不同填料垂直流人工湿地系统的净化能力研究

以火山石、沸石、牡蛎壳、陶粒、麦饭石和砖红壤作为人工湿地填料,在水力负荷(0.5～1.5 m/d)的条件下,构建垂直流人工湿地模拟系统,进行单一填料和组合填料的污水净化实验。结果表明,单一填料砖红壤、牡蛎壳、陶粒和麦饭石人工湿地系统对有机物去除能力较好,COD的去除率在40%以上。砖红壤、麦饭石和沸石对总氮的去除率达到39%以上,火山石29%,牡蛎壳和陶粒填料对总氮去除率均低于20%。除砖红壤具有较好去除磷的能力86%外,其余填料系统对磷的去除效率均在30%左右。与单一填料湿地系统相比,9种组合填料系统对主要污染物的去除效率均有所增加,其对COD、TN和TP的去除率分别为54%～82%、40%～91%、47%～84%,且均优于单一填料系统。由此可见,在垂直流人工湿地系统中,通过选择适宜的填料组合,完全可以在相对较高的水力负荷条件下取得较好的处理效果。     

改进型和传统型复合垂直流人工湿地的净化效果研究

通过构建传统型复合垂直流人工湿地系统(Integrated Vertical Flow Constructed Wetlands System:IVFCWS)和改进型复合垂直流人工湿地系统(Improved Integrated Vertical Flow Constructed Wetlands System:IIVFCWS),并在其中分别种植彩叶草-太阳草(Coleus blumei-Toninafluviatilis:CT)和美人蕉-大水剑(Canna indica-Acorus calamus:CA),以无植物人工湿地系统为对照,比较研究不同植物组合下两种构型的人工湿地系统对生活污水的净化效果.结果表明,IIVFCWS对COD_(Cr)、NH~+_4-N、TN的净化效果显著优于IVFCWS,而对TP的去除效果则是IVFCWS较IIVFCWS强.有植物的人工湿地系统去除污染物的效果较无植物的对照系统好,其中彩叶草-太阳草组合湿地系统的去除效果较美人蕉-大水剑组合的强,分别为:COD_(Cr)的平均去除率在80.8%-52.8%之间;NH~+_4-N的去除率在93.6%～52.3%之间;TN的去除率在96.4%～67.6%之间,TP的平均去除率均达93.6%以上.     

人工湿地中不同深层基质净化畜禽养殖废水的研究

选用活性炭与炉渣(3:1)、陶粒和火山岩作为垂直流人工湿地基质,进行不同基质净化畜禽养殖废水的效果研究.结果表明:3种基质对总磷(TP)都有很好净化效果,最大去除率分别得到了99.8%、82.2%和93.3%;三者对浊度也有很强的去除效果,分别得到了99.3%、90.6%和82.8%.活性炭与炉渣混合基质对生物需氧量(COD)和总氮(TN)去除比陶粒和火山岩强,可达到93.2%和68%.在0～5天这个时间段,模型内污水各项指标降低迅速,随后对废水的净化效果趋于稳定.     

复合垂直流人工湿地除氮磷效果研究

利用复合垂直流人工湿地处理低浓度典型生活污水,研究了运行方式和水力负荷对氮、磷的净化效果。结果表明,周期6h(进水3h间歇3h)对氮、磷的净化效率最高,美人蕉湿地床的NH3-N、TN、TP出水水质分别为3.51、6.00、0.26mg/L,去除率分别达到73.50%、70.54%、92.50%;风车草湿地床NH3-N、TN、TP的出水水质为4.91、6.96、0.33mg/L,去除率分别达到58.10%、65.84%、91.60%。各指标均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级A标准。对水力负荷的进一步研究结果表明,水力负荷从高降低至363mm/d时,美人蕉湿地床出水NH3-N、TN、TP分别为5.86、8.24、0.61mg/L,风车草出水NH3-N、TN、TP分别为5.46、9.22、0.69mg/L,两湿地床的NH3-N、TN均低于一级A标准,出水TP低于一级B标准;进一步降低水力负荷至181mm/d时,出水的氮、磷指标均达到一级A标准。     

不同基质垂直流人工湿地对城市污水的净化效果

选取石英砂、煤灰渣和高炉渣作为介质，再按适当的比例配以有机质和土壤组成人工土填料处理柱，进行了不同基质垂直流人工湿地对城市污水的净化效果研究。为期1a多的运行试验结果表明，煤灰渣基质对化粪池出水中COD、BOD，和TP的去除率分别达到71％～88％、80％～89％和70％～85％。高炉渣基质对化粪池出水中COD和BOD，的去除率分别为47％～57％和70％～77％，但对总磷的去除率高达83％～90％。石英砂基质虽然对化粪池出水中COD、BOD5和TP的去除率分别为36％～49％、65％～75％和40％～55％，但其导水能力最好，水力负荷最高。     

