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复合垂直流构建湿地系统净化水体中的痕量有机物

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给水排水 2004年第8期30卷 21-23页

作者：赵文玉吴振斌成水平付贵萍贺锋桂林电子工业学院桂林541004 中国科学院水生生物所淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072

在稳定运行三年的复合垂直流构建湿地中试系统中进行了水体中痕量有机物的净化研究。进水为东湖茶港附近的湖水。水流方式为下行流 -上行流 ,进水方式采用间歇式 ,间隔为 8h ,水力负荷为 80 0mm3/(mm2 ·d)。采用C18反相SPE柱富集萃取... 详细信息

在稳定运行三年的复合垂直流构建湿地中试系统中进行了水体中痕量有机物的净化研究。进水为东湖茶港附近的湖水。水流方式为下行流 -上行流 ,进水方式采用间歇式 ,间隔为 8h ,水力负荷为 80 0mm3/(mm2 ·d)。采用C18反相SPE柱富集萃取中试系统的进出水及自来水 ,然后对其进行GC/MS分析 ,结果表明 ,东湖水主要为石油烃污染 ,酞酸酯类污染严重 ,自来水中亦存在痕量有机物的污染。复合垂直流构建湿地中试系统的出水比进水中痕量有机物的种类及数量均有所减少 ,说明这种系统有助于水体中痕量有机物的去除 ,由于其较少的二次污染。

关键词：复合垂直流痕量有机物净化湿地系统水污染湖泊富营养化

复合垂直流—水平流人工湿地系统处理二级生化尾水的实验研究

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复合垂直流—水平流人工湿地系统处理二级生化尾水的实验研究

作者：尚兴宝兰州交通大学

学位级别：硕士

我国污水处理厂二级尾水排放量大,且氮、磷浓度较高,对自净能力有限或已受到污染的受纳水体来说,排放的尾水中较高的氮、磷浓度仍会造成地表水污染和受纳水体的富营养化现象。尤其在我国西北干旱半干旱地区,由于地域、气候等区域性因素... 详细信息

