复合人工湿地系统酶活性及其与污染物净化效果的相关性(精)
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人工湿地去除污染物机理人工湿地是由基质、水体、水生植物、好氧或厌氧微生物种群、水生动物组成的复杂生态系统。
人工湿地主要由植物、基质、微生物与自然生态系统,通过物理、化学和生物反应三重协同作用来处理污水,从而达到污水净化的目的。
植物作为人工湿地系统的重要组成部分,在废水处理过程中有非常重要的作用。
一方面,植物可以直接吸收、利用废水中的有机物,供其自身的生长发育,吸收并积累离子态的重金属,使得废水中各种污染物浓度降低;另一方面,植物的合理配置还具有一定的生态美学与经济价值。
在人工湿地净化污水的过程中,植物的作用可以归纳为3个方面:直接吸收、利用污水中的营养物质,吸附和富集重金属和一些有毒、有害物质;为根区好氧微生物输送氧气;增强和维持介质的水力传输。
中国水体重金属污染问题十分注重,传统的处置方法成本较低且适用范围非常有限,因此,人工湿地做为一种生态型、低成本的环境治理方式获得长足发展,特别就是对于垃圾渗滤液净化、工业废水的深度处置、重金属矿山复原废水的攻击、净化等存有十足优势。
1人工湿地处理含重金属废水的现状人工湿地最初就是用以处置城市生活污水或二级污水处理厂的水,如今应用领域人工湿地处置不含重金属的特种废水的研究也日益激增。
在国外,应用人工湿地处理含重金属的废水已有大量研究和较多的实例。
例如,位于美国萨凡纳河场地的人工湿地于年开始运行,该人工湿地面积约km2,被用来处理工艺技术设施废水中的铜污染,进出水中的铜质量浓度分别为31μg/land9μg/l,该人工湿地对废水中铜的去除率高达70.9%[10]。
在实验室中,建立人工湿地模型种植黄泽(limnocharisflava),用以处理垃圾渗滤液中的重金属fe和mn,将垃圾渗滤液稀释至原来浓度的25%后,以0.m3/d的流量,停留时间24.1h和9h的条件下,铁和锰的`去除效率分别为99.2%~91.5%和99.8%~94.7%。
在接纳马来西亚西海岸炼油厂污水的潟湖中,种植了大面积水葫芦(eichhorniacrassipes),用以处理油脂、酚类、硫化物和重金属,结果表明,其对cd、cu、pb、ni、zn、as、hg和cr(iii)的处理效果都十分理想。
《人工湿地去污机理及其国内外应用现状》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展,水体污染问题日益严重,对生态环境和人类健康造成了严重威胁。
人工湿地作为一种新型的生态水处理技术,因其独特的去污机理和良好的环境效益,受到了广泛关注。
本文将详细介绍人工湿地的去污机理,并探讨其在国内外的应用现状。
二、人工湿地的去污机理人工湿地是一种模拟自然湿地的生态系统,通过植物、微生物、基质等元素的相互作用,实现对污水的净化。
其去污机理主要包括物理吸附、生物膜法和植物吸收三个方面。
1. 物理吸附人工湿地中的基质(如砂、石、土壤等)具有较大的表面积和孔隙度,能够吸附污水中的悬浮物、有机物等污染物。
这些污染物被吸附在基质表面,通过沉淀、过滤等作用,实现初步的净化。
2. 生物膜法生物膜法是人工湿地去污的主要机制之一。
在湿地中,微生物在基质表面形成生物膜,通过氧化、还原、分解等生物化学反应,将有机物、氮、磷等污染物转化为无害或低害的物质。
此外,微生物还能通过与植物根系的协同作用,提高湿地的净化效果。
