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基质堵塞对人工湿地净化城市湖泊影响研究

人民黄河 2012年第1期34卷 60-61页

作者：崔芳宝鸡文理学院灾害监测与机理模拟重点实验室陕西宝鸡721013

以西安市兴庆湖为研究对象,研究了基质堵塞对水平潜流人工湿地净化城市湖泊水体的影响。针对利用基质进行过滤,生物量增长和分解,化学物质沉积和沉降时导致孔隙堵塞的问题,提出采用水解酸化预处理、间歇运行、药剂溶菌等方法解决。研究... 详细信息

以西安市兴庆湖为研究对象,研究了基质堵塞对水平潜流人工湿地净化城市湖泊水体的影响。针对利用基质进行过滤,生物量增长和分解,化学物质沉积和沉降时导致孔隙堵塞的问题,提出采用水解酸化预处理、间歇运行、药剂溶菌等方法解决。研究表明,基质堵塞问题的解决,使污水中悬浮物截流去除,可极大地提高后续湿地处理系统正常运行的可靠性。

关键词：基质堵塞人工湿地城市湖泊兴庆湖

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潜流式人工湿地基质堵塞问题对策研究

环境工程学报 2011年第5期5卷 1015-1020页

作者：潘珉李滨冯慕华李文朝杜劲松韩亚平昆明市滇池生态研究所昆明650000 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

基质堵塞是人工湿地长期稳定运行最关键的问题。针对滇池湖滨福保人工湿地运行后潜流湿地基质严重堵塞的问题,分析造成基质堵塞的原因,从工艺路线、碎石床结构、填料径粒和布水方式等方面对原有人工湿地进行分析研究,找出堵塞原因,提出... 详细信息

基质堵塞是人工湿地长期稳定运行最关键的问题。针对滇池湖滨福保人工湿地运行后潜流湿地基质严重堵塞的问题,分析造成基质堵塞的原因,从工艺路线、碎石床结构、填料径粒和布水方式等方面对原有人工湿地进行分析研究,找出堵塞原因,提出技术改造方案,并经过工程模型实验进行验证,在此基础上确定"预处理-潜流湿地(垂直流)-调节池-潜流湿地(水平流)-景观氧化塘"工艺路线,并进行工程改造。改造后人工湿地污水处理量4 000 m3/d,垂直潜流停留时间11.7 h,水力负荷1.57 m3/(m2.d),水平潜流停留时间17 h,水力负荷0.79 m3/(m2.d)。改造运行一年后主要污染物去除率在80%左右,有效孔隙率、渗透系数与建成初期没有明显变化。监测数据表明,针对堵塞问题设计的相关措施对解决原有人工湿地的堵塞起到了积极的作用,安装设计负荷运行情况下湿地水流畅通、污染物去除效果稳定,一年内没有发生堵塞的迹象。对于改造后的人工湿地堵塞状况将开展进一步的观测工作。

关键词：人工湿地基质堵塞工程改造

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潜流人工湿地基质堵塞的研究进展

安全与环境学报 2015年第1期15卷 235-239页

作者：赵慧敏赵剑强长安大学环境科学与工程学院西安710054 菏泽学院化学与化工系山东菏泽274015

潜流人工湿地是城市污水深度处理和农村污水分散处理的有效技术,但存在的基质堵塞问题因可缩短其使用寿命而极大降低了该技术的经济优势,成为制约其发展的瓶颈和研究的重点。在分析潜流人工湿地基质堵塞影响因素的基础上,探讨了其堵塞... 详细信息

潜流人工湿地是城市污水深度处理和农村污水分散处理的有效技术,但存在的基质堵塞问题因可缩短其使用寿命而极大降低了该技术的经济优势,成为制约其发展的瓶颈和研究的重点。在分析潜流人工湿地基质堵塞影响因素的基础上,探讨了其堵塞的机理和模型,提出了预防措施和恢复对策。前期进水预处理、进行湿地数值模拟和强化运行管理等能有效解决人工湿地堵塞问题。

关键词：环境工程学潜流人工湿地基质堵塞影响因素防治措施

基于有效缓解基质堵塞的IVCW结构和工艺优化研究

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中国给水排水 2017年第2期33卷 31-36页

作者：黄福青陈迪松武俊梅徐栋吴振斌贺锋中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室湖北武汉430072 中国科学院大学北京100049

