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潜流人工湿地基质结构与微生物群落特征的相关性

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环境科学 2017年第9期38卷 3713-3720页

作者：李振灵丁彦礼白少元李雪芬游少鸿解庆林桂林理工大学广西矿冶与环境科学实验中心桂林541004 广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林541004

为查明造成不同基质结构人工湿地净化性能差异的微生物因素,利用高通量测序技术,研究水平潜流人工湿地基质结构与微生物群落结构的相关性.结果表明,3个对比人工湿地系统中,从床体表层到底层渗透系数逐渐升高的六层结构人工湿地(CW6)净... 详细信息

为查明造成不同基质结构人工湿地净化性能差异的微生物因素,利用高通量测序技术,研究水平潜流人工湿地基质结构与微生物群落结构的相关性.结果表明,3个对比人工湿地系统中,从床体表层到底层渗透系数逐渐升高的六层结构人工湿地(CW6)净化性能最高,其出水中COD、TN、NO-3-N及NH_4^+-N平均浓度分别为39、11、0.35及4 mg·L^(-1),其后为三层结构人工湿地(CW3),而单层结构人工湿地(CW1)的净化效果最差,平均出水浓度分别为95、21、0.60及12 mg·L^(-1).高通量测序结果显示,多层结构人工湿地中微生物OTUs略低于单层结构湿地,但其优势菌门变形菌门(Proteobacteria)和其属水平上的硝化与反硝化细菌的相对丰度却显著高于单层湿地.PCA和丰度热图分析结果显示,CW3和CW6床体中变形菌门(Proteobacteria)属水平上的微生物存在显著的空间分布差异,从而有利于污染物的分区降解,而CW1各样点间的微生物群落结构无显著性差异.

关键词：人工湿地基质结构微生物群落高通量主成分分析

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潜流人工湿地基质结构与水力特性相关性研究

环境科学 2014年第2期35卷 592-596页

作者：白少元宋志鑫丁彦礼游少鸿何珊桂林理工大学广西矿冶与环境科学实验中心桂林541004 桂林理工大学环境科学与工程学院桂林541004 桂林理工大学地球科学学院桂林541004

利用数值模拟方法结合实验手段,研究基质结构与系统水力特性的相关性,数值模拟结果表明,填料渗透系数对人工湿地水力效率影响很大,单层结构人工湿地系统中,填料渗透系数越大,流场分布越不均匀;由上到下填料渗透系数逐渐增加的分层填充... 详细信息

利用数值模拟方法结合实验手段,研究基质结构与系统水力特性的相关性,数值模拟结果表明,填料渗透系数对人工湿地水力效率影响很大,单层结构人工湿地系统中,填料渗透系数越大,流场分布越不均匀;由上到下填料渗透系数逐渐增加的分层填充方式能有效避免短流及死区的发生,提高系统水力效率.根据数值模拟结果构建两个人工湿地对比小试实验系统,并开展示踪实验对模拟结果进行验证,示踪实验结果表明,分层填充结构水力特性显著优于单层结构潜流人工湿地,二者有效体积比分别为0.87和0.49.可见,数值模拟方法能够有效应用于潜流人工湿地基质结构参数优化方面.

关键词：潜流人工湿地 Visual Modflow 数值模拟基质结构示踪

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基质结构对潜流人工湿地氮磷降解规律的影响

环境工程学报 2014年第11期8卷 4669-4673页

作者：谭良良解伊瑞文白少元林华解庆林游少鸿南宁建宁水务投资集团有限责任公司南宁530031 桂林理工大学广西矿冶与环境科学实验中心桂林541004

构建单层结构及多层结构水平潜流人工湿地小试实验系统,对城市污水处理厂尾水进行深度处理,研究基质结构对人工湿地床体中氮、磷沿程变化规律的影响。实验结果表明,单层基质结构人工湿地氮、磷的降解主要集中在深度为50~85 cm之间的床... 详细信息