3. 植物吸收人工湿地中的植物通过根系吸收污水中的营养物质(如氮、磷等),并将其转运到地上部分,通过光合作用等生理过程,将污染物转化为无害物质。
此外,植物还能为微生物提供生存环境,促进生物膜的形成和生长,进一步提高湿地的净化效果。
三、国内外应用现状1. 国内应用现状近年来,我国在人工湿地领域取得了显著成果。
在污水处理方面,人工湿地已广泛应用于生活污水、工业废水、农业污水等领域。
例如,在城市污水处理方面,人工湿地与城市管网相结合,有效降低了污水处理成本;在农业领域,人工湿地用于处理农田径流和畜禽养殖废水,减少了农业面源污染。
此外,人工湿地还在生态修复、景观建设等方面发挥了重要作用。
2. 国外应用现状国外在人工湿地领域的研究和应用起步较早,目前已形成了较为成熟的技术体系。
在污水处理方面,人工湿地被广泛应用于生活污水、工业废水、雨水收集等领域。
《人工湿地去污机理及其国内外应用现状》篇一一、引言随着现代工业化的进程不断加快,环境污染问题逐渐加剧,如何高效、安全地处理废水、改善环境已成为一个世界性难题。
在此背景下,人工湿地作为新兴的生态处理技术,因其低能耗、低成本、高效能等优点,逐渐成为环境治理的重要手段。
本文将详细介绍人工湿地的去污机理及其在国内外应用现状。
二、人工湿地的去污机理人工湿地是一种模拟自然湿地的人工生态系统,利用物理、化学和生物三种作用去除水中的污染物。
其去污机理主要包括以下几个方面:1. 物理作用:通过湿地的沉淀、过滤、吸附等作用,去除水中的悬浮物、有机物等。
湿地的基质(如砂、石、土壤等)具有较大的表面积,能够吸附和截留水中的污染物。
2. 化学作用:通过湿地中的化学反应,如氧化还原反应、酸碱中和等,降低水中的重金属离子、氮、磷等营养物质的浓度。
3. 生物作用:湿地的植物、微生物等生物群落通过吸收、同化、分解等生物过程,将水中的有机物转化为简单的无机物,从而实现去污。
三、国内人工湿地应用现状在我国,人工湿地广泛应用于城市污水处理、农业面源污染治理、工业废水处理等领域。
其中,城市污水处理是人工湿地的应用重点。
我国许多城市已建立人工湿地污水处理系统,如江苏太湖流域的多个城市采用人工湿地处理生活污水和工业废水,取得了显著的治理效果。
此外,人工湿地还广泛应用于农村污水处理、河流湖泊的生态修复等领域。
四、国外人工湿地应用现状在国外,人工湿地同样被广泛应用于污水处理和生态修复领域。
例如,美国、欧洲、澳大利亚等发达国家在人工湿地的设计和运行管理方面积累了丰富的经验。
他们通过优化湿地设计、选择合适的植物种类和微生物群落,提高了人工湿地的去污效果。
此外,国外还注重人工湿地的多功能性开发,如结合景观设计、休闲娱乐等功能,实现了生态效益和经济效益的双赢。
五、总结与展望综上所述,人工湿地作为一种新兴的生态处理技术,具有低能耗、低成本、高效能等优点,在国内外得到了广泛应用。
复合水平流人工湿地中水生植物净化效果研究摘要采用2块结构相同的复合水平潜流人工湿地,选用不同的植物组合处理农村富营养化水体,分析2块湿地的净化效果,结果表明:2个复合水平流人工湿地对于tn和nh3-n的去除效果差异明显,而对于cod和tp的去除效果差异不明显。
对cod、nh3-n、tn 和tp的去除率,种植灯心草—菖蒲和美人蕉—风车草的1号复合湿地分别为29.4%、35.7%、43.6%和65.9%;种植香蒲—美人蕉和美人蕉—风车草的2号复合湿地分别为30.6%、49.2%、58.1%和64.5%;2个湿地通过植物吸收、存储氮量仅占湿地总氮的去除量的8.13%和10.72%,但是植物的存在间接地影响微生物硝化/反硝化,对提高湿地氮去除率具有重要作用。
