复合潜流人工湿地试验平台水力特性及去除效果研究

通过对构建的多级垂直流湿地系统各种水力学参数的测定,建立一套下行流-上行流复合潜流人工湿地试验平台,旨在揭示构建湿地系统污染物去除与其水力特性之间的相关关系;研究处理城镇生活污水的理论与方法。通过研究得出,试验平台对COD和NH_4~+-N污染指标具有明显的处理效果,运行深度对处理效果影响较小,去除效果随进水浓度上升而趋于稳定,呈现一定的正相关关系;并利用multcompare函数绘制各指标相应的交互式多重比较图形,得出在COD和NH_4~+-N处理中,最佳的水力负荷梯度区间为0.356~0.378 m~3/(m~2·d),COD最佳水力停留时间梯度区间为0.76~0.80 d,NH_4~+-N最佳水力停留时间梯度区间为0.79~0.85 d。     

组合人工湿地系统对养殖废水净化效果的研究

采用垂直流和水平潜流人工湿地构成复合型人工湿地系统,对水产养殖废水进行处理,研究该复合型人工湿地系统对污水中TP、TN、NH_4~+-N和NO_2~--N的去除效果。结果表明:TP的去除率为82.45%至99.79%,平均去除率为92.75%;TN的去除率为74.09%至84.63%,平均去除率为79.33%;NH_4~+-N的去除率为35.27%至99.13%,平均去除率为67.84%;NO_2~--N的去除率为53.62%至75.98%,平均去除率为63.38%。该复合型人工湿地系统对TP去除率优于TN,并对重富营养化水体的净化效果优于异常营养化水体。     

基于地下水回灌系统工程的原水预处理试验研究

针对采用FeCl_3絮凝沉降预处理河水原水后,注入功能性人工湿地系统,由经功能性湿地系统二次净化处理后,再由池塘入渗补给地下水的地下水回灌系统工程,利用单因素试验考察FeCl_3对绵远河水原水浊度、COD、TP、TN、NH_4~+-N污染指标的去除效率,分析三氯化铁投加量与沉淀时间对污染指标去除效果的影响。结果表明,FeCl_3试剂对浊度、TP的去除效果显著,浊度的最终去除率为94.507%~98.399%,TP的最终去除率为55.519%~95.130%;对COD、TN的去除效果较为明显,COD的最终去除率为29.869%~50.955%,TN的最终去除率为14.970%~65.945%;对NH_4~+-N的去除效果不明显,NH_4~+-N的最终去除率为5.714%~9.909%。污染去除率受污染的初始浓度、FeCl_3用量、静置沉降时间共同影响。总体而言,污染的初始浓度越大,其去除效率越高;污染浓度随时间增加而降低,去除率随时间增加而增大。相同时间内,FeCl_3浓度越大,去除率越高,污染降低越快;不同FeCl_3浓度达到相同污染去除率时,FeCl_3浓度越低,所需时间越长;FeCl_3浓度越高,所需时间越短。     

污水排海口底泥厌氧氨氧化菌的富集培养与脱氮效果

以污水排海口区域底泥作为接种污泥,采用厌氧序批式反应器(anaerobic sequencing batch reactor,ASBR),利用本地海水调配的模拟含氮污水(盐度约26,NH_4~+-N和NO_2~--N质量浓度均为70 mg·L-1)对沉积物中的厌氧氨氧化菌进行富集驯化培养。在pH值7.5~7.9和温度30℃条件下,经过55 d的富集驯化培养,成功启动了厌氧氨氧化反应器。该反应器运行70 d后达到稳定,对模拟污水中的NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率均达到了98%以上。当模拟污水中的NH_4~+-N和NO_2~--N质量浓度提高到140 mg·L-1时,NH_4~+-N的平均去除率为74.7%,而NO_2~--N的平均去除率仍达到99.2%,此时二者的去除量之比为1∶1.33,非常接近厌氧氨氧化反应的理论化学计量关系。把ASBR运用于实际污水的脱氮处理时,其NH_4~+-N和NO_2~--N的平均去除率分别降为67.0%和85.1%。     

