生物/生态技术协同修复城市景观水体的现场试验研究

针对武汉动物园鹤岛水体的污染状况,结合景观建设,采用生物滤罐和生态型岸边带相结合的生物/生态技术对该水体进行循环净化。实验结果表明,该净化系统对鹤岛水体水质有很大的改善作用,解决了以前水体混浊、夏季水体中藻类浓度高的问题,景观功能明显提高。该系统中生物滤罐起主要作用,夏季净化效果较好,对于总氮（TN）、总磷（TP）、COD、溶解态氮、氨态氮都有很好的净化效果;冬季效果略差,以过滤作用为主,对溶解态污染物去除作用微弱。岸边带在冬季基本没有净化效果,夏季则净化作用较为显著。     

某生活垃圾卫生填埋场渗滤液的梯度分离与表征

目前,渗滤液中污染物的粒度分布及其在渗滤液污染控制中的作用日益受到关注。通过系列微滤膜(1.2μm及0.45μm)对某生活垃圾卫生填埋场渗滤液各处理单元的渗滤液进行梯度分离,发现悬浮物对COD、浊度的影响较大;COD主要在胶体态和可溶解态间分配,不同渗滤液中的分配情况不同;磷主要与胶体、悬浮物以各种形式结合而存在;细胶粒和溶解态等小分子对TN的贡献大;不同粒度物质对pH的影响不明显;总残渣在可溶态组分中所占比例较大。膜微滤处理渗滤液可以有效的去除一部分物质,使COD、TP、TN、浊度、电导率都有不同程度的降低,pH逐渐升高,但对总N、残渣的去除效果不好。     

Fenton试剂对富营养化湖水黑臭的氧化降解作用

通过室内实验,研究Fenton试剂对富营养化水体黑臭物质氧化降解作用。实验结果表明,在黑臭的富营养化水中投加Fenton试剂20 min后,水体臭味明显降低,90 min后水体臭味全部消除;水体浊度、色度有显著改善,水体浊度、色度去除率分别达73.73%和93.11%,显著高于对照组的53.4%和22%;水体溶解氧量显著提高;水体的pH值保持在7左右。鱼类毒理实验结果表明,最佳剂量的Fenton试剂对实验鱼类无急性毒性作用。     

金矿污染河流的水体和沉积物中重金属分布特征及生态风险评价

金矿开采导致严重的水体和沉积物重金属污染。采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP/MS)分析了金矿开采区河道32个采样点的水体和表层沉积物样品,研究了水样的溶解态及颗粒态重金属(As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn)组成;通过分步化学提取法研究了各重金属在沉积物中的地球化学形态组成,利用地累积指数法和潜在生态风险指数法评价了河流沉积物中重金属污染状况。结果表明:水体中Cu、Zn、As主要以溶解态存在,Pb、Cr、Cd以颗粒态为主。水体中重金属元素形态分布主要受点源污染排放影响。沉积物中,Cd浓度较低;As、Zn主要以氧化物结合态、有机物结合态和残渣态存在;Pb、Cr、Cu以有机物结合态和残渣态为主。结合地累积指数和潜在生态风险指数分析表明,Cd和Cu为主要的风险元素。     

雨水收集系统结合自循环系统下的景观湖体氮磷特征

为评估采用雨水作为城市景观湖体补充水源的富营养化发生风险,以天津文化中心景观湖为研究案例,分析了其典型的2套运营系统:雨水收集系统(雨水经沉淀井、蓄水模块和垂直潜流湿地进入景观湖)和中心湖水体的循环及净化系统(湖水抽排至垂直潜流湿地再进入景观湖)中景观湖的氮磷浓度变化规律。采用2015年3—10月的长期监测,研究湖中氮磷营养盐的时间变化趋势以及形态变化规律,提取影响湖中氮磷浓度的因素。结果表明:2015年3—10月景观湖中总氮和总磷平均浓度分别为(1.551±0.491)mg·L~(-1)和(0.058±0.029)mg·L~(-1),溶解态氮和磷分别占71.7%和50%,系统运行稳定时总氮和总磷浓度主要分布在1.0~1.3 mg·L~(-1)和0.029~0.05 mg·L~(-1)之间;总体上,溶解态氮为湖水中氮存在的主要形式,而磷则主要以颗粒态形式存在,在降雨条件下,部分污染物随着降雨冲刷进入湖体,因此景观湖中溶解态磷的浓度增高;湿地是否稳定运行是影响景观湖中总氮、溶解态氮以及总磷浓度的因素,而降雨条件是影响景观湖体的总磷浓度以及溶解态磷浓度的因素;景观湖的富营养化风险较低,降雨期间进入湖体的溶解态磷是最大的风险因子。     