上行垂直流人工湿地处理景观湖水的工艺研究

研究了上行垂直流人工湿地工艺对景观湖水的浊度、CODcr、氨氮、总磷和叶绿素-a的去除效果。试验结果表明,该工艺能有效地对景观湖水进行修复,浊度、CODcr、氨氮、总磷和叶绿素-a的去除率分别为48.4%、33.1%、23.9%、26.6%和40.5%,同时减少了堵塞问题对湿地系统的影响。     

高效垂直流人工湿地在小区水处理中的应用

随着建筑小区对环境的生态功能、水环境质量、污水处理成本以及水资源综合利用的需求逐步提高,势必需要引入和发展一种成本低、管理方便、运行稳定可靠的新型生态治污技术。深圳市环境科学研究院研发的高效垂直流人工湿地技术由于具有景观效果好,污染物去除效率高等特点已被广泛地运用于小区污水处理回用和湖水循环净化。大量实践结果表明：系统对SS,COD,BOD5,NH4-N,TP具有较高的去除效果,在水力负荷0.33～0.50m/d条件下,去除率大部分达到80%以上;出水水质均达到城市污水再生循环利用水质标准。     

垂直流-表面流复合人工湿地系统对污水的净化效果研究

[目的]研究垂直流-表面流复合人工湿地系统对污水的净化效果。[方法]采用表面流湿地与垂直流湿地组合成的复合人工湿地系统对污水进行处理,研究该系统在水力停留时间分别为48、24、12、6 h时对污水的净化效果。[结果]垂直流湿地对COD、BOD的去除率达52%以上,复合湿地系统对有机物的去除率随水力停留时间的增加而有所增加,对COD、BOD的去除率分别为62%~70%、60%~82%。表面流湿地在N的去除上起比较重要的作用,复合湿地系统对TN、NH4+-N的去除率分别为23.5%~46.4%、42.85%~80.38%。垂直流湿地对TP的去除效果明显好于表面流湿地,在不同配水条件下,复合湿地系统对TP的去除率达47.84~73.56%。[结论]垂直流-表面流复合人工湿地系统对污水的净化效果较好。     

复合垂直流人工湿地脲酶和磷酸酶活性与黑臭河水净化效果

[目的]研究复合垂直流人工湿地脲酶和磷酸酶活性与黑臭河水的净化效果。[方法]以蜂巢石和软性填料为基质,通过构建生物栅复合垂直流人工湿地系统强化处理黑臭河水,并测定人工湿地不同功能区中2种填料的脲酶和磷酸酶活性,研究2种填料在不同功能区的挂膜性能。[结果]软性填料生物膜上的脲酶和磷酸酶活性显著高于蜂巢石填料生物膜上的活性,说明选择软性填料更利于生物膜的生长;脲酶活性与总氮的去除率显著相关,而磷酸酶活性与总磷的去除率相关性不显著。[结论]该研究结果为利用脲酶和磷酸酶活性作为评价黑臭河水净化效果和挑选合适的填料提供了依据。     

垂直流人工湿地中污染物的沿程变化

以垂直流湿地处理生活污水为例,通过对两种垂直流湿地中不同深度填料中水样的分析,讨论了5个水力负荷条件下,CODCr、NH4^＋-N、TN、NO3^--N浓度的沿水流方向变化。结果表明,水力负荷为8．5、10．6、14．1cm·d^-1时,多层填料（1#）湿地和双层填料（2#）湿地中的CODCr浓度均涮缝降低,在0-20cm浅层填料处,即可去除绝大部分的有机污染物。1#湿地和2#湿地中NH4^＋-N、TN、NO3^--N浓度的沿程变化桎不同的水力负荷条件下差异较大。比较分析表明,垂直流湿地的填料结构和水力负荷影响硝化和反硝化反应的进程,从而影响氮污染物的沿程变化。     

水力负荷对垂直流人工湿地堵塞的影响

[目的]为了缓解人工湿地的堵塞问题,探讨水力负荷对垂直流人工湿地堵塞的的影响。[方法]该试验通过人工土柱模拟垂直流人工湿地,设置4个水力负荷水平即50、100、150、200 cm/d,找出水力负荷对人工湿地堵塞的影响,并探索该因素运行过程的阈值。[结果]不同水力负荷水平在人工湿地堵塞过程中影响较大,在高水力负荷条件200 cm/d下,系统有效使用寿命只有半年时间,而且可以推测单因素水力负荷的阈值应该处于100~150 cm/d之间;低水力负荷系统的运行时间还可以持续6个月,中水力负荷系统的运行时间还可以持续3个月。[结论]对以后湿地堵塞试验提供分析依据。     

