基于新型光催化氧化的小微黑臭水体治理研究

小微水体被称作江河湖库的"毛细血管",小微黑臭水体治理关系治水成败,传统治理技术面临水质反复、水质提升难、需要清淤、环保性能差、维护不便等问题,该文基于中时间尺度(治理期4个月、维护期9个月)水塘原位现场试验研究,提出了一种治理小微黑臭水体的新型光催化氧化综合治理技术。结果表明,新型光催化氧化综合治理技术能够显著提升黑臭水塘水质,4个月的治理后水体透明度提高79.13%,溶解氧提高5.1倍,氧化还原电位提高1.44倍,COD、NH_4~+-N、TN和TP分别降低35.75%、69.74%、78.99%和39.47%;至9个月的维护期末,水体透明度提高了9倍,溶解氧提高了4.4倍,氧化还原电位提高了1.66倍,COD、NH_4~+-N、TN和TP分别降低67.60%、96.93%、90.97%和65.79%。污染负荷削减量分析表明,该技术治理期削减COD、NH_4~+-N、TN、TP分别为176.72、52.46、78.60和5.53 mg/(m~3·d),维护期削减COD、NH_4~+-N、TN、TP分别为64.55、6.89、4.85和0.47 mg/(m~3·d)。表明新型光催化氧化综合治理技术不需要清淤即可实现原位修复,能量来源为自然光能,且通过集成石墨烯光催化网、生物填料、生态浮床、水下森林构建技术培育适宜于小微水体长效维持的水生态健康系统,可实现黑臭水体水质达到地表水Ⅴ类及以上,治理环保、维护简便。该技术可用于原位环保消除小型相对封闭水体的黑臭并实现水质稳定提升。     

凤眼莲对黑臭水体污染物处理效果的研究

为研究凤眼莲在黑臭水体生态修复过程中的处理能力,于2016年3—9月,分别进行静态和动态黑臭水体模拟实验。研究表明:在静态水实验中,凤眼莲对TP和NH_3-N表现出了良好的去除效果(86.6%,99.7%),且随着实验时间的延长去除率逐渐增大,但对COD却表现出相反的规律;在动态水体实验中,凤眼莲表现出的污染物削减效率较静态水体低,平均1m~2凤眼莲对NH_3-N去除率为2.76%~19.44%,对COD去除率为2.35%~19.76%,对TP去除率为5.22%~30.57%,这与水体滞留时间有较大关系。实验证实凤眼莲用于黑臭水体修复是可行的,但要定期不间断地收割过剩的凤眼莲,带走其吸收的营养物质,从而提高总污染负荷去除量。     

基于微生物修复技术的黑臭水体底泥治理研究

为助力我国黑臭水体治理行动,本文通过微生物修复技术和常规的曝气复氧技术对黑臭水体底泥治理进行了研究,发现基于微生物修复技术能降低黑臭水体底泥厚度、底泥COD、上清液COD、上清液NH_3-N等指标值,对黑臭水体底泥治理效果明显,适合大范围推广。     

长广溪清水廊道新型生态沟技术中试试验研究

采用内置新型复合填料的生态沟技术处理受轻微污染的长广溪河水,填料主要由铁屑、铜屑和木屑组成,质量比依次为10∶1∶0.5。中试实验设1#和2#两个单元相互对照,每3~5 d采样一次,从2015年7月3日持续至8月17日,分别对进出水的TP、DTP、TN、DTN、NH_3-N和COD进行监测,结果显示,该工程对TP、DTP、TN、DTN的去除效果都能保持在较稳定的状态,最高去除率分别可达68.61%、76.45%、46.26%和50.59%,NH_3-N和COD去除效果有较大波动,NH_3-N的最高去除率可达73.99%,COD去除效果不明显。     

BF仿生载体对黑臭水体水质净化试验

为解决城市黑臭水体的问题,构建基于玄武岩纤维(BF)仿生载体、微生物菌剂和曝气复氧净化黑臭水体的组合工艺,对黑臭水体净化效能进行试验研究。结果表明:BF仿生载体、微生物菌剂和曝气复氧三者相结合对黑臭水体具有良好的净化效果。经过28 d的平稳运行,COD、NH_4~+-N和TP去除率分别为75. 1%、99. 4%和94. 2%。经预挂膜处理的BF仿生载体在曝气复氧条件下,达到相同净化效果所需时间更短。同时BF仿生载体可有效降低水体浊度,对水体中游离微生物具有良好的吸附和富集作用,其吸附的微生物数量最高为3. 57×10~7CFU/g。     