构建单层结构及多层结构水平潜流人工湿地小试实验系统,对城市污水处理厂尾水进行深度处理,研究基质结构对人工湿地床体中氮、磷沿程变化规律的影响。实验结果表明,单层基质结构人工湿地氮、磷的降解主要集中在深度为50~85 cm之间的床体表层,底层区域(0~50 cm)浓度变化不显著;多层结构人工湿地床体中氮、磷的降解由进水口到出水口呈较为规律的推流变化,与单层结构系统相比,污染物降解主要发生区域有所扩大,集中在深度为40~85 cm的床体表层,且床体底层0~40 cm氮磷降解同样存在,只是降解速率略有降低。按照填料渗透系数进行多层填充的设计方式能够显著提升潜流人工湿地对污染物的净化性能,单层结构人工湿地系统对氨氮和总磷的平均去除率分别为40.1%和52.9%,而多层结构的平均去除率则为60.4%和73.1%。

关键词：基质结构推流潜流人工湿地氮磷去除

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基质结构对水平潜流人工湿地净化效果影响

环境工程学报 2012年第10期6卷 3449-3454页

作者：陈腾殊白少元王敦球许健林雨倩桂林理工大学环境科学与工程学院广西环境工程与保护评价重点实验室桂林541004

为研究基质填充结构变化对人工湿地净化效果的影响,构建2个不同基质结构的对比水平潜流人工湿地实验系统,对城市污水处理厂出水进行深度处理。实验结果表明,1～7 mm石英砂均混填充结构人工湿地系统对COD、NH4+-N和TP的平均去除率分别为4... 详细信息

为研究基质填充结构变化对人工湿地净化效果的影响,构建2个不同基质结构的对比水平潜流人工湿地实验系统,对城市污水处理厂出水进行深度处理。实验结果表明,1～7 mm石英砂均混填充结构人工湿地系统对COD、NH4+-N和TP的平均去除率分别为49.5%,40.1%和56.1%;比较而言,1～7 mm石英砂分层填充结构湿地系统对3种污染物的平均去除率分别为53.7%,60.4%和68.6%。方差分析表明,不同石英砂结构的人工湿地对COD、NH4+-N及TP的净化效果差异显著(p基质填充结构不同的湿地系统对以上3种污染物的净化效果也存在显著差异(p<0.05),去除率随着水力停留时间的增加而升高,当HRT为36 h时,各系统均能取得较好的净化效果。

关键词：潜流人工湿地基质结构优化方差分析

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基质结构对人工湿地运行性能的影响分析

水处理技术 2018年第12期44卷 91-95页

作者：丁海静丁彦礼游俊杰白少元游少鸿桂林理工大学广西矿冶与环境科学实验中心广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004

通过比较不同基质结构的水平潜流人工湿地(单层CW1,3层CW3,6层CW6)在不同负荷运行条件下对污染物的去除效果,对影响水平潜流人工湿地净化性能的3个因素——水力负荷、有机负荷和悬浮物负荷开展实验,并利用示踪实验考察运行负荷对系统水... 详细信息

通过比较不同基质结构的水平潜流人工湿地(单层CW1,3层CW3,6层CW6)在不同负荷运行条件下对污染物的去除效果,对影响水平潜流人工湿地净化性能的3个因素——水力负荷、有机负荷和悬浮物负荷开展实验,并利用示踪实验考察运行负荷对系统水力性能的影响。结果表明,在典型高、低2种不同水力负荷(0.16、0.80 m/d)条件下,进水有机负荷(COD、TSS)与去除率呈正相关关系,同时对COD、TSS的去除率具有显著性影响。示踪试验说明多层基质结构人工湿地较单层基质结构人工湿地有延缓系统堵塞的作用,提高系统污染物的去除效果。