复式潜流湿地净化生活污水的试验研究

研究了新型复式潜流人工湿地对生活污水的净化效果。在不同水力负荷、季节、曝气方式等条件下经过小试试验,分析了该湿地对污染物净化效果的影响。结果表明,该系统出水水质稳定,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准。在水力负荷184 mm·d^-1条件下COD、NH₃-N去除率最大分别可达87.2%、68.9%。冬季低温条件下对各类污染物去除率仍大于20%。正交试验分析得知,最佳运行条件是气温28.6℃、水力负荷0.184 m³·m^-2·d^-1、水力停留时间2.4 d。对比试验表明,采用预曝气方式对湿地净化效果明显优于厌氧处理。     

高效垂直流人工湿地对污水的深度处理

深圳市环境科学研究院研发的高效垂直流人工湿地由于具有景观效果好、污染物去除效率高等特点,已被广泛地应用于污水深度处理工程.大量实践结果表明,该系统对SS、CODCr、BOD5、NH3-N、TP具有较高的去除效果,出水水质均达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅲ或Ⅳ类水质标准.     

浸润线高度对垂直潜流湿地处理效果的影响研究

针对污染物浓度较高的猪场沼液,开展了不同浸润线高度下垂直潜流湿地处理效果的对比研究。试验结果表明:湿地浸润线可改变湿地填料层中的溶解氧分布和水力流态,从而造成了3种类型湿地系统对猪场沼液处理效果的差异;在不同水力负荷下,中浸润线垂直潜流湿地(VSSF-M)对猪场沼液中各项污染物的去除效果均好于低浸润线垂直潜流湿地(VSSF-L)和高浸润线垂直潜流湿地(VSSF-H);中浸润线垂直潜流湿地利用溶解氧梯度在填料层内实现了好氧区、缺氧区和厌氧区的共存,从而使硝化作用与反硝化作用在同一系统内完成,提高了系统的脱氮能力;中浸润线垂直潜流湿地系统还可适当增大系统的水力停留时间(HRT),并可优化水力流态,从而进一步改善湿地系统的净化效果。因此,结合处理效果和出水水质的稳定性,中浸润线垂直潜流湿地对浓度较高的猪场沼液具有较高的去除效率。     

不同水力负荷下两类湿地脱氮效果对比研究

在不同水力负荷下,对比研究了复合垂直流人工湿地和潜流人工湿地对污水处理厂二级出水的脱氮效果。结果表明,复合垂直流人工湿地系统对NH_4~+-N的去除能力显著高于潜流人工湿地系统(P0.05),但是两类湿地系统对TN的去除能力差异并不显著(P0.05)。水力负荷越低,两类湿地系统对NH_4~+-N、TN去除率的差距越明显。以脱氮为主要目标时,复合垂直流人工湿地系统最佳的水力负荷为0.6~0.8 m/d,潜流人工湿地系统水力负荷可取低值0.4~0.6 m/d。     

垂直流湿地对生活污水中磷的去除效果研究

在5个不同的水力负荷条件下,研究了2种填料结构的垂直流湿地对低浓度生活污水中磷的去除效果。结果表明,运行初期人工湿地填料的结构和水力负荷对污水中磷的去除有一定的影响。水力负荷为8.5、10.6、14.1和21.2cm·d-1时,双层填料湿地(1号湿地)对磷的去除效率均可高达97.5%。多层填料湿地(2号湿地)的水力负荷为8.5和10.6cm·d-1时,对磷的去除率可达96.3%;当水力负荷为14.1、21.2和42.4cm·d-1时,人工湿地对TP的去除效率随水力负荷的增大而逐渐降低,分别为92.7%、81.2%和34.5%。磷的静态吸附实验表明,填料对磷的吸附是非常有限的。填料对磷吸附饱和前,垂直流湿地对生活污水中的磷具有良好的去除效果;填料磷吸附饱和后,去除效果较差。     

垂直流人工湿地技术在北方污水处理及回用工程中的应用

以垂直流人工湿地为核心的污水处理系统用于天津某镇污水处理及回用,系统去除效果好,运行稳定,出水可作为人工湖的补水。外界温度为20～30℃时,整个系统对CODCr、BOD5、SS、NH3-N和TP平均去除率分别为89.2%、95.4%、92.3%、89.8%和92.2%;外界温度为-6～4℃时,整个系统对CODCr、BOD5、SS、NH3-N和TP平均去除率分别为86.7%、94.2%、89.6%、84.0%和89.8%。人工湿地污水处理系统可通过优化运行参数来减少低温对系统造成的不利影响。