滤食性生物孵化器净化微污染景观水的试验研究

搭建滤食性生物孵化器,利用藻类吸收水体中氮、磷,滤食性生物捕食藻类,实现微污染景观水体的原位净化。试验结果表明,当TN、TP初始质量浓度分别为5.0、0.100mg/L时,30L微污染景观水的最佳滤食性生物孵化器载体(50mm×65mm×75mm聚氨酯泡沫塑料块)投放量为15块;滤食性生物孵化器对微污染景观水中的叶绿素a、TN和TP均有较明显的去除效果。对于TN、TP初始质量浓度分别低于5.0、0.100mg/L,更换周期在3d以上的微污染景观水,采用滤食性生物孵化器可将叶绿素a的质量浓度控制在10mg/m3以下,TN、TP可分别控制在2.0、0.010mg/L以下。     

PAC与粘土矿物混凝去除颤藻及残余铝形态研究

研究了PAC与不同粒径的天然粘土矿物复合混凝去除给水中的颤藻。结果表明，两者复合除藻效果显著优于单加PAC。当PAC浓度为12 mg/L，矿物浓度为24 mg/L，粒径为160目时，除藻效果最好，浊度和叶绿素a去除率分别为98.2%和100%。两者复合后PAC形态含量都发生了变化，悬浮态铝含量相对增加，溶解态铝含量相对减少，总残余铝量减小。     

不同再生水补水比例下景观水体的水质变化

缺水地区再生水补充景观水体具有重要的意义,因此考察不同再生水补水比例条件下的水质变化尤为重要。采用修建人工景观水池的方法,模拟不同再生水补水比例条件下景观水体的水质变化规律。将某水厂的再生水和自来水按不同比例配水作为人工水池的进水和补水,水力停留时间固定为5 d。实验结果表明当该再生水所占比例为75%、50%时,水质恶化最快,100%和25%时由于营养比例失衡,水质恶化速度较慢。此外,叶绿素a的增长主要受氮磷营养盐浓度的影响,并影响着水体的浊度、色度和透明度,进而破坏景观水体的感官指标。     

水温对慢滤池深度处理污水的性能影响

将慢滤池用于污水二级出水的深度处理,利用一套小试装置研究了水温对慢滤池性能的影响。对比慢滤池在冬季和夏季的运行数据,结果发现:从夏季(23~25℃)转到冬季(10~14℃)时,慢滤池对浊度、COD、色度和细菌总数的去除率分别下降了12.5%、26.5%、22.9%和5.8%。水温下降后,虽然慢滤除污染物的整体效果下降,但却对各污染指标表现出不同的规律:水温对COD去除影响最大,而对浊度去除的影响相对较小。在慢滤进水浊度较低的情况下,水温对色度去除的影响程度会位于对COD去除和浊度去除的影响程度之间。无论温度如何变化,慢滤均能保持良好的细菌去除效果。     

酸析-Fenton氧化法处理采气废水

采用酸析-Fenton氧化法对川西某气井采气废水进行降解处理研究,考察了pH、Fenton试剂配比、投加量及反应时间等主要影响因素对采气废水处理效果的影响,并选用气相色谱-质谱仪器(GC-MS)对酸析-Fenton氧化法处理前后水样的成分进行定性分析.结果表明,酸析-Fenton氧化法最佳实验条件:pH为l,H2O2/COD为7,H2O2/Fe2+(摩尔比)为3,反应时间为120 min;在最佳实验条件下COD、SS、油类物质、色度的去除率分别为81％、99％、95％、99％;对比处理前后水样的GC-MS图谱,表明在质谱扫描范围内,处理前后水样中物质成分变化较大,酸析-Fenton氧化技术对采气废水中难降解有机物的去除效果明显.     