基质堵塞是潜流人工湿地在工程应用中面临的最严重的运行管理问题之一。围绕复合垂直流人工湿地(IVCW)基质堵塞问题,在系统分析导致基质堵塞的结构和工艺缺陷的基础上,研究了增加基质层深度以及增设配水管集水管和控制器的优化措施对缓... 详细信息

基质堵塞是潜流人工湿地在工程应用中面临的最严重的运行管理问题之一。围绕复合垂直流人工湿地(IVCW)基质堵塞问题,在系统分析导致基质堵塞的结构和工艺缺陷的基础上,研究了增加基质层深度以及增设配水管集水管和控制器的优化措施对缓解基质堵塞的效果。结果表明,结构和工艺的优化,克服了堵塞物质容易在下行池表层基质中较快累积的弊端,同时加快了堵塞物质的矿化分解。由初步的模型预测可见,结构和工艺的优化措施,使改进后的系统有效使用寿命延长至原有系统的2.77倍。

关键词：复合垂直流人工湿地基质堵塞结构工艺优化

潜流型人工湿地系统污水处理效果及其基质堵塞问题解决方法的研究

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潜流型人工湿地系统污水处理效果及其基质堵塞问题解决方法的研究

作者：徐丽湖南农业大学

学位级别：硕士

本文以室内模拟潜流型人工湿地污水处理系统为研究对象,从系统运行到系统基质堵塞,到采用物理、生物技术,解决基质堵塞问题,使系统恢复正常运行,研究系统对生活污水的处理效果以及基质堵塞问题的解决方法。研究结果如下：1、室内模拟潜... 详细信息

本文以室内模拟潜流型人工湿地污水处理系统为研究对象,从系统运行到系统基质堵塞,到采用物理、生物技术,解决基质堵塞问题,使系统恢复正常运行,研究系统对生活污水的处理效果以及基质堵塞问题的解决方法。研究结果如下：1、室内模拟潜流型人工湿地系统对生活污水的处理效果分析。1)系统正常运行时,生活污水同时进入室内模拟水平潜流型人工湿地系统(H#)和垂直潜流型人工湿地系统(V#),控制不同水力停留时间3天、2天、1天、0.5天,监测进、出口污水中COD、TN、TP和SS的浓度值。结果表明,水力停留时间为2d时,系统对污水中COD、 TN、TP和SS的平均去除率最优,H#分别为75.9%、74.97%、77.35%、87.81%;V#分别为63.05%、81.12、77.65%、76.97%。2)人工湿地系统基质堵塞时,系统处理污水的效果分析。系统H#对污水中COD、TN、TP和SS的平均去除率分别为39.12%、35.37%、37.34%、41.31%;V#分别为31.41%、37.46%、40.06%、30.41%;3)人工湿地系统恢复后,处理污水效果,系统H2#对污水中COD、TN、TP和SS的平均去除率分别为78.02、82.24%、83.31%、93.37%;V2#分别为67.02%、90.16%、84.16%、91.52%;2、系统运行144天时,湿地系统的出水水质较差,几乎失去净化作用,频繁出现雍水现象,通过统计孔隙率的变化及测算临界渗透系数K,K=0.0128cm/s接近系统的临界系数K临=0.013cm/s,所以判定系统出现基质堵塞。3、人工湿地基质堵塞后,对V1#和H1#采用单一停床恢复方法,对V2#和H2#则采用停床+蚯蚓强化恢复方法。系统运行7天后,V2#和H2#得到恢复,其孔隙率分别为20.78%、21.11%;而系统运行40天后,V1#和H1#得到恢复,其孔隙率分别为19.81%、20.76。因此针对人工湿地系统基质堵塞的研究,复合式的解决方法比单一式的方法恢复速度快,恢复程度高。

关键词：人工湿地布水方式净化效果基质堵塞

潜流人工湿地基质堵塞与磷蓄积耦合作用机制研究

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潜流人工湿地基质堵塞与磷蓄积耦合作用机制研究

作者：金凤林山东大学

学位级别：硕士

人工湿地是世界上最常见的生态水处理技术之一,与传统的污水水处理厂相比,具有建设成本低、维护简单、二次污染少等优点,已广泛应用于流域水污染防治与再生水水质保障。进入“十四五”后,人工湿地被列入多个省份的水生态环境建设规划。... 详细信息