我国污水处理厂二级尾水排放量大,且氮、磷浓度较高,对自净能力有限或已受到污染的受纳水体来说,排放的尾水中较高的氮、磷浓度仍会造成地表水污染和受纳水体的富营养化现象。尤其在我国西北干旱半干旱地区,由于地域、气候等区域性因素,大多数污水处理厂出水污染物浓度仅能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准,甚至超出该标准。另一方面,我国水资源呈现出总量多但人均占有量少、水环境污染严重和废水排放逐年快速增长的现状,污水深度处理和尾水资源化利用成为降低受纳水体的污染负荷和缓解水体的自净压力、推进城市化建设进程和解决城市缺水问题的首要选择。人工湿地系统以其投资及运行成本低、运行维护方便、去除氮磷能力强等特点而被广泛应用于各种水体治理,因此研究人工湿地系统对污水厂尾水的深度处理也具有重大意义。针对西北地区某些城镇污水处理厂的实际出水水质中有机物浓度低和氮、磷浓度相对较高的特点,本实验以废砖块和页岩陶粒为人工湿地的基质填料,并将西北地区常见植物芦苇和香蒲作为人工湿地的主要植物,在室外自然条件下构建复合垂直流-水平潜流人工湿地小试装置,研究了系统在启动阶段、稳定运行阶段和植物收割后对二级生化尾水中有机物(COD、BOD5)、氨氮(NH-N)、总氮(TN)及总磷(TP)等污染物的去除效果。同时,为考察二级生化尾水中较高浓度的氮、磷对两种湿地植物的影响程度,实验于植物移栽初期及收割前期分别检测人工湿地系统下行流池、上行流池和水平流池中两种湿地植物的生长生理指标和光合参数,分析了湿地植物芦苇和香蒲在处理二级生化尾水前后的生理生长特性变化,最终得出了以下结论:(1)在实验的启动阶段,随着移栽的芦苇和香蒲的逐渐成活生长,植物根系输氧能力增强,基质内好氧、兼氧、厌氧微生物数量逐渐增多,系统对COD、NH-N、TP的去除率由最初的52.94%、37.80%、53.51%分别上升至68.18%、76.61%、81.57%,此阶段芦苇和香蒲植株平均高度由移栽时的32cm、38cm增长到68cm、63cm,复合垂直流湿地床(IVCW段)植物长势好于水平流湿地床(HF段)。(2)稳定运行阶段湿地系统对NH-N、TN和TP的去除效果随着水力负荷增大而减小,而对COD、BOD5的净化效果受水力负荷影响较小。在0.15m3/(m2·d)的低水力负荷下,进水NH-N、TN和TP浓度在8.404.81mg/L、11.028.97mg/L、0.81.53mg/L之间时,复合垂直流-水平流人工湿地系统出水COD、BOD5和TP浓度分别低于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅰ类、Ⅳ类、Ⅲ类水质标准限值,而出水NH-N、TN浓度虽未达到地表水环境质量标准,但已远远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。(3)稳定运行阶段复合垂直流-水平流人工湿地对COD、NH-N、TN和TP的去除负荷随进水负荷的增加而呈线性增加趋势,而且并未表现出减缓的趋势,表明复合垂直流-水平流人工湿地在本实验范围内还能承载更高的进水污染负荷以充分发挥其纳污去污能力。(4)在稳定运行阶段,复合垂直流-水平流人工湿地系统在0.15m3/(m2·d)、0.25m3/(m2·d)、0.35m3/(m2·d)三种水力负荷条件下沿程COD、NH-N、TN和TP浓度呈现出先迅速降低、后缓慢下降的趋势,且湿地系统表层N、P的去除效率要高于中下层,尤其在复合垂直流湿地床下行流池进水端表层00cm范围内污染物均有一个快速降解的过程。(5)不同植物对氮、磷等污染物的吸收富集能力存在一定差异,各湿地床植物吸氮量高于吸磷量,而且植物收割对氮的去除能力有明显影响。因此,在实际应用中应根据耐污性强弱和氮磷吸收量的大小合理选择和配置适宜于不同流程的湿地植物,同时还应选择适当的时机收割湿地植物以强化人工湿地的污染物净化效果。(6)整个实验过程中,芦苇和香蒲长势良好,植物叶片中丙二醛(MDA)和游离脯氨酸(Pro)含量随湿地床污染物浓度升高而不同程度的增加,说明两种植物具有一定的自我防御能力,可以很好的适应二级生化尾水中污染物的胁迫。另外,尾水处理前后两种植物叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)随复合垂直流-水平流人工湿地系统流程加长而增大,表观叶肉导度(AMC)、气孔限制百分率(Ls)则相反,这表明二级生化尾水中适量的有机物、氮素、磷素等可以为香蒲和芦苇提供一定的营养物质而使得植株光合作用能力增强,进一步证明实验选择芦苇和香蒲作为人工湿地植物处理尾水是合理可行的。(7)复合垂直流-水平流人工湿地系统在启动-稳定运行-植物收割后三个阶段均可以有效削减进水污染物负荷,适用于城市污水的深度处理,二级水平流湿地床在一级复合垂直流湿地床

关键词：人工湿地复合垂直流水平流尾水处理植物生理生长特性

复合垂直流沸石床渗滤系统去除低污染水氮磷的研究

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复合垂直流沸石床渗滤系统去除低污染水氮磷的研究

作者：孙璐璐郑州大学

学位级别：硕士

本研究利用复合垂直流沸石床渗滤系统,通过监测装置内水质、沸石特性及微生物的运行情况,考察了渗滤系统对低污染水中氮磷的处理效果、沸石再生性能、及微生物的生长活动特性等。本渗滤系统采用人工配水,水力负荷为0.375m/(m·d),运行... 详细信息