12种水生植物对茅洲河污染水体的净化研究

文章选取12种水生植物苦草、篦齿眼子菜、伊乐藻、水龙、蕹菜、节节草、芦苇、水葱、风车草、紫芋、水生美人蕉和梭鱼草为研究对象,于2018年10底至12月中旬在深圳市茅洲河中游河畔开展试验,对比研究其对河流污染水体的净化能力。结果表明,12种水生植物对茅洲河污染水体TN和COD的去除率差异显著(p<0.05),对TP和NH_3-N去除率差异不显著(p>0.05)。本土优势种水龙和节节草能快速生长、繁殖,且对TN、NH_3-N和TP具有较高的去除率,分别达86.0%、41.3%和95.1%以上,但是对COD的去除率较低。挺水植物紫芋表现出最强的综合水质净化能力,其对TN、NH_3-N、TP和COD的去除率分别为93.1%、98.1%、42.3%和80.8%,并能在较短时间内大幅降低水体中TN和NH_3-N浓度。水生美人蕉、水葱和芦苇等挺水植物也显示出较强的水质净化能力,可作为水质净化中的优选种类。伊乐藻、苦草和篦齿眼子菜3种沉水植物在试验过程中生长较缓慢,对TN和COD的去除率较低,但显示出较强的TP净化能力,TP去除率分别为48.6%、43.1%和42.9%,且能在较短时间内大幅降低水体TP浓度。     

自贡市主城区水体黑臭影响因子研究

根据多次对自贡主城区黑臭水体调查,清理出8个黑臭水体,采用主成分分析法对水体黑臭单项指标和综合指标进行相关性分析和主成分分析。结果表明,河流水体黑臭程度比人工水体严重,有机污染系数A、黑臭指数I与化学指标NH_3-N、DO、TN、Cl~-、TP、SS之间相关性显著,影响水体黑臭的因子有TN、NH_3-N、TP、I、Cl~-、BOD5、SS、T、A、F~-、CODcr、pH,其中氮磷污染影响较大,I值对黑臭的负荷高于A值。     

固体生物促生剂净化河道水体的效果研究

利用固体生物促生剂提供营养并作为载体,激活土著微生物菌群,开展黑臭河水净化研究。结果显示:试验条件下,总氮浓度与氨氮浓度随着时间同步下降,且完成生物脱氮过程中NO_3-N和NO_2-N基本无积累,总氮去除率可达85%;固体促生剂生物可降解性较好,能为硝化与反硝化菌提供所需营养、碳源以及生长微环境;黑臭河水处理18 d后,COD、TN、NH_3-N和TP的去除率分别达39.54%、87.89%、98.82%和82.78%,水质达到GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水要求。     

生物-生态修复技术在德州行政中心水体污染控制中的应用

针对德州行政中心水体所出现水体污染现象,采用生物强化技术、浮岛植物净化技术等生物—生态修复技术进行水质提升和水华防治,并通过技术应用过程中水质指标和藻类受抑制程度的变化,对生物—生态综合修复技术治理效果进行评价。结果表明:生物—生态综合修复技术可有效控制藻类的过度生长,有效预防水华的发生;水体COD、NH_3-N、TN和TP等水质指标明显改善,为同类水体的保护提供借鉴。     

BAF/石英砂滤池一体化设备处理黑臭水体试验

针对黑臭水体,采用BAF和石英砂滤池的组合,开发处理黑臭水体的一体化设备。将BAF/石英砂滤池一体化设备与传统BAF系统进行平行试验,在不同水力负荷与气水比条件下比较2个系统COD、NH_3-N、浊度和TN的去除效果,以探究一体化设备的优势及其最佳运行参数。试验结果表明:BAF/石英砂滤池一体化设备用于处理黑臭水体时,在滤料总高度相同的条件下,对COD、TN以及浊度去除率比传统BAF分别增加了6,5,7百分点,反冲洗周期比传统BAF延长了2 d。当水力负荷为2. 56 m~3/(m~2·h)时,BAF/石英砂滤池一体化设备对COD、NH_3-N、TN以及浊度平均去除率分别为65. 09%、75. 70%、50. 84%和89. 42%;在气水比分别为1. 5∶1、1. 0∶1和0. 5∶1的变化过程中,2个系统对COD和NH_3-N去除率逐渐降低,对浊度去除率影响不大,而对TN去除率显著提高。综合各项污染物指标,BAF/石英砂滤池一体化设备的最佳气水比为0. 5∶1,该设备可用于截流式合流制溢流混合污水处理及黑臭水体的旁站处理或循环处理。     