铁促电解去除高浊度老龄垃圾渗滤液COD的机理

铁促电解是去除水中有机污染物的新型方法,采用箱式电化学反应器研究了该法去除填埋场高浊度老龄垃圾渗滤液COD的机理.实验结果表明：用浊度衡量老龄垃圾渗滤液非溶解态有机物的含量是合理的;垃圾渗滤液中非溶解态有机物对铁促电解去除COD的效率有显著影响.铁促电解对高浊度垃圾渗滤液COD的去除存在三种机理,即电化学氧化、电解气浮和絮凝沉淀.随着水质与实验参数的变化,三种机理对COD总去除率的贡献亦发生变化;对比了Fe^2＋与Fe^3＋促进COD去除的效果,提出了一种铁离子循环电解处理老龄垃圾渗滤液的新工艺.     

超声波技术处理微污染水的实验研究

通过实验,对使用超声波技术处理微污染水的效果、机理进行了初步研究,实验结果表明,超声波对微污染水的细菌和色度去除效果明显,细菌的去除符合一级反应动力学方程,对COD和浊度去除有一定效果,但不显著。结果还发现,水体pH值随时间呈上升趋势。     

传统饮用水净化工艺对锰的去除特性

锰广泛存在于天然水体中,含量过高对人体健康存在诸多不良影响。将膜分离与电感耦合等离子体质谱分析技术相结合,深入探讨了传统饮用水净化工艺对溶解态和悬浮态锰的去除规律。结果表明,随着水深的增加,水源水体中的总锰呈上升趋势,溶解态锰则无明显变化。在各处理单元中,混凝-沉淀过程对颗粒态锰的脱稳沉淀和部分溶解态锰的吸附去除起着主要作用,砂滤对溶解态锰的氧化去除可以忽略;当原水中的总锰含量在0.28 mg·L-1时,处理出水中的锰含量在0.21 mg·L-1,平均去除率仅为25%。进行高锰酸盐预氧化,可有效提升总锰在后续各净化单元中的去除效率,处理出水可满足居民饮用水水质标准。     

应用复合碱式氯化铝对垃圾渗沥液进行预处理的研究

采用生物法处理垃圾渗沥液 ,其出水CODCr、色度和含盐量等指标往往大于排放标准。应用亚滤技术作深度处理 ,可有效地去除剩余的污染物质 ,使出水达标。但由于渗沥液中存在大量的胶体微粒 ,对亚滤管产生阻垢作用 ,从而堵塞住亚滤管微孔 ,增加动力消耗 ,影响处理效果。故采用一种新型高效的复合型无机高分子混凝剂———聚硫氯化铁铝 (PAFCS)用于亚滤装置的预处理。通过与碱式氯化铝 (PAC)混凝剂的对比研究表明 ,PAFCS表现出比PAC更好的除浊、脱色能力 ,可有效地去除掉垃圾渗沥液中的浊度、胶粒和部分CODCr,从而使亚滤装置发挥最大效能。结果表明 ,PAFCS的投加量在1 50— 2 0 0mg/L左右 ,pH值在 5左右 ,沉降时间为 40— 50min的条件下 ,混凝效果最佳 ,浊度去除率可达到 90 % ,CODCr去除率可达 40 %左右。     

昆明主城区城市地表径流污染特征分析

昆明市位于滇池上游,城市地表径流污染负荷对滇池水质具有直接影响。通过对昆明主城区内不同功能区12个监测点7次降雨径流过程水样的采集与分析,研究了昆明主城区城市地表径流污染特征。结果表明,昆明主城区城市地表径流中TSS、COD、TN和TP的多场降雨平均浓度分别为182.8、138.2、2.37和0.43 mg/L。不同功能区的地表径流水质存在显著差异(p<0.05);各功能区径流污染负荷顺序为:公路区>商业区>住宅区>文教区;不同功能区单场降雨径流水质动态变化规律是:污染物浓度在降雨径流初期相对较高,中后期浓度快速下降,并逐渐趋于稳定;地表利用功能、降雨特征和交通流量是影响城市地表径流水质的主要因素;城市地表径流中COD、TN、TP与TSS之间有较好的相关性,说明大部分的污染物质是以颗粒吸附态存在。     