人工湿地净化尾水效果的研究

采用种有美人蕉(Canna indica)的水平流和垂直流人工湿地对污水处理厂尾水进行处理,通过检测COD、TN、NO_(3-)-N、NH_(4+)-N、TP等指标分析探讨温度、pH和进水指标等因素对湿地系统净化能力的影响。COD、NH_(4+)-N、NO_(3-)-N、和TN去除率可分别高达66%、98%、62%和79%,其中NH_(4+)-N经湿地系统处理后可达到《地表水环境质量标准》(GB 18918-2002) I类标准。TN、NH_(4+)-N、TP在垂直流湿地系统中的去除率均高于水平流湿地系统,COD在水平流湿地系统中的平均去除率(53. 5%)却高于垂直流湿地系统(47. 3%)。通过对水平流和垂直流湿地净化尾水效果的分析比较,表明垂直流湿地系统比水平流湿地系统在净化尾水方面更具优势。此外,Pearson相关性分析表明人工湿地系统中进水NH_(4+)-N浓度和气温对TN、NO_(3-)-N和NH_(4+)-N的去除有显著影响。上述研究结果能为高效运用人工湿地处理污水处理厂尾水提供科学依据和技术指导。     

人工地质体反滤层模型在人工湿地系统污水处理中的应用

通过开展人工地质体的长管试验和基质级配试验,检验人工地质体处理污水可行性和达到最优净化效果所需粒径组合与合理填料厚度。长管试验模仿反滤层结构,以石英砂和大理石砂等为填料组合多孔介质人工地质体,采用多阶梯设计,结果显示对COD、TP、TN、NH_4~+-N的有效去除率分别可以达到24.11%、61.23%、46.99%和81.79%。级配试验采用3级处理单元串联方式构建人工湿地试验平台系统,以石英砂、石灰岩颗粒和砾石为填料,按照不同基质配比和组合形成6组对照试验组进行试验,结果表明2号试验组对TP和COD的去除率最高,分别达到92.86%和64.59%;3号试验组对TN、NH_4~+-N的去除率最高,分别达到49.51%和11.08%;试验结果表明填料为5~10 mm粒径厚层砾石和单一粒径石灰石层颗粒条件下污染物去除效果更好。两期试验结果表明人工地质体反滤层设计对污水净化效果理想,具有广泛的推广意义。     

MEC/AnMBR反应器组合处理生活污水

介绍了微生物电解池与厌氧膜生物(MEC-An MBR)反应器处理废水的作用机理.在尽量利用原有水处理设施前提下,以衡阳市某污水处理水厂的生活污水为处理对象,运用微生物电解池—厌氧膜生物(MEC-An MBR)反应器组合工艺对其进行中试试验,规模为1 m~3/h.结果表明,该组合工艺能够明显提高生活污水的处理效率,减少膜污染,经处理后化学需氧量(COD)平均去除率可达88.8%,NH_4~+-N去除率为88.3%,TN去除率为72.1%,出水水质可达到《城镇污水污染物排放标准》一级标准,并能实现处理过程中稳定回收甲烷,减少能耗的目的.     

沸石曝气生物滤池处理农村生活污水的实验

采用曝气生物滤池(BAF)系统,进行沸石和普通沙子作为滤料处理模拟农村生活污水的对比实验。实验结果表明,停留时间为8 h,沸石曝气生物滤池(ZBAF)和沙子曝气生物滤池(SBAF)对COD去除率分别为88.39%和79.38%;ZBAF和SBAF对TN去除率分别为72.17%和49.49%。沸石作为曝气生物滤池的填料,更有利于农村生活污水中COD、NH4+-N和TN的去除。ZBAF的出水TN和COD浓度均达到了污水排放国标一级标准。     