富营养化水体水生植物群落构建技术的应用

为探究水生植物群落构建技术对富营养化水体的生态修复效果,选取芦苇、黄菖蒲、美人蕉、千屈菜、狐尾藻、黑藻、眼子菜、铜钱草、睡莲9种水生植物进行净水小试。结果表明:9种水生植物对富营养化水体均具备较好的净化效果,其对TN、NH₄+-N、TP和COD去除率分别达49.97%~97.89%、75.66%~99.92%、55.91%~95.87%和57.19%~67.87%。基于小试实验结果,在滴水湖C港引水河开展水生植物生态修复示范工程建设。对修复前后水体进行理化指标监测,结果表明,TN、NH₄+-N、TP和COD_Mn指数分别下降了25.87%、56.60%、18.42%和29.25%,叶绿素降低了60.1%,溶解氧和透明度分别增加了45.73%和28.68%。生态修复后,示范区由中度营养化降低为轻度营养化,表明水生植物群落构建技术配置合理,对生态修复效果较为显著。     

基于城镇黑臭河道水体的组合型原位生态修复系统的构建与效果：以上海市地区某黑臭河道为例

为促进组合型原位生态修复技术对城镇黑臭河道水体治理效果的工程应用,基于“原位生态修复、截污控源、营造景观、水动力改善、生物多样性”的修复理念,以生物修复方式为主,结合河道黑臭的成因与水质检测分析,构建了“微生物载体缓释+曝气复氧+水生植物+循环泵设备”组合型生态修复系统,对上海市地区某黑臭河道进行工程试验研究。工程实践表明：试验进行56 d时,河道上、中、下游COD、NH₃-N和TP平均去除率分别达到71.25%、84.10%和89.94%,水体黑臭现象基本消除;水体DO质量浓度由1.1 mg/L上升到4.5 mg/L。河道水质修复得到明显改善,符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准。该组合型生态修复系统可以有效消除水体黑臭现象,增加水体溶氧量,有效降解水体中的有机污染物,对城镇黑臭河道生态修复具有较好的净化和景观效果,同时其切实可行的工程技术措施可为类似工程提供良好借鉴。     

超微气泡富氧+生物活化技术在黑臭水体治理中的工程应用

针对当前黑臭河道治理工作中出现的黑臭反复,长效性难保持问题,以某内源污染严重的重度黑臭河道为例实施原位生态修复。第1阶段采用超微气泡富氧（移动式曝气船+定点式曝气设备）和生物活化技术进行水体和底质修复,削减内源污染,改善生境;第2阶段应用定点式曝气设备、生态浮岛、水生植物净化、水生动物多样性调控进行生态修复,营造健康稳定的生态系统。经过近4个月的治理,治理区水质由重度黑臭稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水标准,水体COD、NH₃-N和TP含量分别为28.79,0.36,0.19 mg/L,去除率分别达到45%、98%和85%以上,治理后水体澄清,可见多种水生动物和沉水植物,河道底质呈现自然泥土色泽,在未进行清淤处理的情况下即达到了泥水共治的效果,水环境质量得到显著提升,实现了长效治理。     

微氧水解强化复合型人工湿地中试反应器的性能研究

考察两组微氧水解强化复合型人工湿地(MA-HCW)组合的中试反应器,对城市黑臭水体的净化处理效果。两组反应器分别种植风车草和菖蒲两种植物,运行的水力负荷为0.2 m~3/(m~2·d)。结果表明,种植风车草的人工湿地系统(A系统)的总体净化效果略优于种植菖蒲的人工湿地系统(C系统)。A系统的COD、BOD5、TN、NH_4~+-N、TP、TSS平均去除率分别为69.65%、75.2%、58.33%、38.46%、59.8%、82.1%。研究表明,微氧水解功能段有效降低了进水中TSS的浓度,起到预防湿地系统堵塞的作用。数据分析显示COD、NH _4~+-N和TN的去除率与溶解氧和温度有相关性。     

生态组合系统处理农村生活污水的研究

采用由生物浮床、生物接触氧化以及河道生态系统构成的生态组合系统处理农村生活污水,考察了其对农村生活污水的净化效果以及季节和污水停留时间(HRT)对污染物的去除效果的影响。结果表明,该组合系统对污染物具有良好的去除效果,COD,NH4+-N,TN,TP的平均去除率分别为57.68%,51.13%,52.38%和49.02%。污染物的去除率随HRT的增加而提高,4 d后变化趋于平缓,在HRT为6 d时,NH4+-N,TN,TP和COD的去除率分别达到80.36%,72.85%,60.74%和71.97%。与秋季相比,夏季时该组合系统对NH4+-N,TN,TP的去除率相对较高,但季节变化对COD去除效果的影响不大。     