人工湿地是世界上最常见的生态水处理技术之一,与传统的污水水处理厂相比,具有建设成本低、维护简单、二次污染少等优点,已广泛应用于流域水污染防治与再生水水质保障。进入“十四五”后,人工湿地被列入多个省份的水生态环境建设规划。鉴于人工湿地在保护水生态环境中的广泛应用,维持人工湿地的长期稳定运行具有重要的经济与生态价值。人工湿地在运行过程中常面临基质堵塞和磷吸附饱和问题,这会导致其处理性能下降,从而降低服务年限。虽然潜流人工湿地中基质堵塞与磷吸附饱和已有相关研究,但目前多以单独的基质堵塞或磷蓄积机制为研究对象,忽略了二者间的耦合作用。因此,研究人工湿地基质堵塞与磷蓄积耦合作用机制,为人工湿地高效稳定运行提供理论依据和技术支持,对保持流域水生态健康,提高区域水资源利用效益具有重要意义。本研究通过构建可视化的微流场实验,原位监测了多孔介质中的优势流场及孔隙结构,揭示了磷对基质堵塞中物质累积和流场变化的影响;系统解析不同堵塞程度的潜流人工湿地中磷蓄积的空间分布特征,量化了湿地内部微环境的构成与分布,并结合微生物分析及基质表征,探索了基质堵塞与磷蓄积耦合作用机制,为人工湿地高效稳定运行提供理论依据和技术支持。主要结论如下:(1)磷负荷增加了人工湿地水流场的均匀性,降低了孔隙结构的非均质性和死水区面积。实验结束前,进水含磷情况下优先流面积占比为21.98%,计盒维数为1.69,显著高于进水不含磷情况(分别为6.13%及1.57)。此外,进水含磷情况下有效孔隙约为不含磷情况下的3倍。这主要是因为磷元素的存在使得胞外聚合物中酪氨酸类物质和可溶性微生物副产物的含量增加,色氨酸的累积减弱,降低了细胞表面疏水性与细胞的聚集,从而导致人工湿地水流场较为均匀。(2)磷负荷增加容易导致湿地基质孔隙完全堵塞。一般情况下,生物膜在渗流流量较高的区域累积,由于生物膜与剪切应力的相互作用,人工湿地优先流道位置发生持续重排,不易形成完全堵塞。但是在进水含磷情况下,基质累积物质中磷和钙的含量显著增加,含磷物质和钙质沉积物在孔隙低流场强度区累积,喉道中堵塞物质在剪切力下迁移聚集到孔隙中易造成多孔介质的完全堵塞。(3)湿地堵塞会同时导致水力停留时间(HRT)减少和吸附位点增加。低堵塞程度下HRT变小,导致磷去除效率由85.79±2.55%降低为76.04±2.40%。但是,堵塞也使得基质中磷吸附位点增加,抵消了水力停留时间减少的影响,导致高堵塞程度下磷去除效率升高为91.64±2.08%。基质吸附是潜流人工湿地除磷的主要途径,高堵塞程度的人工湿地中基质吸附的磷占系统中总输入磷量的77.86±2.63%,显著高于对照组(60.08±4.79%)。(4)基质堵塞增加了潜流人工湿地中蓄积磷的释放风险。磷形态分析表明,高堵塞程度的人工湿地中基质磷蓄积增加归因于较高比例的Fe/Al-P积累,随着堵塞程度的增加,Fe/Al-P占基质蓄积磷的比例从8.88±0.08%增加到25.74 ±0.73%。主要是因为堵塞降低了系统中的氧化还原电位并促进了铁离子的释放,新生成的铁离子与磷酸盐离子结合,厌氧条件下在基质上絮凝,导致了铁结合无机磷的积累增加。Fe/Al-P具有较好的生物可利用性,在环境因素的扰动下很容易释放,增大的湿地的磷释放风险。

关键词：潜流人工湿地基质堵塞磷蓄积优先流磷形态

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垂直流人工湿地基质堵塞问题及解决方法研究

垂直流人工湿地基质堵塞问题及解决方法研究

作者：熊佐芳广西大学

学位级别：硕士

针对垂直流人工湿地在运行中常遇到的基质堵塞问题,本文对影响垂直流人工湿地基质堵塞的三个因素—水力负荷、有机负荷和运行方式,以及解决基质堵塞的方法—自然导气法、鼓风曝气法和自然降解法进行了研究。旨在明确垂直流人工湿地基质... 详细信息