本研究利用复合垂直流沸石床渗滤系统,通过监测装置内水质、沸石特性及微生物的运行情况,考察了渗滤系统对低污染水中氮磷的处理效果、沸石再生性能、及微生物的生长活动特性等。本渗滤系统采用人工配水,水力负荷为0.375m/(m·d),运行周期为10天进水,2天排干。系统对TN和NH-N平均去除率分别为24.4%、95.55%,NH-N浓度随水流方向降低迅速,出水NH-N浓度较好,优于国家地表水Ⅱ类水质标准,而NO3--N浓度随水流方向逐渐积累。系统内硝化作用强于反硝化作用,由于碳源不足,反硝化作用受限,TN去除率不高。沸石对NH-N的最大吸附量为0.89mg/g,解吸率为3.67%。排干复氧、加水曝气、加水静置与蒸汽气提四种方法的再生效果相差不大,基本上都能恢复沸石50%以上的吸附能力,本试验所采取的排干复氧法的电耗为零,且适宜于原位再生,是较佳的再生方法。系统对TP的去除率为37.21%,出水水质基本达到地表水Ⅳ类标准。沸石对磷的最大吸附量为3.26mg/g,解吸率为11.28%。渗滤池中沸石表面微生物量持续增长,微生物生长情况大致分为生长期和稳定期两个阶段,结果表明,该系统内微生物种类是一个从无到杂再到种类少而量多且稳定的过程,稳定期各池的优势微生物开始形成并稳定生长。

关键词：复合垂直流沸石人工渗滤系统氮磷低污染水

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复合垂直流构建湿地净化酞酸酯的初步研究

应用与环境生物学报 2002年第4期8卷 430-434页

作者：赵文玉吴振斌成水平付贵萍贺锋中国科学院水生生物所淡水生态与生物技术国家重点实验室中国科学院研究生院北京100039

为考察湿地对特殊污染物酞酸酯的净化作用 ,在温室中建造了专门用于酞酸酯研究的 2套下行流 -上行流湿地小试系统 .1号系统邻苯二甲酸二丁酯 (DBP)和邻苯二甲酸二 (2 乙基己基 )酯 (DEHP)污染负荷分别为 19.86mgL-1和 3.16mgL-1,2号系... 详细信息

为考察湿地对特殊污染物酞酸酯的净化作用 ,在温室中建造了专门用于酞酸酯研究的 2套下行流 -上行流湿地小试系统 .1号系统邻苯二甲酸二丁酯 (DBP)和邻苯二甲酸二 (2 乙基己基 )酯 (DEHP)污染负荷分别为 19.86mgL-1和 3.16mgL-1,2号系统DBP和DEHP污染负荷分别为 9.84mgL-1和 1.5 8mgL-1.试验时间为 4 5d,水力负荷为4 2 0Ld-1.结果表明 :构建湿地对人工配置污水中的酞酸酯有很好的净化效果 ,平均去除率达到 99.95 %以上 ,出水酞酸酯质量浓度为 10 -9级 ,均低于国家排放标准 (GB 8978 1996 ) .图 3表 3参 2

关键词：复合垂直流湿地净化酞酸酯

水力负荷与水流方式对新型复合垂直流人工湿地净化效果的影响

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环境工程技术学报 2021年第1期11卷 82-90页

作者：刘利邢芳芳赵文博王俭辽宁大学环境学院辽宁省本溪市城市新区开发建设管理办公室

以模拟城镇污水处理厂GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准出水为湿地进水,在间歇运行方式下,考察水力负荷和水流方式及有、无植物种植对新型复合垂直流人工湿地模拟系统去除污染物效果的影响。结果表明:新型复合... 详细信息

以模拟城镇污水处理厂GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准出水为湿地进水,在间歇运行方式下,考察水力负荷和水流方式及有、无植物种植对新型复合垂直流人工湿地模拟系统去除污染物效果的影响。结果表明:新型复合垂直流人工湿地模拟系统的最佳运行水力负荷为0.36 m^3/(m^2·d),最佳水流方式为垂直上行式(UVCW),此时出水总磷(TP)浓度和化学需氧量(COD)均达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅳ类水质标准;有植物(芦苇+水葫芦)种植时,湿地模拟系统对污染物去除效果明显,总氮(TN)、TP、氨氮(NH+4-N)和COD的去除率分别达72.20%、72.00%、81.13%和75.01%,其中出水TP、NH+4-N浓度与COD达到Ⅳ类水质标准。新型复合垂直流人工湿地应用时,建议水力负荷设为0.36 m^3/(m^2·d),选择UVCW水流方式,并搭配种植植物,以保证湿地的稳定运行和对污染物较好的去除效果。

