中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(CAFINT2013C13)
- 作品数：5 被引量：23H指数：3
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- 相关机构：中国林业科学研究院湿地研究所更多>>
- 发文基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项国家林业公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：环境科学与工程更多>>
- 基于主成分分析的水平潜流湿地磷去除模型被引量：7
- 2013年
- 通过对水平潜流湿地(HSSF―CW)3a运行效果进行研究,分析了HSSF―CW不同处理单元单位面积总磷(TP)去除率对水温的响应变化曲线,利用正弦函数对各处理单元不同时间单位面积TP去除率变化过程进行了拟合,并通过主成分分析(PCA)和冗余分析(RDA)筛选影响磷去除的主要环境因子,进而利用人工神经网络(ANN)对各处理单元出水总磷浓度(TPo)进行了模拟。结果表明:水温较低时(<20℃),单位面积TP去除率对水温变化不敏感,随温度升高(>20℃),单位面积TP去除率升高并出现较大波动,最高达3.27g/(m2·d);单位面积TP去除率与水温之间存在一定的多项式函数关系(R2=0.1082,p=0),不同处理单元拟合关系存在一定差异(R2=0.318～0.350);不同月份单位面积TP去除率符合正弦变化规律(R2=0.231,p=0),夏季去除率高于秋季,平均单位面积去除率为(0.331±0.132)g/(m2·d),8月份出现最大值(0.397±0.125g/(m2·d));通过PCA和RDA对不同环境因子与单位面积TP去除率之间的关系进行分析,发现单位面积TP去除率与进水TP质量浓度、水温、流量、溶解氧和蒸散发之间呈一定的正相关性,而与水深之间无显著相关关系;选取影响磷去除效果的主要环境因子进水TP质量浓度、水温、流量、溶解氧、pH值和蒸散发作为输入参数,构建ANN预测模型,通过反向学习算法和交叉验证对模型构型进行了构建和筛选,结果表明输入层、隐含层和输出层中神经元最佳构型分别为6—3—1;利用层次分析法将数据集分为训练集和验证集两部分,通过对比不同处理单元TPo实测值和模拟值,表明模型能够基本反映TPo的变化趋势和范围(R2=0.677～0.800)。该研究可为管理和改善水平潜流湿地运行效果提供参考。
- 张岩崔丽娟李伟张曼胤张曼胤赵欣胜王义飞
- 关键词：磷主成分分析人工神经网络
- 潮汐流人工湿地氮去除研究进展被引量：3
- 2015年
- 潮汐流人工湿地作为一种间歇式进水的新型人工湿地生态系统,可以显著提高人工湿地的氧环境,弥补植物根系放氧的不足,有利于N的去除。近几年来,利用潮汐流人工湿地去除水体中的N等污染物以改善水质并促进水资源再利用已经得到了广泛关注。潮汐流人工湿地通过物理、化学、生物等各种途径去除N等污染物依赖于各种环境要素。文中介绍了近年来有关潮汐流人工湿地N去除研究成果,综述不同类型潮汐流人工湿地N去除效果,分析潮汐流人工湿地N去除的影响因素,并提出今后应从微观角度、空间角度、工艺设计角度以及模型模拟角度4个方面加强研究,从而为潮汐流人工湿地设计奠定理论基础。
- 张亚琼崔丽娟李伟李凯
- 关键词：人工湿地氮去除水体污染防治
- 基于水流模型的串联式水平潜流湿地除磷效果分析被引量：3
- 2014年
- 为了探究串联式水平潜流湿地内部水流规律及其对水禽污水的处理效果，对三级串联式水平潜流湿地运行效果进行了连续监测，分析了单位面积总磷（total phosphorus,TP）去除率月变化，进水流量和水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）对出水TP质量浓度的影响，并通过推流式反应器模型（plug-flow,PF）、扩散流模型（dispersed-flow,DF）和串联反应器模型（tanks-in-series,TIS）对水流形态进行了描述。