应用复合碱式氯化铝对垃圾渗沥液进行预处理的研究

采用生物法处理垃圾渗沥液,其出水CODCr、色度和含盐量等指标往往大于排放标准。应用亚滤技术作深度处理,可有效地去除剩余的污染物质,使出水达标。但由于渗沥液中存在大量的胶体微粒,对亚滤管产生阻垢作用,从而堵塞住住亚滤管微也,增加动力消耗,影响处理效果。故采用一种新型高效的复合型无机高分子混凝剂－－聚硫氯化铁铝（PAFCS）用于亚滤装置的预处理。通过与碱式氯化铝（PAC）混凝剂的对比研究表明,PAFCS表现出比PAC更好的除浊、脱色能力,可有效地去除掉垃圾渗沥液中的浊度、胶粒和部分CODCr,从而使亚滤装置发挥最大效能。结果表明,PAFCS的投加量在150－200mg/L左右,pH值在5左右,沉降时间为40－50min的条件下,混凝效果最佳,浊度去除率可达到90％,CODCr去除率可达40％左右。     

竹丝生物膜反应器修复校园景观水体的实验研究

以竹丝作为填料而组建的接触氧化生物膜工艺对校园景观水体进行易位修复,通过设置5个不同工况以探明竹丝载体在修复轻度污染水体的特性,研究表明:当进水CODMn、氨氮和浊度分别为7.79~24.32 mg/L、1.36~11 mg/L和0.63~33.11 NTU的情况下,其去除率分别为10.57%~74.34%、-83.33%~57.55%和20.01%~100%,不同的运行工况对修复效果的影响不显著;系统在启动后的8 d内即可形成丰富成熟的生物相,而且竹丝上的细菌主要以短杆菌为主;竹丝生物膜反应器修复后的景观水体中的活细菌数量可减少1个数量级。竹丝上的亲水性基团和良好的生物亲和性以及从竹丝上脱落下来的零散竹丝纤维是竹丝填料生物膜快速形成的基础,宏观和微观"网捕"结构是该系统能在极短时间实现高效去除浊度、有机物和细菌等高分子物质的主要原因。     

受污染景观水体的生物修复

应用生物刺激剂BIOE1对受污染的人工景观池水进行生物修复试验。现场试验的结果表明,生物刺激剂BIOE1能有效地对受污染的景观池水进行生物修复,处理后的池水清澈,水体中的溶解氧浓度显著提高,CODCr、氨氮、总磷和浊度的去除率分别为68%、93%、75%和83%。所用生物刺激剂不含外来微生物,对人体和鱼类无毒性。     

微絮凝直接过滤-超滤组合工艺深度处理印染废水

采用微絮凝直接过滤作为超滤的预处理工艺，对印染废水二级出水进行深度处理。考察了微絮凝直接过滤一超滤组合工艺处理效果和不同预处理方式砂滤、微絮凝、微絮凝直接过滤对超滤膜污染影响。实验结果表明，微絮凝直接过滤-超滤组合工艺对浊度、色度和COD平均去除率为99．2％、87％和56％；出水水质能满足《城市杂用水水质标准》（GB／T18920—2002）；与其他预处理方式相比，微絮凝直接过滤能大大地减轻超滤膜的负荷，延缓膜的污染，微絮凝直接过滤是一较优预处理工艺。由于采用变孔隙滤料，该系统具有用药量省的优点。     

微纳米曝气技术对城市景观水体修复的影响

以微纳米曝气为主要曝气方式,鼓风微孔曝气方式作对比,处理广西大学东校园景观湖湖水,考察微纳米曝气方式在污染景观水体中氧传质系数变化及其对污染物的去除效果。结果表明,对污染景观水体曝气过程中,微纳米曝气氧总体积传质系数高于鼓风微孔曝气,且与景观水的污染程度成负相关。微纳米曝气具有很好的氧传递性,平均气含率为1.09%。该曝气法对污染景观水体中多种污染物有良好的去除效果,实验结束时,微纳米曝气对化学需氧量(COD)、总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)和总氮(TN)的去除率分别为67.59%、17.30%、70.20%和66.75%,水体中叶绿素a上升了14.03%,是一种有效改善景观水体水质的曝气方式。