湿地通过植物吸收、存储磷量占湿地总磷的去除量的7.59%和10.25%。
湿地脱磷的主要贡献来自基质,而植物的贡献较小。
关键词复合水平流人工湿地;富营养化;水体;水生植物;净化效果中图分类号 x52 文献标识码 a 文章编号 1007-5739(2013)03-0236-03目前,我国河流等地表水体中的污染主要由农业排水及畜禽养殖等非点源污染造成,而非点源污染严重地区往往处于我国经济发展水平相对薄弱的农村地区,受污染的对象往往都是湖泊、水库、河流、海湾等天然水体[1-3]。
2007年中国太湖、巢湖、松花江段、厦门海湾、珠江口先后暴发水华或部分出现水华现象,给渔业、居民饮用水造成了严重的影响和巨大的经济损失[4-6]。
农村的富营养化水体具有水量大、污染物浓度较低的特点,采用传统的方法处理率低、成本高,人工湿地具有处理效果好、工艺简单、运行管理方便、生态环境效益显著、投资少等特点,适合于农村富营养化水体的处理[7-12]。
为此,深入研究复合水平潜流人工湿地处理农村富营养化水体的作用,特别是植物[13-15]及不同的植物组合,为人工湿地作为村镇水体处理系统的广泛应用提供依据和示范作用。
人工湿地对水污染的净化效果人工湿地是近年来兴起的一种水生态修复技术,通过人工建设模拟天然湿地的生态系统,可以有效地净化水污染,改善水质环境。
本文将探讨人工湿地在水污染净化中的重要作用,以及其净化效果的影响因素。
1. 人工湿地的构建与原理人工湿地是通过模拟天然湿地的水文环境、水生植物和微生物的生态系统来进行构建的。
通常,人工湿地可以分为水平流人工湿地和垂直流人工湿地两种形式。
水平流人工湿地主要利用水流的水平流动,通过湿地植物和微生物的作用去除水中的污染物。
而垂直流人工湿地则通过水的垂直流动,使水在多层介质中流动,净化水质。
2. 人工湿地的水污染净化机制人工湿地净化水污染的机制包括物理、化学和生物三个方面。
物理净化作用主要是通过湿地植物的吸附和沉积作用,去除水中的悬浮颗粒、悬浮物和一些难以溶解的有机物。
化学净化作用则是通过湿地植物的分泌物和微生物的代谢作用,将水中的溶解性有机物和重金属转化为无毒化合物,从而净化水质。
生物净化作用则主要是指湿地植物和微生物对水中有机物和营养物的去除作用。
湿地植物通过吸收和代谢有机物和养分,有效减少水中的营养盐含量。
同时,湿地植物的根系也提供了一个良好的生物室内环境,有利于微生物的繁殖和降解水中的有机物。
3. 人工湿地的净化效果人工湿地净化水污染的效果受到多种因素的影响。
首先,植物种类的选择是影响净化效果的关键。
不同种类的湿地植物对不同污染物的去除效果有差异。
例如,硝酸盐对生长缓慢的湿地植物具有较好的去除效果,而有机物对快速生长的湿地植物的去除效果更好。
其次,湿地的水力条件对净化效果也有影响。
水流速度适中的情况下,有利于净化物质通过植物根系和介质的吸附和解析作用。
较快的水流速度会削弱物质的吸附作用,而较慢的水流速度则会导致湿地内水淤积,影响净化效果。
此外,湿地的水深和面积大小也会影响其净化效果。
较深的湿地可以提供更多的生境空间,促进水生植物和微生物的生长和繁殖,增加净化效果。
人工湿地对尾水中氮的去除及其机理污水处理厂尾水中污染物在人工湿地中通过多种途径得到去除,一般这些途径包括物理、化学和微生物三方面的协同作用。
其中,颗粒态的污染物进入湿地系统后可通过基质的过滤吸附、湿地植物根茎的拦截、湿地动物的摄食以及微生物的降解作用去除。
基质的吸附作用包含固体颗粒向基质颗粒表面的迁移以及被基质表面黏附两个部分。
湿地植物密集发达的根系能对固体颗粒起到吸附拦截的作用。
