利用植物碳源提高人工湿地脱氮效果的研究进展

doi:10.11894/iwt.2019-0739

工业水处理 ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (3): 7-10. doi: 10.11894/iwt.2019-0739

利用植物碳源提高人工湿地脱氮效果的研究进展

丁怡^1,²(),唐海燕¹,俞祺³,刘兴坡^1,²,宋新山^4,*()

1. 上海海事大学海洋科学与工程学院, 上海 201306
2. 上海海事大学海洋环境与生态模拟研究中心, 上海 201306
3. 上海海事大学交通运输学院, 上海 201306
4. 东华大学环境科学与工程学院, 上海 201620

收稿日期:2019-11-21 出版日期:2020-03-20 发布日期:2020-03-20
通讯作者: 宋新山 E-mail:yding@shmtu.edu.cn;newmountain@dhu.edu.cn
作者简介:丁怡(1988-),博士,讲师。E-mail:yding@shmtu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(51809162);国家自然科学基金(51679041)

Research progress in utilizing plant carbon for promoting nitrogen removal effect in constructed wetland

Yi Ding^1,²(),Haiyan Tang¹,Qi Yu³,Xingpo Liu^1,²,Xinshan Song^4,*()

1. College of Ocean Science and Engineering, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China
2. Center for Marine Environmental and Ecological Modelling, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China
3. College of Transport & Communications, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China
4. College of Environmental Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China

Received:2019-11-21 Online:2020-03-20 Published:2020-03-20
Contact: Xinshan Song E-mail:yding@shmtu.edu.cn;newmountain@dhu.edu.cn
Supported by:
国家自然科学基金(51809162);国家自然科学基金(51679041)

摘要/Abstract

摘要：

碳源不足已成为人工湿地脱氮受限的重要因素，植物材料因其经济易得、安全有效的特点，被用作外加碳源应用于人工湿地脱氮过程中。通过综述植物碳源的特性、利用方式及其在湿地脱氮中的应用效果，揭示植物碳源的功能及使用机制，为提高人工湿地脱氮效率提供依据及建议。最后，归纳了该研究领域内存在的主要问题，并对今后的发展方向进行了展望。

关键词: 植物碳源, 人工湿地, 脱氮成效

Abstract:

Nitrogen removal in the constructed wetland was mainly restricted by insufficient carbon source. Plant materials were utilized as additional carbon sources in nitrogen removal of constructed wetland, considering its economic, available, safe and effective properties. The paper summarized the characteristics and utilization types of plant carbon and its effect on nitrogen removal of constructed wetland. The functions and utilization mechanisms of plant carbon were revealed, which provided scientific basis and suggestions for promoting nitrogen removal of constructed wetland. At last, the main problems existing in the research field were concluded and the prospects on development trends were given.

Key words: plant carbon, constructed wetland, nitrogen removal efficiency

中图分类号:

X703

丁怡,唐海燕,俞祺,刘兴坡,宋新山. 利用植物碳源提高人工湿地脱氮效果的研究进展[J]. 工业水处理, 2020, 40(3): 7-10.

Yi Ding,Haiyan Tang,Qi Yu,Xingpo Liu,Xinshan Song. Research progress in utilizing plant carbon for promoting nitrogen removal effect in constructed wetland[J]. Industrial Water Treatment, 2020, 40(3): 7-10.

