三角帆蚌对北京富营养化河湖水体的滤水效率和放养方式研究

2009年9月,在北京市水利科学研究所实验基地采用室内实验方式,研究了三角帆蚌在北京富营养化水体中的滤水效率,对比水体上层和底层2种放养方式对水体净化效果差异。结果表明:三角帆蚌平均滤水率为(31.63±6.67)mL/(min.kg);上层放养方式对水体透明度改善效果显著,叶绿素a在48 h即显著降低,且维持在较低水平。三角帆蚌有利于富营养化水体净化,实际应用中应采用水体上层放养方式。     

不同水温下鲴鱼对铜绿微囊藻的控制作用及对水质的影响

在室内受控模拟条件下开展实验,研究了在19、23、27、31、35℃5个水温梯度下鲴鱼对铜绿微囊藻和水质的影响。研究结果表明,在不同水温下,鲴鱼对铜绿微囊藻具有较强的控制作用,实验结束时铜绿微囊藻密度减少至初始密度的18%~30%,摄食率和消化率分别为6.83×104~8.32×104cells/(g·d)、93%~98%;叶绿素a的去除率为68%~88%;实验组TP、TN去除率分别为22%~25%、20%~38%,对照组的分别为80%~94%、28%~40%。对照组NH+4-N浓度变化很小(0.071~0.073 mg/L),而实验组氨氮浓度显著增大(2.222~3.645 mg/L),分别为初始值的31、34、42、51和46倍。     

螺蚌和沉水植物搭配对微污染水体的净化作用

通过开展单植不同种类沉水植物及"不同种类的沉水植物+螺蚌"组合搭配对微污染水体的净化能力对比研究,寻求系统稳定性最好、水质净化最佳的组合。2013年8月至2014年3月间的水箱小试研究结果表明,"铜锈环棱螺+椭圆背角无齿蚌+轮叶黑藻+篦齿眼子菜"组合的水质净化作用最佳,对CO D、TN、TP去除率分别为58.79%、64.30%和88.57%,对浮游生物的抑制效果最明显,水箱里基本无水绵及浮萍生长,轮叶黑藻长势较篦齿眼子菜好、生长逐渐占优势。2014年5月-8月的中试研究进一步验证水箱小试的结论,COD、TN和TP的平均去除率分别为57.93%、60.12%和49.28%,轮叶黑藻长势更好。     

低温条件下不同面积浮岛对N、P的净化效果

人工浮岛作为有效净化富营养化水体的生态技术之一,现已得到广泛应用.然而浮岛面积的优化配置及其引发的二次污染问题仍需进一步深入探讨.研究以重庆彩云湖水库为例,探究在低温条件下不同面积旱伞草浮岛对于水库中NH3-N、P的吸收、净化效用及二次污染效果,同时,针对彩云湖水库实际情况对人工浮岛的最适面积进行了初步探讨.结果表明,随着浮岛面积的增大,对于总体而言,旱伞草浮岛对N、P的吸收量分别由531和92 g增加至3 965 g和727 g; 旱伞草腐解所造成的N、P释放量由不足100 mg/d增加至600 mg/d以上,而浮岛对于水体NH3-N、P的总体净化效率分别由50.52%和15.88%明显下降直至负值;对于单位面积浮岛而言,其对于水体中N、P的吸收量及其对于NH3-N、P的净化效率与总体净化效率变化趋势一致;对于彩云湖水库而言,其最适浮岛面积为50~70 m2.     

鱼类、底栖动物和水生植物的不同组合对水质净化效果的原位围隔实验

在野外原位围隔模拟条件下,研究了鱼类、底栖动物和水生植物的不同组合对富营养化水体的净化效果。研究结果表明：鲢鳙鱼比例对水质有较大影响,当鲢鱼（Hypophthalmichthys molitix）与鳙鱼（Aristichthys nobilis）的比例为3：1时,TN和NH3-N的去除率分别为69.26%和66.39%,4：1时,NO3-N的去除率可达73.65%;当鲢鱼与鳙鱼的比例为5：1时,TP和PO43-的去除率可达66.73%;鲴鱼（Plagiognathops Microlepis Bleeker）对水体中磷元素的去除效果显著,TP和PO43-的去除率可分别提高13.89%和7.91%,但不利于氮的去除;150 g·m-2密度螺（Bellamya aeruginosa）和蚌（Hyriopsis cumingii）的投加对TN的去除率可达72.60%,但对其他营养盐的削减效果不佳;水生植物蕹菜实验组与无植物组相比TN去除率提升6.83%,NH3-N提升6.44%,NO3-N提升12.14%,效果优于菱,但却不利于磷的去除。实验结果可为水生生态系统调控和修复提供科学依据。     

不同温度、pH、水动力条件下寒旱区水库底泥中不同形态氮的释放特征模拟

为探究寒旱区水库上覆水环境条件对底泥释氮的影响,以大河口水库底泥和上覆水为试验材料,通过改变上覆水温度、pH、水动力条件,模拟研究了底泥中不同形态氮的释放特征,探讨了不同环境条件与底泥氮释放浓度之间的相关性,并用线性函数、对数函数、双曲线函数、二次函数、三次函数进行拟合.结果表明:(1)温度的升高有利于底泥氨氮、总氮的...     