生物接触氧化法处理农村河道受污染水体中试研究

为了提高生物接触氧化法修复农村受污染河道水体的处理效果,构建了处理规模为150 m~3/d的河道模拟装置,系统开展了生物接触氧化法处理农村河道受污染水体运行控制参数优化研究。讨论了弹性填料、组合填料、悬浮球填料在较佳工况下对CODCr、NH_4~+-N、TN、TP的去除效果。结果表明:气水比6∶1~8∶1、CODCr容积负荷0.1~0.5 kg/(m~3·d)、水力负荷2.4~7.2 m~3/(m~3·d)时,系统对污染物有较好的去除效果。中试系统较优工况运行时,相较于空白对照,装填填料对各污染物的去除效率提高20%~30%。组合填料对CODCr、NH_4+~-N、TN、TP的去除率分别稳定在74.87%、78.37%、34.39%、44.69%以上,优于弹性填料和悬浮球填料。研究结果可为提高生物接触氧化法对农村河道受污染水体处理效果提供技术支持,对生物接触氧化法修复受损河道水体工程实践具备一定的参考意义。     

新型生物膜反应器处理传统村落生活污水的挂膜研究

利用自主设计的一套新型生物膜反应器处理传统村落生活污水,采用人工投加活性污泥的挂膜方法对反应器进行挂膜启动,研究了COD负荷、C/N比以及回流比对反应器运行效果的影响.实验结果显示:投加活性污泥的挂膜方式能够在较短的时期内挂膜成功,且挂膜过程中生物膜外观以及微生物相变化都较为明显;挂膜成功后,COD和NH_4~+-N的去除率达到85%以上;在运行过程中,该生物膜反应器的运行效率受COD负荷、C/N比和回流比的影响较大,在COD负荷为0.25 kg/(m~2·d)、C/N比为10.2、回流比为9.17时,反应器的COD和NH_4~+-N去除率最高,分别达到91.46%和88.65%.     

生物滞留系统去除氮的影响因素研究

传统雨水生物滞留系统对氮的去除很不稳定,为了提高硝氮和总氮的去除效果,尝试在生物滞留系统底部增加内部淹没区,提供所需的缺氧环境并延长系统内雨水的停留时间,改善系统的除氮能力。对有淹没区运行条件下进水有机物浓度和滞留时间除氮的影响进行了试验。结果表明系统在有淹没区和无淹没区运行条件下,对NH₄₊-N的平均去除率均在90%以上。无淹没区时系统对NO_3--N的去除率为21%。有淹没区时(滞留时间2 h)系统对NO_3--N和TN的去除作用显著提高到74%和78%。淹没运行时进水中COD浓度可以显著影响NO_3--N的去除效果,当COD浓度为0-100 mg/L,NO_3--N(7-9 mg/L)去除率随COD浓度的增加而显著升高。滞留时间对NO_3--N去除效果的影响较为明显,滞留时间从1 h增加到8 h,系统的NO_3--N平均去除率从21%增加到93%。     

城市绿地对雨水径流污染物的削减作用

采用模拟城市绿地和降雨系统装置研究城市绿地对径流雨水污染物的削减作用,通过对降雨过程及降雨后装置内土壤微生物数量、生化作用强度及土壤性质的分析,初步研究了城市绿地对雨水径流污染物的削减作用机理.结果表明：在2 h的降雨过程中模拟绿地对雨水中COD_Cr、氨氮、硝态氮、总氮和总磷的平均削减率分别为41.3％,44.1％,38.5％,38.2%和39.0％.随着降雨时间的延长,削减率逐渐降低.绿地系统对径流污染物的去除是生物与非生物共同作用的结果.在降雨过程中污染物的去除主要依靠土壤及植物根系的吸附、过滤和截流作用,降雨后的5～8 d内土壤微生物的生化作用最强,并且土壤有机质、总氮和总磷含量逐渐降低,主要进行的是微生物对吸附于土壤颗粒表面的污染物的分解作用.两周后总氮和有机质在土壤中还有一定的累积,总磷含量基本达到降雨前的水平.     