系统中的动物能吞食湿地系统中沉积的有机颗粒,从而将颗粒物带出体系。
此外,通过微生物部分有机态的颗粒进行降解也能去除一部分的悬浮固体。
污水中的有机物进入人工湿地系统内,不同形态的有机物通过不同的方式去除。
可沉淀的有机物在系统内经过沉淀及过滤后得到去除,溶解性有机物通常被附着在基质上的生物膜和悬浮于流动水体内的微生物代谢去除。
微生物在厌氧和好氧环境中都能对有机物实现降解,系统内的氧气是依靠自然复氧和植物根区泌氧提供。
植物也参与有机物的去除过程,但其所吸收利用的有机物远低于微生物代谢所消耗的有机物。
好氧降解反应方程式如下:CH2O+O2→CO2+H2O从方程式中可以看出如果氧气不足将会影响降解的速率,而当氧气充足时可利用的有机物的量变成了限制反应速率的关键因素。
厌氧降解较为复杂,一般分为两步,反应过程如下:第一步:C 6H12O6→CH3COOH+H2C 6H12O6→2 CH3CHOHCOOHC 6H12O6→2 CH3CH2OH+2 CO2CH3COOH,CH3CHOHCOOH,CH3CH2OH是厌氧发酵的中间产物,这个过程称为产氢产乙酸(产酸)过程。
第二步:CH3COOH+H2SO4→2 CO2+2 H2O+H2SCH3COOH+4 H2→2CH2+2 H2OCO2+4 H2→ CH4+2 H2O这个过程称为产甲烷过程。
产酸过程是由产酸菌完成,产甲烷过程由产甲烷菌完成,产甲烷菌相比于产酸菌对环境条件要求更高,适合的pH范围为6.5~7.5。
提高人工湿地污染物净化效果的关键技术研究进展许浩浩;吕伟娅【摘要】综述了人工湿地在去除污染物效果方面的研究进展,针对人工湿地对氮磷等污染物去除效率偏低的问题,论述了从改良填料、优选植物以及组合工艺等方面来强化人工湿地的净化效果,并对该技术的研究方向提出了展望,为今后人工湿地在工程实践中的应用提供了借鉴.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2019(040)007【总页数】6页(P97-102)【关键词】人工湿地;净化效果;改良填料;优选植物;组合工艺;优化措施【作者】许浩浩;吕伟娅【作者单位】南京工业大学,江苏南京 211816;南京工业大学,江苏南京 211816【正文语种】中文【中图分类】X703随着城镇化和工业化进程的不断加快,中国水环境污染问题日益凸显。
据2016年水资源公报指出,118个湖泊水质评价显示,Ⅳ~Ⅴ类湖泊69个,劣Ⅴ类湖泊21个,分别占湖泊总数的58.5%和17.8%,TP、COD和超标严重,湖泊营养状况评价结果显示,中营养湖泊占21.4%,富营养湖泊占78.6%。
因此,如何有效解决水环境污染问题已成为生态城市发展中亟待解决的重要问题。
作为现代城镇污水处理系统的重要组成部分,人工湿地因具有低成本、低能耗、高效率、耐冲击负荷、运行管理方便及美化环境等特点,正在日益得到广泛应用[1-3]。
然而,人工湿地在实际应用中也存在诸多问题,如易发生堵塞、脱氮除磷效率较低等[2-3]。
氮磷等营养物质是引起水体富营养化的关键因素,如何提高人工湿地对氮磷等污染物的净化效果已成为近年来的研究热点[4-5]。
本文结合人工湿地在去除污染物效果方面的研究进展,介绍目前应用于人工湿地的各种强化污染物净化效果的技术。
1 人工湿地对污染物的净化效果赵占军等[2]利用粗砂、砾石等材料制作传统垂直人工湿地填料层研究对生活污水的净化效果(表1)。
Huang等[3]选择粒径为3~5、5~8、8~11 mm的砾石为组合潜流人工湿地的填料层,研究其对人工湖水中污染物的去除效能。