针对垂直流人工湿地在运行中常遇到的基质堵塞问题,本文对影响垂直流人工湿地基质堵塞的三个因素—水力负荷、有机负荷和运行方式,以及解决基质堵塞的方法—自然导气法、鼓风曝气法和自然降解法进行了研究。旨在明确垂直流人工湿地基质堵塞的机理,优化运行参数来预防基质的堵塞,寻找解决堵塞的可行方法。通过研究得出以下结论：1、水力负荷是影响人工湿地基质堵塞的重要因素。在较低和较高水力负荷下不易发生堵塞。水力负荷低于0.3 m/d运行时去除效果较好且不易堵塞。2、进水有机负荷越高,垂直流人工湿地越容易堵塞,基质中的累积物越多,累积物向下移动的趋势越明显,COD/N为2.5时氨氮的去除效果较好。3、轮休运行可以减缓垂直流人工湿地基质堵塞的发生。运行与休息时间比较小时,运行与休息时间比对基质堵塞的影响区别不明显。轮休可以减少基质间堵塞物的含量,运行与休息时间比越大,基质间堵塞物的含量越多。轮休运行对垂直流人工湿地COD去除率没有影响,但可以提高对氨氮的去除率,氨氮去除率随着运行与休息时间比的增大而减小。4、自然导气对水力负荷低于0.9 m/d运行的基质堵塞改善作用明显,同时可著提高垂直流人工湿地对污染物的去除能力,对氨氮去除效果的影响尤为突出;当水力负荷为1.2 m/d时改善作用甚微。5、采用鼓风曝气可以解决基质堵塞问题。当孔隙率下降较少时,曝气流量对孔隙的恢复影响不大;当孔隙率下降较多时,曝气参数为流量350 L/h和时间24小时时的曝气量可以使孔隙率恢复到原先的水平。6、垂直流人工湿地堵塞后停止进水休息,自然降解15天可基本恢复基质的孔隙率。停止运行的前5天孔隙率恢复的速度较快,可恢复大部分的基质孔隙率。7、垂直流人工湿地基质的堵塞主要发生于表层。无机物的堵塞比有机物的堵塞更加显著。堵塞后,对COD和氨氮的去除效果均有影响,对氨氮的去除效果影响较明显,堵塞后氨氮的去除率下降,去除效果不稳定,影响人工湿地的稳定运行。

关键词：人工湿地垂直流基质堵塞自然导气鼓风曝气

人工湿地基质堵塞预防措施及恢复对策研究进展

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净水技术 2007年第5期26卷 45-48页

作者：尧平凡陈静静同济大学环境科学与工程学院上海200092 同济大学建筑设计研究院上海200092

人工湿地为农村地区小乡村的污水处理提供了一种既简单又经济的解决方法,但在实际运行过程中存在的一个最严重的问题就是基质堵塞问题。文章全面综述了国内外人工湿地基质堵塞的预防措施和恢复对策的研究现状,并提出了今后基质堵塞预防... 详细信息

人工湿地为农村地区小乡村的污水处理提供了一种既简单又经济的解决方法,但在实际运行过程中存在的一个最严重的问题就是基质堵塞问题。文章全面综述了国内外人工湿地基质堵塞的预防措施和恢复对策的研究现状,并提出了今后基质堵塞预防措施和恢复对策的研究和发展方向。

关键词：人工湿地基质堵塞预防措施恢复对策

人工湿地工程应用中面积计算与基质堵塞研究进展

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湿地科学与管理 2019年第4期15卷 67-71页

作者：曾磊雷培树蔡世颜孙健崔朋鲍任兵汪路中国市政工程中南设计研究总院有限公司

人工湿地因其具有处理效果好、环境友好、投资低、管理简便等特点,在污水处理领域被广泛应用。然而,湿地面积计算粗放与湿地基质堵塞问题日益突出,成为限制人工湿地工程应用的主要因素。综述人工湿地工程面积计算的4种方法(水力停留时... 详细信息

人工湿地因其具有处理效果好、环境友好、投资低、管理简便等特点,在污水处理领域被广泛应用。然而,湿地面积计算粗放与湿地基质堵塞问题日益突出,成为限制人工湿地工程应用的主要因素。综述人工湿地工程面积计算的4种方法(水力停留时间法、水力负荷法、污染物表面负荷法和速率系数法)与应用现状,湿地基质堵塞的影响因素、预防与恢复措施及其未来的发展方向,以期为人工湿地工程设计与应用提供参考。

关键词：人工湿地面积计算基质堵塞