呈上升趋势,探讨了组合系统CODcr、BOD5去除负荷随着HLR的增加而增加的原因。本研究获得有机物去除k值对于华南亚热带区域人工湿地设计具有重要的指导意义。(2)对不同水力负荷(Hydraulic Loading Rate, HLR)条件下CODcr、BOD5处理效果研究结果表明,当HLR去除负荷分别为CODcr 14-83 g/(m2·d), BOD57-42g/(m2·d);系统中垂直流对CODcr、BOD5去除负荷效果最好,其次为水平潜流。利用k-C*模型求得不同湿地类型CODcr、BOD5k值结果表明,在低HLR (0.25 m/d)时,三种湿地类型对有机物均有较高处理效率;在中、高HLR (0.50 m/d、1.0 m/d)时,建议优先考虑垂直流。(4)在HLR为0.5 m/d,气量为18L/min条件下,原位曝气对CODcr、BOD5去除效果具有显著影响。CODcr、BOD5出水浓度由GB18918-2002一级A提高到GB3838-2002 IV类标准,去除率提高了近20%,为人工湿地进一步提高出水水质提供了技术参考。(5) A/BCO-人工湿地(VF-SF-HF)组合工艺一年运行结果表明：系统CODcr、BOD5、TSS出水水质能够稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的Ⅳ类水标准。A/BCO系统在停留时间为3-6 h条件下,CODcr、BOD5、TSS去除率分别达到63.1%、67.7%、66.2%,避免了人工湿地堵塞并提高处理效率,与此同时减少了所需湿地面积44%。在0.30-0.59m/d HLR下,VF-SF-HF组合人工湿地对CODcr、BOD5、TSS平均去除负荷分别达9.4g(m2·d)、5.1g/(m2·d)、7.2 g/(m2·d)。VF-SF-HF组合人工湿地CODcr、BOD5去除速率常数为74.6±12.1(m／yr)、166±30.5(m／yr),这些数值均处于文献中k-值范围的高量程内,为华南地区工程人工湿地设计提供参考依据。

关键词：组合式人工湿地曝气去除速率常数有机物占地面积