结果表明：单位面积磷去除率随处理单元（P1,P2,P3）增加而降低（P1：（0.11±0.09）g/（m2·d）、P2：（0.08±0.03）g/（m2·d）、P3：（0.05±0.01）g/（m2·d））；进水流量小于55m3/d时，增加进水流量可提高P1单位面积去除率，但会降低P2和P3单位面积去除率，P2和P3在HRT＆gt;85d时对HRT具有较强敏感性，各处理单元最佳进水流量和HRT分别为P1：55m3/d，166d；P2：3.4m3/d，151d；P3：9.5m3/d，176d；P1在6月单位面积TP去除量大于释放量，P2和P3在7月-9月均存在TP净释放过程；P1（k：0.663～0.751cm/d）理化环境较P2（k：0.641～0.722cm/d）和P3（k：0.429～0.458cm/d）更有利于除磷；TIS模型（R2：0.567～0.883，P〈0.05）对出水质量浓度的拟合大于DF（R2：0.510～0.723，P〈0.05）和PF模型（R2：0.465～0.626，P〈0.05），表明实际水流形态更接近混合流。该研究对于深化水平潜流湿地内部水流规律认识，全面了解不同运作下磷迁移转化机制提供参考。
- 张岩张岩崔丽娟张曼胤李伟
- 关键词：湿地水流模型
- 水平潜流湿地磷去除效果及影响因子分析被引量：3
- 2014年
- 2008年8月-2009年11月,研究了水平潜流湿地的总磷去除效果及影响因子。采用主成分分析方法,提取主要影响变量,构建了出水总磷含量的多元回归模型。结果表明,水平潜流湿地单位面积总磷去除率在8月最高,A、B和C处理单元的总磷去除率分别为（0.44±0.14）g/（m2·d）、（0.41±0.11）g/（m2·d）和（0.35±0.07）g/（m2·d）。9-11月,随着温度的降低,总磷去除率逐渐降低,并在11月出现最小值,A、B和C处理单元的总磷去除率分别为（0.20±0.04）g/（m2·d）、（0.18±0.10）g/（m2·d）和（0.17±0.06）g/（m2·d）;利用多项式函数对出水总磷含量与不同环境因子之间的关系进行拟合,发现进水与出水总磷含量之间存在正相关关系,水温、溶解氧和浊度与出水总磷含量之间负相关,水体pH对出水总磷含量的影响呈单峰变化,pH为7.6时,出水总磷质量浓度出现最大值,为0.047 mg/L,随水体电导率升高,出水总磷含量呈先升高后降低的变化,电导率在6.05μS/cm时,出水总磷质量浓度达到峰值0.014 mg/L。通过主成分分析,提取了4个综合变量,分别为进水总磷含量、氧化还原条件、电导率和浊度,利用逐步回归算法,构建了回归模型。不同处理单元出水总磷含量的实测值和模拟值对比结果表明,模型能够基本反映出水总磷含量的变化趋势和范围（R2为0.745-0.835）。
- 李伟崔丽娟张岩张曼胤王义飞赵欣胜
- 关键词：磷
- 潮汐流人工湿地基质硝化反硝化强度研究被引量：8
- 2015年
- 潮汐流人工湿地（Tidal flow constructed wetland,TF-CW）是一种新型人工湿地生态系统,并且在氮去除方面受到了广泛的关注。通过对比4种不同进水方式TF-CW对NH4＋-N和NO3--N两种氮形态的处理效果,并分析基质硝化反硝化强度与去除效果之间的相关性以及不同处理深度基质的硝化反硝化强度。结果显示：4种进水方式的湿地模拟装置对NH4＋-N的平均去除率差异性显著且与硝化强度差异性一致,闲置时间/反应时间为2∶1（D）的进水方式下基质的平均硝化强度最大,为（1.68±0.29）mg·kg^-1·h^-1,4种模拟装置的基质平均反硝化强度差异性也显著（P=1.202×10^-5）,连续流进水方式反硝化强度最大,为（2.99±1.58）mg·kg^-1·h^-1;TF-CW基质硝化强度与NH4＋-N的去除率有明显的正相关性（r^2=0.849 7,P=4.285×10^-14）,反硝化强度与NO3^- -N的出水浓度呈明显负相关关系（r^2=0.844 8,P=6.939×10^-14）;装置上部0-30 cm的处理阶段硝化强度最大,随深度增加变化逐渐减小,反硝化强度在中部的30-60 cm阶段较高。本研究为TF-CW设计改善其运行效果奠定了理论基础,在进行人工湿地设计时需综合考虑NH4^＋ -N和NO3^- -N的整体去除效果,将潮汐流人工湿地与连续流人工湿地进行组合并合理配置,对污染物的去除更加全面有效。
- 张亚琼崔丽娟李伟李凯
- 关键词：人工湿地基质