关键词：复合垂直流人工湿地水力负荷水流方式去除效果

不同基质复合垂直流人工湿地对富营养化景观水的净化效果

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环境污染与防治 2007年第8期29卷 616-621页

作者：黄德锋李田同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

研究了两套不同基质复合垂直流人工湿地小试装置在不同季节对富营养化景观水的净化效果,分析了温度变化对污染物去除效果的影响,考察了微生物的硝化强度和反硝化强度以及基质理化性质对植物生长状况的影响,并探讨了氮、磷的去除途径。... 详细信息

研究了两套不同基质复合垂直流人工湿地小试装置在不同季节对富营养化景观水的净化效果,分析了温度变化对污染物去除效果的影响,考察了微生物的硝化强度和反硝化强度以及基质理化性质对植物生长状况的影响,并探讨了氮、磷的去除途径。结果表明:不同基质复合垂直流人工湿地随季节变化对浊度、COD和磷的去除效果差异不明显;温度降低对脱氮效果影响显著,对磷的去除影响不大。沸石-页岩湿地硝化强度和反硝化强度优于砾石湿地。采用沸石作为基质可以提高系统对氮的去除效率,促进湿地植物的生长。对氮、磷去除途径的分析表明:微生物的硝化反硝化作用以及基质对磷的吸附沉淀作用是复合垂直流人工湿地去除氮、磷的主要途径;植物吸收分别占湿地TN、TP去除量的16%和35%左右,也是个重要途径。

关键词：复合垂直流人工湿地景观水体硝化反硝化

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复合垂直流湿地去除模拟河水中氮磷的研究

环境工程技术学报 2012年第1期2卷 29-35页

作者：刘婧邢奕金相灿卢少勇郭家盛北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 中国环境科学研究院湖泊工程技术中心湖泊环境创新基地北京100012

构建无植物复合垂直流湿地系统,用于处理太湖梅梁湾模拟入湖河水,湿地以不同粒径的沸石为基质,以便于微生物的挂膜和氮的吸附。该系统为期5个月的氮、磷去除效果表明,在水力负荷为0.375m3/(m2·d),进水NH3-N,NO2--N,TN和TP浓度分别为3.8... 详细信息

构建无植物复合垂直流湿地系统,用于处理太湖梅梁湾模拟入湖河水,湿地以不同粒径的沸石为基质,以便于微生物的挂膜和氮的吸附。该系统为期5个月的氮、磷去除效果表明,在水力负荷为0.375m3/(m2·d),进水NH3-N,NO2--N,TN和TP浓度分别为3.8～5.1,0.9～1.8,6.6～8.5和0.32～0.47mg/L时,NH3-N,NO2--N,TN和TP的平均去除率分别为97.5%,95.5%,26.6%和18.9%;系统中N的去除主要依靠硝化反硝化作用,由于系统中缺乏碳源,抑制了反硝化过程,使硝化作用强于反硝化作用,导致出水NO3--N浓度升高,出水中的NO3--N浓度约占TN浓度的96.7%。

关键词：复合垂直流人工湿地模拟河水氮磷去除

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复合垂直流模块化人工湿地关键技术研究

黄河水利职业技术学院学报 2022年第4期34卷 15-19,26页

作者：靳晓颖冯峰刘翠黄河水利职业技术学院河南开封475004

为提升人工湿地的推广应用价值,建设生态、和谐、友好的城市空间,设计了复合垂直流模块化人工湿地模型,并通过试验监测氨氮、总氮、总磷、COD、DO等指标数据。试验结果表明,该人工湿地模型在污染负荷较低的情况下,氨氮去除率可达89%~96%... 详细信息