不同工艺再生水补给对景观湖水质变化的影响

再生水回用于景观水体过程中,为了比较不同再生水工艺对景观水体富营养化的影响,以“二级出水+BAF+O3+GFH”和“二级出水+O3”作为再生水处理工艺,以岸滤（bank filtration,BF）作为水质维持工艺,进行再生水景观水体水质保障技术研究。结果表明,“二级出水+O3”出水流量较大,水力流动快,每天运行24 h,平均出水流量25.5 m3/d,氮磷含量偏高;“二级出水+BAF+O3+GFH”出水的氮磷指标控制在较低水平,GFH出水流量8~14 m3/d,水力流动较缓,湖中出现蓝藻。2套系统中BF对NH+4-N的去除率分别为30.5%和20.8%。“二级出水+O3+BF”系统中人工湖进水TN平均浓度24.309 mg/L,TP平均浓度0.583 mg/L,N/P=41,适宜水网藻生长,对湖中N（主要是NH+4-N）、P有较强的去除能力;“二级出水+BAF+O3+GFH+BF”系统中人工湖进水TP<0.05 mg/L,适宜蓝藻生长。     

冬季低温条件下浮床植物对富营养化水体的净化效果

在冬季低温条件下,采用浮床无土栽培技术,研究了水芹菜、多花黑麦草以及大蒜3种耐寒植物对富营养化水体的净化效果。试验结果表明,3种植物在水温4.0～10．1℃的条件下均生长良好,对水体中TN、NH4^＋-N、TP、CODMn污染物的去除率分别为59.3％～29.2％、65、2％～39.3％、55.6％～33.9％,55．7％～49．5％．对藻类的抑制率为88．4%～92．3％。通过比较,水芹菜净化能力最强,多花黑麦草次之,大蒜最弱。本项研究丰富了冬季低温条件下治理富营养化水体的方法．也为冬季浮床植物的选择提供了依据。     

城市大型缓流景观水体流场模拟及人工循环水动力优化

人工水力措施是改善城市景观水体水质的重要方式,但由于其建造运行费用高,因此有必要进行优化研究。采用计算流体力学的方法对生态城景观水体几种情景下的流场分布进行了模拟,并通过定量的方法评价得出最优的水动力运行方案,为水体运行规划提供决策支持。研究表明,在补水总流量一定的情况下,采用单点补水与多点补水时水体流动性均较差,但多点补水时补水均匀性有所改善,宜与其他方法联用;4种循环流量的模拟结果表明,循环流量为15万t/d时即可推动水体达到期望流速,继续增加循环流量效果不明显。     

Runoff effect on eutrophic lake water quality and heavy metal distribution in recent littoral sediment

Multivariate statistical methods (hierarchical clustering analysis: HCA, and principal component analysis: PCA) were used to study the influence of runoff and other diffuse pollution sources on lake water chemistry of Hough Park lake in Central Missouri. In addition, heavy metal concentrations in lake littoral sediment were evaluated for enrichment and probable ecological risk. The abundance of macronutrients in the lake water column followed the order: Ca > Mg > TIC > K > Na > S > NO₃ - N > Fe > NH₃ - N > TP. Heavy metal concentrations in the lake water column were below acute and chronic level ecological guidelines. TN:TP ratios (range: 4.1-6.8) revealed nitrogen limitation of algal and other photosynthetic plant growth. The HCA showed two major clusters of similarity between the sampling points suggesting different pollution levels for the clusters. PCA 1, 2 and 3 reflected the influence of natural biochemical processes, atmospheric deposition and runoff respectively on lake water chemistry. The abundance of heavy metals and the normalizing element (Li) in littoral sediment (<63 μm fraction) samples analyzed in decreasing order were: Mn > Zn > Cr > Ni > Li > Cu > Pb > Cd > Hg. The average concentration of Cr, Mn and Ni in littoral sediment fraction exceeded the respective lowest effects level (LEL) threshold limit. Metal bioavailability in sediment fraction was low since the most labile metal species contained between 0% and 11% of the total metal content. Using the risk assessment code (RAC) criteria, only Mn posed a medium risk to the lake system.     