关键词：人工湿地基质结构水力性能有机负荷示踪实验

基质结构与运行负荷对人工湿地堵塞及微生物特性影响研究

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基质结构与运行负荷对人工湿地堵塞及微生物特性影响研究

作者：游俊杰桂林理工大学

学位级别：硕士

近年来,人工湿地作为一种绿色生态的新型污水处理技术受到了广泛关注。但从目前已有的工程实践来看,人工湿地在运行一段时间后均出现不同程度的堵塞现象,因此研究人工湿地堵塞形成的机制并在此基础上寻找相应的对策就显得十分必要和迫... 详细信息

近年来,人工湿地作为一种绿色生态的新型污水处理技术受到了广泛关注。但从目前已有的工程实践来看,人工湿地在运行一段时间后均出现不同程度的堵塞现象,因此研究人工湿地堵塞形成的机制并在此基础上寻找相应的对策就显得十分必要和迫切。本文以不同流场分布人工湿地系统—单层(CW1)、三层(CW3)和六层(CW6)为对象,围绕影响水平潜流人工湿地堵塞的三个因素—水力负荷、有机负荷和悬浮物负荷开展实验,比较三种基质结构人工湿地在不同负荷运行条件下的堵塞形成规律,以及系统微生物群落结构的分布特征,主要结论如下:(1)高、低两种水力负荷运行条件下(HLR=0.16m/d,HLR=0.80m/d),进水污染物负荷(COD、TSS)与去除量呈正相关关系,水力负荷和污染物负荷对COD、TSS的去除率具有显著影响(P结构上,因堵塞而形成的“死区”主要存在于表层,而下层则出现“短流”现象;其中,CW1与CW6系统水力性能有明显差异性,CW1系统稳定性较差。(3)低水力负荷、高污染物负荷运行条件下,研究填料表面堵塞物的组成及分布规律,包括填料表面的无机物和有机物、微生物胞外聚合物和细菌数量等。结果显示,累积物在床体的进水端表层要多于出水端,并在深度上表现出逐渐下降的趋势,微生物胞外聚合物和细菌数量表现出相似规律,其中,不可溶有机物和无机物对基质堵塞形成影响较大;CW6较CW1系统床体堵塞物分布差异性要小。(4)利用高通量测序手段研究床体不同位置微生物种群多样性及群落结构。结果显示,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes),在CW1、CW3和CW6系统中这三种优势菌门总共占比分别为81.5%、85.0%和83.3%,总体上,各床体不同位置微生物存在差异性,进水端由表层至下层,三种优势菌门表现出逐渐下降趋势。CW1在门类水平上具有显著性差异。

关键词：人工湿地基质结构运行负荷堵塞微生物群落

美人蕉根系对不同基质结构水平潜流人工湿地水力特性的影响

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环境科学学报 2014年第6期34卷 1505-1509页

作者：宋志鑫白少元解庆林游少鸿丁彦礼何珊桂林理工大学广西矿冶与环境科学实验中心桂林541004 广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林541004

为了研究植物根系对不同基质结构潜流人工湿地水力特性的影响,根据填料渗透系数,分别设置单层及多层基质结构潜流人工湿地小试实验系统,以美人蕉作为湿地植物,在植物栽种前与成熟后对两系统分别开展示踪试验研究.实验结果表明,美人蕉根... 详细信息

为了研究植物根系对不同基质结构潜流人工湿地水力特性的影响,根据填料渗透系数,分别设置单层及多层基质结构潜流人工湿地小试实验系统,以美人蕉作为湿地植物,在植物栽种前与成熟后对两系统分别开展示踪试验研究.实验结果表明,美人蕉根系对于单层结构人工湿地水力特性有较明显的改善作用,有效体积从0.49提高到了0.53,短路值由0.60降低到0.41,水力效率提高最大由43%提高到59%.比较而言,植物根系对多层结构湿地有效体积和短路值有轻微负面影响,而对水力效率则有明显的改善作用(由64%提高到83%).此外,植物成熟后,两人工湿地系统中示踪剂回收率均有所下降,其中,单层结构湿地降低较显著,回收率由72%降到62%.可见,植物根系对系统水力特性有较大影响,应在人工湿地设计过程中给予考虑.

关键词：潜流人工湿地水力特性基质结构示踪试验