人工湿地在我国污染河水治理中的应用及去除效果统计分析

对国内人工湿地处理污染河水的研究应用及发展进行了介绍和总结.湿地类型主要有表面流、水平潜流、垂直流和组合工艺,通过收集其所在地、占地面积、工艺流程、几何尺寸、填料、植物、进水浓度、水力负荷、水力停留时间及重铬酸盐指数(CODCr,简称COD)、高锰酸盐指数(CODMn)、5日生化需氧量(BOD5)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、悬浮物(SS)等污染物去除率,构建了处理污染河水的各类型人工湿地资料库,并总结了各类型湿地在国内污染河水治理中的地理分布特点和湿地类型应用特点.统计分析各种类型湿地对各污染物的去除效果,并用t-test和one-way ANOVA进行差异性分析,结果表明垂直流及组合工艺人工湿地对污染河水中COD的去除效果明显优于表面流和水平潜流,各类型湿地对TN、NH4+-N、TP等氮磷污染物的去除效果差异并不显著,但垂直流及复合垂直流对TN、TP去除的稳定性优于其他3种类型.     

模拟河道生物反应器原位修复受污染水源水研究

以弹性填料为载体,考察了模拟河道生物反应器处理受污染水源水过程挂膜启动特性,并对曝气强度、水力停留时间(HRT)等工艺参数进行了系统性能影响研究.结果表明,模拟河道反应器经24 d挂膜启动后,氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、高锰酸盐(CODMn)的平均去除率分别达61.0%,29.6%,16.0%;HRT 24 h、体系溶解氧(DO)质量浓度(ρ)5.5~6.5 mg.L-1条件下,反应系统具有稳定的污染物去除能力,NH3-N,TN,TP,CODMn的去除率分别达到75.0%,11.1%,11.1%和26.1%.同时,增大曝气量和缩短HRT,污染物的去除效果均略有下降,后者对生物膜去污性能的影响较大.镜检结果发现,模拟河道反应器运行过程填料表面逐渐发生变化,由无色向棕褐色、褐绿色转变,并出现了藻类、细菌和后生动物等,生物量逐渐增多.结果初步揭示,填料表面附着的生物量及微生物种类与其对污染物的去除效率具有一定的相关性.     

8种挺水植物对污染水体的净化效果比较

通过室外盆栽实验,研究了8种挺水植物在不同水力停留时间对污染水体的净化效果。结果表明各实验植物对COD、NH+4 N、TN和TP的去除率随水力停留时间的延长而增加。水力停留时间为5?d时,除三棱草（Sparganium stenophyllum Maxim.）外,其它植物对COD均有明显的去除效果,其中,菖蒲（Acorus calamus L.）、水葱（Scirpus validus Vahl.）、宽叶香蒲（Typha latifolia L.）及黄花鸢尾（Iris wilsonii C. H. Wright）去除COD的效果较好,去除率达到90%左右。水力停留时间为7?d时,与无植物空白相比,各植物其NH+4 N和TN去除率分别提高15.0%～41.8%和6.7%～25.1%,其中宽叶香蒲、茭白和黄花鸢尾对NH+4 N和TN的去除性能尤为突出。8种植物中,茭白（Zizania latifolia Turcz.）和宽叶香蒲TP去除性能较好,其TP去除率分别提高10.8%和11.2%,其余6种植物的TP去除率与对照之间均无显著差异。综合分析,宽叶香蒲、茭白和黄花鸢尾可作为南四湖人工湿地备选植物。     

应用生物强化技术对含食品废水的污水中菌群的改造研究

为改良活性污泥性能,采用生物强化技术,在含食品废水的污水处理厂曝气池中投加具有高效降解蛋白质、脂肪、苯胺的复合微生物菌剂(由异养硝化-好氧反硝化菌株以及反硝化聚磷菌组成),有效降低出水总氮(TN)、氨氮(NH₃-N)、COD,使其水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中规定的一级 A标准。实验结果表明:于曝气池投加复合菌剂后,出水水质有了很明显提升,二沉池出水TN去除率达到93.48%,在原有基础上提高近70%;NH₃-N去除率达83.15%,在原有基础上提高60%以上;COD去除率达到91.40%。在复配菌剂生长成熟并和曝气池内土著微生物形成共生菌群后,停止加菌2个月,并在此期间控制回流污泥,从而将生化池中污泥质量浓度持续降低(从9000mg/L降低到6000mg/L左右)。最终系统TN、NH₃-N、COD能够稳定达到GB18918—2002规定的一级 A标准,大大减少了原系统运行能耗。     