https://www.iwt.cn/CN/Y2020/V40/I3/7

参考文献 40

1	Wang Baodong , Xin Ming , Wei Qinsheng , et al. A historical overview of coastal eutrophication in the China Seas[J]. Marine Pollution Bulletin, 2018, 136, 394- 400. URL
2	Dalu T , Wasserman R J , Magoro M L , et al. River nutrient water and sediment measurements inform on nutrient retention, with implications for eutrophication[J]. Science of the Total Environment, 2019, 684, 296- 302. URL
3	Hu Haidong , Ren Hongqiang . Removal of bioavailable dissolved organic nitrogen in wastewater by membrane bioreactors as posttreatment:Implications for eutrophication control[J]. Bioresource Technology, 2019, 271, 496- 499. URL
4	Zhang Xinwen , Hu Zhen , Ngo H H , et al. Simultaneous improvement of waste gas purification and nitrogen removal using a novel aerated vertical flow constructed wetland[J]. Water Research, 2018, 130, 79- 87. URL
5	Han Zhenfeng , Dong Jing , Shen Zhiqiang , et al. Nitrogen removal of anaerobically digested swine wastewater by pilot-scale tidal flow constructed wetland based on in situ biological regeneration of zeolite[J]. Chemosphere, 2019, 217, 364- 373. URL
6	Zhang Yan , Liu Xuelan , Fu Chunyan , et al. Effect of Fe²⁺ addition on chemical oxygen demand and nitrogen removal in horizontal subsurface flow constructed wetlands[J]. Chemosphere, 2019, 220, 259- 265.
7	丁怡, 王玮, 王宇晖, 等. 水平潜流人工湿地的脱氮机理及其影响因素研究[J]. 工业水处理, 2015, 35 (6): 6- 9. URL
8	Si Zhihao , Song Xinshan , Wang Yuhui , et al. Intensified heterotrophic denitrification in constructed wetlands using four solid carbon sources:Denitrification efficiency and bacterial community structure[J]. Bioresource Technology, 2018, 267, 416- 425. URL
9	王勃迪, 宋新山, 王俊锋, 等. 基于4种固相碳源的人工湿地高效脱氮机制[J]. 东华大学学报:自然科学版, 2019, 45 (3): 444- 450. URL
10	黄杉, 怀静, 吴娟, 等. 碳源补充促进人工湿地脱氮研究进展[J]. 水处理技术, 2018, 44 (1): 13- 16. URL
11	赵德华, 吕丽萍, 刘哲, 等. 湿地植物供碳功能与优化[J]. 生态学报, 2018, 38 (16): 5961- 5969. URL
12	陈涛, 于鲁冀, 张新民, 等. 玉米芯强化水平潜流人工湿地脱氮研究[J]. 工业安全与环保, 2018, 44 (8): 73- 76. URL
13	晋凯迪, 于鲁冀, 陈涛, 等. 植物碳源调控对人工湿地脱氮效果的影响[J]. 环境工程学报, 2016, 10 (10): 5611- 5616. URL
14	Yang Hualei , Chen Xuechu , Tang Jianwu , et al. External carbon addition increases nitrate removal and decreases nitrous oxide emission in a restored wetland[J]. Ecological Engineering, 2019, 138, 200- 208. URL
15	丁怡, 宋新山, 严登华. 反硝化碳源在人工湿地脱氮中的应用及其研究进展[J]. 环境污染与防治, 2011, 33 (12): 65- 69. URL