为提升人工湿地的推广应用价值,建设生态、和谐、友好的城市空间,设计了复合垂直流模块化人工湿地模型,并通过试验监测氨氮、总氮、总磷、COD、DO等指标数据。试验结果表明,该人工湿地模型在污染负荷较低的情况下,氨氮去除率可达89%~96%,总氮去除效率达到54%~75%,溶解氧浓度较高,但因所用填料吸附性较差,总磷去除效果不佳。

关键词：模块化人工湿地复合垂直流总磷总氮氨氮溶解氧

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两种复合垂直流人工湿地处理生活污水的研究

两种复合垂直流人工湿地处理生活污水的研究

作者：陈秀娟广西大学

学位级别：硕士

目前可利用的淡水资源在逐渐减少，传统生化处理工艺虽然效果较好，但处理成本高，使得生活污水的处理率低，而人工湿地处理生活污水系统具有成本低、净化效果好、景观价值高的特点，成为今后研究的趋势。本文利用筛选的植物，建立了复... 详细信息

目前可利用的淡水资源在逐渐减少，传统生化处理工艺虽然效果较好，但处理成本高，使得生活污水的处理率低，而人工湿地处理生活污水系统具有成本低、净化效果好、景观价值高的特点，成为今后研究的趋势。本文利用筛选的植物，建立了复合垂直流人工湿地(ⅣCW)系统及改进型复合垂直流人工湿地(ⅡⅤCW)系统。通过对两种不同构型人工湿地植物生长情况、生活污水净化效果、基质酶活性空间分布的研究，探寻运行模式较好、净化效果较佳的复合垂直流人工湿地构型和植物组合方式;分析了基质酶活性与污水净化效果的相关性，初探复合垂直流人工湿地的净化机理，为应用人工湿地处理生活污水提供理论依据和实践经验。主要研究结果如下： (1)水生植物筛选试验结果表明大水剑、太阳草、水罗兰的生长状况都很好，株高、鲜重增长都非常明显，对TP、COD、TN的净化效果都很好。最后选择了太阳草、大水剑作为人工湿地备用植物。 (2)人工湿地植物生长状况都很好，均无养分缺乏病症。两种构型间植物生长略有差异，除ⅣCW中美人蕉株高、分株数大于ⅡⅤCW中的美人蕉外，其余三种植物均是ⅡⅤCW构型中的生长状况比ⅣCW中的好。 (3)相同构型条件下，不同植物组合的人工湿地处理系统对污水的净化效果不同。与不种植物的人工湿地系统相比，种植植物的人工湿地系统净化效果普遍优于不种植物的湿地系统，其中以彩叶草—太阳草组合的湿地系统净化效果优于美人蕉—大水剑组合的。 (4)两种构型人工湿地对污水都具有较好的净化效果。在相同植物组合条件下，在去除有机污染物(COD)、脱氮(NH-N、NO-N、TN)方面均是ⅡⅤCW的去除效果要好于ⅣCW的。而对TP的去除则是ⅣCW的去除效果要好于ⅡⅤCW。 (5)人工湿地基质上层的磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶活性最高。同一构型人工湿地中，彩叶草—太阳草植物组合的酶活性普遍较美人蕉—大水剑植物组合的高。其中磷酸酶与脲酶活性变化规律为：上层(0～5cm)高于中层(5～15cm)，中层高于下层(15-25cm);而过氧化氢酶活性变化规律为：上层高于下层，下层高于中层。 (6)通过对上层基质酶活性与污水净化效果进行相关性分析，可以看出，基质磷酸酶活性与TP去除率之间存在极显著正相关(r=0.9975);基质脲酶活性与TN、COD的去除率呈显著正相关(分别r=0.9712，0.9592)。综合上述研究结果，可以看出，ⅡⅤCW构型净化效果优于ⅣCW;彩叶草—太阳草组合的净化效果优于美人蕉—大水剑组合，为探寻净化效果较佳的复合垂直流人工湿地构型和植物组合方式提供实验支持。

关键词：复合垂直流人工湿地净化效果酶活性