流型、植物种类和基质厚度对人工湿地去除废水中氨氮的影响

实验模拟人工湿地,以沙、土混合物为基质,比较了水平潜流和垂直流、不同植物、不同基质厚度对氨氮(NH_4~+-N)处理效果的影响,并分别进行了分析。实验表明,水平潜流和垂直流NH_4~+-N去除率分别达到59%和68%,垂直流人工湿地处理效果较好的原因是垂直流为硝化创造了有利的条件。金边吊兰、金钱草、绿萝对NH_4~+-N的平均去除率依次为46%、60%和70%,分析认为根系是影响NH_4~+-N去除效果的主要因素。以金钱草做湿地植物,基质厚度为6 cm时去除效果最好,最大去除率达到74%,表明基质厚度与植物根系长度相适应时,NH_4~+-N的去除效果最佳。研究结果为深化湿地去除NH_4~+-N的理论研究和应用推广提供了支撑。     

水生植物浮床对城市污染水体的净化效果研究

以香菇草(H ydrocot yle vulgaris)、睡莲(Nym phaea tetra gona)和西伯利亚鸢尾(Iris sibirica)3种水生植物为试材,制成植物浮床,研究3种植物以及无植物浮床对城市污染水体中污染物的净化效果,试验共持续35 d.结果表明:3种植物在污染水体中能保持较强生命力,试验结束...     

多层纤维球生物滤池净化工厂化养殖循环水处理

针对传统工厂化循环水养殖系统能耗偏高、工艺复杂等缺点,研发了一种新型多层纤维球生物滤池反应器。该反应器实现了在零换水条件下去除SS和含氮污染物,同时达到高DO出水的效果。结果表明,实验室条件下,自然挂膜的方式使纤维球形成外部好氧、内部缺氧的环境,反应器可以同时完成硝化和反硝化过程。此外,分析了不同水循环率对反应器的影响。在水循环率为3次/d时:NH~+_4-N质量浓度降低到0.2 mg/L,去除率可达到96.15%;NO~-_3-N去除率稳定在70%左右;NO~-_2-N质量浓度低至0.1 mg/L,去除率高达95.82%;出水COD质量浓度降至4.0 mg/L,去除率达到60%以上;SS去除率高达100%。该反应器较好地实现了养殖废水的同步硝化和反硝化过程。     

Optimization of Four Kinds of Constructed Wetlands Substrate Combination Treating Domestic Sewage

Based on the static and dynamic experiments, this paper has analyzed the adsorbing capacity for domestic wastewater pollutant （COD, NH4^＋-N and TP） of four kinds of constructed wetlands substrate which were fly ash, hollow brick crumbs, coal cinder and activated carbon pellets in single and combined condition. In the static experiments, the adsorbing capacity of four substrates all grew as the adsorbing dose increased. In adsorbing COD, each substrate＇s adsorbing capacity rises with the adsorbing dosage. Simultaneously, experiments show that all the adsorption of the four kinds of substrate for COD, NH4^＋-N and TP follows the Freundich Rule. The dynamic experiment demonstrated that the adsorbing capacity of combined substrates is bigger than that of single substrate. Fly ash in combination with small coal cinder adsorbs COD the best, while it takes in NH4^＋-N and TP the best when working with hollow brick crumbs. The combination of the two raises the removal rates up to 89% and 81% respectively. Given high cost and low adsorbing effect, activated carbon is not a suitable candidate for constructed wetlands substrate.