16	Fu Guiping , Huangshen Linkun , Guo Zhipeng , et al. Effect of plantbased carbon sources on denitrifying microorganisms in a vertical flow constructed wetland[J]. Bioresource Technology, 2017, 224, 214- 221. doi: 10.1016/j.biortech.2016.11.007
17	常宝军, 杨富莹. 人工湿地外加植物碳源强化脱氮的应用探讨[J]. 山西建筑, 2016, 42 (12): 108- 109. URL
18	肖蕾, 贺锋, 黄丹萍, 等. 人工湿地反硝化外加碳源研究进展[J]. 水生态学杂志, 2012, 33 (1): 139- 143. URL
19	丁怡, 唐海燕, 宋新山, 等. 调控碳氧水平促进人工湿地脱氮的研究进展[J]. 水处理技术, 2019, 45 (6): 19- 22. URL
20	刘昌华, 孙可伟. 植物纤维预处理与降解方法研究[J]. 绿色科技, 2012, (5): 53- 55. URL
21	刘刚, 闻岳, 周琪. 人工湿地反硝化碳源补充研究进展[J]. 水处理技术, 2010, 36 (4): 1- 5. URL
22	庄沐凡, 何圣兵, 刘文锐. 菖蒲残体自消纳型人工湿地氮负荷强化去除研究[J]. 水处理技术, 2019, 45 (1): 106- 112. doi: 10.16796/j.cnki.1000-3770.2019.01.023
23	张恒亮, 朱铁群, 王海燕, 等. 芦苇碳源投加量对表面流人工湿地中试系统强化脱氮启动的影响[J]. 环境工程技术学报, 2017, 7 (3): 332- 339. URL
24	李晓崴, 贾亚红, 李冰, 等. 人工湿地植物缓释碳源的预处理方式及释碳性能研究[J]. 水处理技术, 2013, 39 (12): 46- 48. URL
25	熊家晴, 孙建民, 郑于聪, 等. 植物固体碳源添加对人工湿地脱氮效果的影响[J]. 工业水处理, 2018, 38 (9): 41- 44. URL
26	杨玉婷, 何小娟, 苏跃龙, 等. 外加植物碳源强化人工湿地脱氮的研究进展[J]. 水处理技术, 2015, 41 (5): 1- 4. URL
27	马兴冠, 赵秋菊, 江涛. 人工湿地植物外加碳源的预处理研究[J]. 水处理技术, 2015, 41 (7): 26- 30. URL
28	孙琳琳, 宋协法, 李甍, 等. 外加植物碳源对人工湿地处理海水循环水养殖尾水脱氮性能的影响[J]. 环境工程学报, 2019, 13 (6): 1382- 1390. URL
29	张羽, 宋永会, 高红杰, 等. 人工湿地反硝化外加固体碳源选择研究[J]. 环境保护科学, 2017, 43 (1): 66- 70. URL
30	张恒亮, 朱铁群, 王海燕, 等. 强化反硝化脱氮湿地外加碳源研究进展[J]. 广东化工, 2017, 44 (5): 92- 93. URL
31	Wang Wei , Ding Yi , Ullman J L , et al. Nitrogen removal performance in planted and unplanted horizontal subsurface flow constructed wetlands treating different influent COD/N ratios[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2016, 23 (9): 9012- 9018. URL
32	陆松柳, 张辰, 王国华. 碳源强化对人工湿地反硝化过程的影响研究[J]. 环境科学学报, 2011, 31 (9): 1949- 1954. URL
33	魏星, 朱伟, 赵联芳, 等. 植物秸秆作补充碳源对人工湿地脱氮效果的影响[J]. 湖泊科学, 2010, 22 (6): 916- 922. URL
34	肖蕾, 贺锋, 梁雪, 等. 添加固体碳源对垂直流人工湿地污水处理效果的影响[J]. 湖泊科学, 2012, 24 (6): 843- 848. URL
35	赵联芳, 贺丽, 梅才华, 等. 外置植物碳源型人工湿地系统反硝化脱氮效果及N₂O释放[J]. 安全与环境学报, 2018, 18 (1): 276- 281. URL
36	Zhang Changcheng , Yin Qi , Wen Yue , et al. Enhanced nitrate removal in self-supplying carbon source constructed wetlands treating secondary effluent:The roles of plants and plant fermentation broth[J]. Ecological Engineering, 2016, 91, 310- 316. URL
37	刘畅, 闻岳, 余雪岑, 等. 碳源自供给潜流人工湿地中反硝化基因与碳氮比的关系[J]. 山东化工, 2017, 46 (3): 126- 129. URL
38	丁怡, 宋新山, 严登华. 补充碳源提取液对人工湿地脱氮作用的影响[J]. 环境科学学报, 2012, 32 (7): 1646- 1652. URL
39	刘刚, 闻岳, 周琪. 补充生物质强化水平潜流湿地去除硝酸盐氮研究[J]. 中国给水排水, 2009, 25 (21): 13- 16. URL
40	肖蕾, 贺锋, 梁雪, 等. 不同碳源添加量对垂直流人工湿地污水处理效果的影响[J]. 环境工程学报, 2013, 7 (6): 2074- 2080. URL