投加生物激活剂和电子受体修复黑臭底泥的研究

研究了单独投加生物激活剂(CVE)、联合投加CVE和电子受体对南京市南湖北河黑臭河道底泥修复效果的影响。结果表明:单独投加CVE、联合投加CVE和电子受体对底泥和上覆水体均有很好的修复效果,并且联合投加CVE和电子受体对底泥反硫化细菌的抑制和上覆水体TP去除的效果略优于单独投加CVE。试验80 d后联合投加CVE和电子受体组底泥TN和NH3-N分别降低了50.9%和62.1%,有机质削减率达到17.8%,底泥反硫化细菌数由开始时的31.3×103cfu/g(以干土计)减少到2.1×103cfu/g(以干土计);上覆水体COD,NH3-N,TP分别降低了74.8%,85.1%,83.9%,水质指标由劣Ⅴ类变为Ⅴ类。     

组合工艺修复受污染河水的模拟河道试验研究

基于模拟河道反应器,研究了通过曝气充氧,设置阻流板,并辅以投加高效微生物的组合工艺对污染水体的修复效果。研究表明该河道自然运行状态下对COD、TP、NH3-N、TN去除率分别为7.44%、4.88%、5.70%和10.60%,组合工艺条件下系统对COD、TP、NH3-N、TN去除率分别提升至33.96%、17.29%、20.73%和25.43%。组合工艺对污染水体具有良好的修复效果,能为城市河道治理工程的实施提供依据和技术支持。     

一种多介质层波形潜流人工湿地处理重污染河水试验

我国河流污染严重,城市黑臭水体的比率日益增加。人工湿地作为一种高效低耗能的绿色处理技术,已被广泛应用于污染河水的治理。通过对比分析分层装填复合填料的多介质层波形潜流人工湿地和单一砾石填料的普通人工湿地处理重污染河水的效果,研究了特种基质填料强化脱氮除磷作用以及不同水力负荷条件的影响。试验结果表明:在水力负荷为0.2 m~3/(m~2·d)时,普通湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到55.95%、77.85%、39.80%和54.94%;多介质层湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到58.52%、75.99%、67.08%和57.31%。在水力负荷为0.5 m~3/(m~2·d)时,普通湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到68.46%、90.73%、42.13%和53.70%;多介质层湿地对COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到69.61%、89.94%、77.58%和68.63%,其脱氮效果明显好于普通湿地。以复合填料包分层装填的波形潜流人工湿地系统具有良好的脱氮除磷效果,有很好的推广应用价值。     

东江上游支流河口前置库系统水质净化效果研究

通过对建立在河源市高埔小河支流入东江口的前置库系统进行研究,结果表明:前置库系统对入江河流中COD、NH~+_4-N、TN、TP、SS(雨天)的去除作用明显,平均去除率分别为42.4%、28.0%、29.9%、22.8%、62.9%。前置库系统不同功能区对各污染指标有不同的去除效果。砾石河床对COD、NH~+_4-N、SS的去除效果较显著,前置库净化区对TN、TP有较好的净化效果。不同水文期,前置库系统的净化效果不同。COD在枯水期净化效果最好,丰水期次之;而NH~+_4-N、TN、TP的净化效果则均是平水期>丰水期>枯水期。该前置库系统能有效削减入江污染负荷,其中SS的年削减量最大,为406.94 t/a。     

立体式生态浮床在喀斯特环境水体净化中的效果研究

为了研究植物生态浮床在喀斯特水体环境中富营养物质的去除效果及生态浮床中植物的选取组合,将富贵竹和鸢尾通过单一、组合形式构建生态浮床,模拟喀斯特环境水体进行生态修复实验。结果表明,富贵竹、鸢尾、富贵竹+鸢尾不同的植物组合生态浮床对COD、TN、NH~+_4-N、NO~-_3-N、TP都有较好的去除效果,去除率依次为61.63%、44.38%、94.01%、13.35%、76.48%;28.33%、51.18%、88.11%、26.29%、55.25%;33.97%、49.56%、89.73%、22.25%、49.81%。鸢尾对TN、NO~-_3-N的去除率最好,富贵竹对NH~+_4-N、TP的去除中效果最佳,富贵竹+鸢尾组合处于中间状态,可见植物组合会使去除效果产生协同效应。通过实验组植物的生长状况和去除能力分析,单一植物组比混合组去除能力更强,但考虑综合去除效果还需要应用组合型生态浮床。