小型景观湖水质模拟及应用研究

由于小型景观水体的体量和再生水补水措施的施行,其水质随环境和入水水质的变化和富营养化过程较大型水体快。由EFDC模型和WASP模型耦合建立小型浅水景观湖生态动力学模型,用实测水质数据进行参数率定与验证,可实现小型景观水体水质变化趋势的模拟,为水质管理提供决策支持。在此基础上,对民主湖在几种水质保障方案下1年的水质变化进行了模拟预测和对比,结果表明,作为富营养化程度表征的叶绿素a在空间和时间分布上均存在一定的规律性,夏季由于温度升高,叶绿素a浓度较高,说明藻类等浮游植物迅速增殖,是水质恶化水华暴发的高发期,而采取加大湖水水力循环和改善入口水质的控制方案,可使水质得到良好保障。     

给水厂铁铝泥构建过滤柱去除富营养化河水中过量磷

为避免因FAS释放过量有机物和氮而产生的潜在不利影响,分析了以给水厂铁铝泥(FAS)构建过滤柱处理富营养化河水的特征与机制,研究了以厌氧热处理改性后的FAS作为辅助基质(2%)构建过滤柱。结果表明：在对其他性质无影响的情况下,FAS的添加显著提高了过滤柱对水体中磷的去除率,促使出水磷浓度在整个运行期间小于0.01 mg·L-1;被FAS吸附的磷主要以NaOH提取态、HCl可提取态和残渣态存在。高通量测序分析结果表明,FAS的添加促使过滤柱中富集了Rhodoplanes、Sulfuritalea、Nitrospira、Leucobacter、Geobacter、Dechloromonas等有助于生物地球化学循环和复合污染控制的菌群。FAS作为辅助基质构建过滤柱可有效控制富营养化河水中磷污染。     

不同有机物对含藻水体混凝效果和絮体特性的影响

为了解不同有机物对含藻水体混凝过程的影响,以含铜绿微囊藻水体作为实验对象,考察牛血清蛋白(BSA)和腐殖酸(HA)2种有机物及其质量浓度对含藻水体浊度、藻类有机物的去除效果以及絮体形成、破碎、再絮凝的影响。结果表明,少量的BSA对混凝反应起促进作用,当BSA的投加量超过1 mg·L⁻¹转为抑制作用,因为投加量升高时,BSA抢占混凝剂活性位点,抑制混凝反应。HA不利于混凝反应的进行,因为HA中的官能团优先与混凝剂结合,从而导致混凝效果变差。提高混凝药剂投加量可缓解有机物质量浓度增加对混凝效果的影响。当BSA投加量为5 mg·L⁻¹,PACl投加量为0.06 mmol·L⁻¹时,能达到出水浊度小于1 NTU,藻细胞去除率大于90 %的混凝效果,HA添加量为5 mg·L⁻¹,PACl投加量为0.12 mmol·L⁻¹时,也能达到相同的混凝效果。混凝更容易去除分子质量较大的BSA和HA,而对小分子亲水性有机物的去处效果较差,如藻类有机物或HA中小分子有机物。少量的BSA和HA增加了混凝絮体的生成速率和初始粒径。本研究结果可为天然水体混凝除藻工艺优化运行提供参考。     

东深源水生物预处理工程挂膜启动过程水质净化效果变化的分析

东深源水生物预处理工程挂膜启动约需 2 5d ,比优化试验增加 10d左右 ,本文介绍了挂膜启动过程氨氮、CODMn去除效果和填料上生物膜变化的特点。由氨氮去除率 (≥ 5 0 .0 % )、生物膜形状、生物膜上动物种类和数量可判断挂膜启动过程是否完成 ,气温低是该工程挂膜启动过程时间较长的主要原因     

基于不同水厂水质调查的消毒副产物生成趋势及模型预测

以南方某市具有代表性的7个自来水厂为研究对象,对不同季节和不同处理工艺下的原水、出厂水和管网水的9个常规水质参数和2类含碳消毒副产物进行了检测,考察了水质指标随季节的变化规律和处理工艺对不同水质指标的影响,分析了常规水质参数与消毒副产物生成量之间的关系。结果表明：7个自来水厂出厂水均检出三卤甲烷(trihalomethanes,THMs)和卤乙酸(haloacetic acids,HAAs);THMs平均质量浓度为8.70~29.35 μg·L⁻¹,HAAs平均质量浓度为13.22~39.06 μg·L⁻¹;管网水中2类消毒副产物浓度水平较出厂水略有增加;THMs的季节变化规律为冬季>春季≈秋季>夏季,HAAs的季节变化性不强。利用IBM SPSS Statistics 20进行了Spearman秩相关系数分析,并分别以原水和出厂水水质参数来建立出厂水THMs或HAAs生成量的回归方程。结果表明：THMs质量浓度预测效果良好,可用于自来水厂水质的化学安全性预警;但对于HAAs质量浓度预测,无论采用原水还是出厂水水质参数所建立的预测方程,预测结果均不理想。