硕亚微科普|人工湿地小知识
2022-01-05
关键字:人工湿地,污染物,人工湿地温室气体-苏州硕亚环保科技有限公司

1、人工湿地具有长期去污效果,污染物在人工湿地水体中的降解运移特征,包括:

(1)人工湿地具有较好的长期水质净化效果。人工湿地出水COD、NH4+-N浓度满足国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类标准,平均去除率分别65.63%~76.69%和83.61%~94.43%;TN、TP平均去除率分别44.78%~82.77%和36.65%~70.77%。

(2)人工湿地去污效果具有明显的年际、季节变化特征。随着湿地系统逐渐成熟、稳定,第二年的去污效果更趋于稳定;COD夏、秋季好于NH4+-N春、冬季,TN春、夏、秋季略好于冬季,春、夏季好于秋、冬季,而TP春季好于其他季节。

(3)人工湿地中不同污染物的降解规律不同。一级动力学模型均能较好地模拟人工湿地系统中COD、NH4+-N、TN及TP的降解规律;在气温0~20℃条件下,COD降解最快,其次是NH4+-N和TN,TP最慢,其去除速率常数分别为0.39d-1、0.26d-1、0.11d-1和0.01d-1

(4)人工湿地中不同污染物具有不同的迁移转化特征。有机物的去除过程主要处于湿地基质水界面层和表层水体的中前部;氮污染物在湿地基质水界面和表层水体中的降解缓慢,主要是扩散转移到微生物丰富的基质层根区得到生物转化和吸收;而憐的去除主要发生在系统基质层的前部。

2、湿地植物、基质在人工湿地去污过程中的发挥着重要作用,主要表现为:

(1)不同湿地植物的生长特性不同,且在植物密度、高度、生物量等方面表现出明显的年际、季节变化规律。随着湿地系统的稳定运行,植物生长逐步趋于稳定,植物每年最大生物量为0.46~2.59kg/m2,依次为:菰草>芦苇>三棱草。

(2)不同湿地植物泌氧和分泌有机物的能力有一定差异,且在植物不同生长周期内的变化规律有所不同。不同植物的泌氧能力为0.24~0.36mgO2/gFW/d和120.48~431.31mgTOC/m2/d,发芽期、拔节生长期、成熟期及休眠期的泌氧速率大于是其它生长期。不同植物的有机物分泌能力为0.18~0.52和mgTOC/gFW/d和120.48~41.31mgTOC/m2/d,生长旺盛期有机物分泌速率最大,休眠期最小。

(3)不同植物对碳、氮、磷的吸收富集能力有所不同。植物有机碳、全氮和全磷含量分别为281.12~328.45g/kg、13.20~21.32g/kg和1.53~3.46g/kg。植物碳、氮、憐净累积量分别为151.52~878.29g/m2、9.22~42.51g/m2和1.89~4.29g/m2,依次为:菰草>芦苇>三棱草。

(4)湿地基质对有机物、氮、磷的吸附蓄积能力不同。基质有机物、氮、磷的吸附过程符合吸附等温模型,对磷初始吸附速率较快,而对有机物的吸附容量较大。不同湿地系统基质碳、氮、憐净累积量分别为23.88~37.81g/m2、10.94~14.13g/m2和3.98~4.17g/m2

(5)不同时期收割植物对植物生长和水质净化效果的影响有一定差异。植物收割对去除效果影响不大,9、10月收割植物不利于系统、和的去除,而11、12月收割植物,去除效果较好,因此,人工湿地宜在枯萎期(11、12月份)进行植物收割。


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3、人工湿地温室气体具有明显的释放特征和季节变化规律,且受植物和进水水质的影响,主要表现为:

(1)人工湿地的N2O、CH4和CO2释放通量、特征不同,且具有明显的季节变化规律。夏季平均交换通量大于其季节。人工湿地总体上表现为大气CH4和CO2的排放源,大气CO2的吸收汇。N2O释放通量高于旱作农田、草原和天然湿地,接近于水田生态系统;释放通量高于稻田,接近于森林,远小于天然沼泽湿地和水库。

(2)植物和进水水质对人工湿地温室气体释放有显著影响。植物促进湿地系统N2O和CH4的释放,减弱了湿地系统CO2的释放;且不同植物种类对温室气体排放的影响有所不同。随着进水浓度的升高,N2O的平均释放通量先增加后降低,过高的进水浓度(碳氮比)条件下N2O释放降低,而CH4和CO2的平均释放通量逐渐升高。

(3)在保障人工湿地水质净化效果的前提下,合理调蓄湿地进水和分区域适时收割湿地植物可在一定程度上控制、阻断人工湿地温室气体的产生源和释放途径,是人工湿地温室气体释放的有效减排策略。

4、人工湿地中污染物的不同去除途径的贡献和作用有明显差异,且不同污染物的的关键去除途径有所不同

(1)人工湿地系统中有机物去除的主要途径是生物好氧分解代谢,其次是基质蓄积作用,释放的贡献不大。

(2)人工湿地系统中脱氮的主要途径是微生物硝化反硝化作用,其次是植物吸收作用和基质蓄积作用,氨挥发作用的贡献较小。应用表面流人工湿地系统净化模拟污染河水时,系统排水约占进水氮负荷的15.23%~40.02%,植物吸收积累的氮约占5.44~25.07%,基质蓄积约占6.45~8.32%,系统微生物硝化反硝化作用释放的N2O约占1.1~2.63%,氨挥发的氮约占1~1.32%,而以系统微生物硝化反硝化作用释放NO、N2的形式释放及其他流失方式(植物枯叶飘落等)输出的氮高达35.89~48.92%。

(3)人工湿地系统中除磷的主要途径是基质填料的蓄积作用,其次是植物吸收作用。

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