[1]	徐少奇, 贾凯雪, 解林奇, 王志刚, 李季, 魏雨泉. 三级表面流人工湿地对猪场废水深度净化效果研究[J]. 工业水处理, 2023, 43(7): 86-93.
[2]	雷铭, 韩运, 李文凯, 王雷, 郑天龙, 李鹏宇, 连依明. 建筑废弃物在污水处理领域的研究与应用[J]. 工业水处理, 2023, 43(12): 46-51.
[3]	丁怡, 孙园, 丁冉, 刘兴坡, 宋新山. 人工湿地生态除污的机制、影响因素和强化方法[J]. 工业水处理, 2022, 42(6): 100-108.
[4]	夏国栋, 朱四喜, 赵伟, 王众. 复合垂直流人工湿地基质细菌群落结构变化特征[J]. 工业水处理, 2022, 42(11): 113-121.
[5]	甘雁飞, 周正兵, 徐波. A/O-改良人工湿地组合工艺处理农村生活污水研究[J]. 工业水处理, 2022, 42(11): 200-206.
[6]	丁德馨, 谭国炽, 曾晓娜, 马静, 张悦, 张辉, 胡南. 3种植物-人工湿地对铀尾矿库浸渍水修复效果比较[J]. 工业水处理, 2022, 42(1): 126-132.
[7]	杨长明,张翔,郝彦璋,杨阳. 人工湿地污水生态处理技术研究现状、挑战与展望[J]. 工业水处理, 2021, 41(9): 18-25.
[8]	乔雯雯,王宇晖,宋新山. 黄铁矿强化人工湿地反硝化处理含氮废水的研究[J]. 工业水处理, 2021, 41(4): 77-83.
[9]	黄铭意,许丹,李寻,李朝明,李泽兵,邵辉良,马天仪,崔文鑫. 人工湿地处理高盐废水研究进展[J]. 工业水处理, 2021, 41(3): 10-16.
[10]	孙园,魏心雨,丁怡. 人工湿地在修复富营养化水体中的应用及研究进展[J]. 工业水处理, 2021, 41(2): 8-14.
[11]	许兵,张旭,刘佳,成小翔. 植物碳源对人工湿地脱氮过程的影响[J]. 工业水处理, 2021, 41(12): 89-94, 114.
[12]	张曦冉,高桂兰,陈帅,郭耀广,梁波,关杰. 垂直潜流湿地低碳脱氮过程中的分层效应[J]. 工业水处理, 2020, 40(9): 99-104.
[13]	田海莹,宋新山,王宇晖. 不同价态硫素强化人工湿地反硝化脱氮作用的研究[J]. 工业水处理, 2020, 40(7): 75-79.
[14]	杨世博,郑于聪,MawuliDzakpasu,王晓昌,王文东. 污染物负荷对水平流人工湿地净化效果的影响机制[J]. 工业水处理, 2020, 40(6): 48-50.
[15]	田开放,张漓杉,张静,钟山,刘俊勇,谢沅汕,高品. 铁碳微电解耦合人工湿地系统处理硫丹废水研究[J]. 工业水处理, 2020, 40(2): 28-31.

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

利用植物碳源提高人工湿地脱氮效果的研究进展

Research progress in utilizing plant carbon for promoting nitrogen removal effect in constructed wetland

RichHTML

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献 40

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

利用植物碳源提高人工湿地脱氮效果的研究进展

Research progress in utilizing plant carbon for promoting nitrogen removal effect in constructed wetland

RichHTML

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献 40

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价