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。     

府河武汉段水环境问题及污染防治对策研究

对府河武汉段流域水质及主要水污染源污染负荷进行分析和核算,结果表明:2015年府河武汉段城镇生活是最主要污染源,其COD和NH_3-N入河量分别为16 552吨和4 779.87吨,占各类污染源总入河总量的58.46%和78.31%;COD、NH_3-N和TP排放量已超过承载力,为了满足水质目标要求,需分别削减排放量988.59吨、2 930.82吨和201.05吨。针对府河武汉段的水体污染特征和存在问题,提出了治理城镇生活污染、防治农业农村污染、开展流域综合整治、推进流域联防联控等相应防治对策。     

流域水环境综合治理技术体系研究:以兆河流域为例

采用中国电建集团已形成的"以水环境改善为核心,以水资源保障、水生态修复为重点的五位一体综合治理技术体系"研究成果,以环巢湖的兆河流域为例,基于污染物总量控制、生态基流和水生态系统平衡分别确定水环境改善方案、水资源保障方案和生态修复方案,并评价工程实施后水质达标状况。结果表明:兆河流域污染源贡献量最高的类型为城镇生活源,污染负荷最高的小流域为县河;流量在75%保证率下兆河流域COD、NH_3-N、TP和TN的水环境容量分别为5438. 61,370. 42,70. 76,367. 50 t/a;县河流域污染负荷削减分配量最高;水环境、水资源和水生态措施实施后,兆河流域污染负荷低于水环境容量限值。     

太湖蠡河小流域水质的空间变化特征及污染物源解析

为了解太湖流域河流中污染物的来源及时空变化特征,于2014年在太湖湖西区蠡河小流域开展水质监测,对从上游到下游的5个监测点汛期和非汛期水体中的总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)、化学需氧量(COD)浓度的变化规律及其影响因素进行了研究.结果表明,监测期间流域水体中TP、NH_4~+-N、COD的浓度均值为0.176、1.075、10.626 mg·L~(-1),水质状况总体较好,未超过Ⅳ类水标准.从上游到下游TP、NH_4~+-N浓度逐渐升高,下游水质较差,均属于劣Ⅴ类水质;而COD浓度较低,未超过Ⅳ类水标准.受降雨的影响,污染物浓度在汛期略高于非汛期.在非汛期,污染物浓度从上游到下游逐渐升高,而在汛期,各监测点污染物浓度没有明显的变化趋势.随着居民地面积的增加,林地面积的减少污染物浓度逐渐升高.流域人口密度、畜禽养殖与水体中污染物浓度显著相关.蠡河流域农业面源污染的主要来源是生活源和畜禽养殖源.     

北港河流域水质特征及主要污染物通量估算研究

通过对北港河进行水文水质同步监测,采用多元统计法对26个采样点位10个监测指标进行分析,识别出流域水环境污染特征及主要影响因素,并进一步估算了主要污染物的通量,以期为有限资料条件下的河流污染治理提供依据.结果表明:北港河水系污染严重,主要污染物为氮、磷及有机污染物;表征生活污水、面源污染与畜禽养殖废水对水质影响的主成分的贡献率为47.95%,表征工业污染的主成分的贡献率为12.50%;重污染企业数、人口密度、建设用地占比与流域氮、耗氧有机物具有显著正相关性,表明重污染企业数、人口密度与建成区分布是影响水质的最重要指标;按污染轻重,可将流域划分为3类分区:上游轻污染区、谷饶溪及东寮坑重污染区、其他区域则为中度污染区.污染物通量变化趋势分析显示,COD_(Cr)、NH_4~+-N通量变化趋势基本与流量变化趋势一致,而TP通量则受上游点源排放影响出现一定差异性.通量变化趋势主要受水闸调度影响呈现开闸大幅度上升、闭闸大幅度下降的规律,在闭闸初期则受练江干流高水位顶托作用影响,流量及污染物通量为负值,练江干流水倒灌入北港河;此外,监测期间COD_(Cr)、NH_4~+-N最高日污染通量出现在第2次开闸期间,分别为39.23、4.98 t·d~(-1),TP最高日污染通量则出现在第1次开闸期间,为547.36 kg·d~(-1).污染通量贡献率分析表明,干流水质主要受谷饶溪及东寮坑影响,其中,谷饶溪COD_(Cr)、NH_4~+-N、TP污染贡献率分别达到了64%、47%、22%,东寮坑COD_(Cr)、NH_4~+-N、TP的贡献率则分别为26%、28%、25%,建议加强对该汇水区内生活污水、工业废水等点源污染控制.     

太湖流域上游平原河网污染物综合衰减系数的测定

改善太湖水质需要削减上游河流进入太湖的污染物总量.为了探求太湖流域上游平原河网的自净能力,开展原位实验测定了枯水期高锰酸盐指数、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的综合衰减系数,根据河道的水力特征对综合衰减系数进行了修正,并利用一维稳态水质模型对修正前后综合衰减系数的可靠性进行了验证.结果表明,高锰酸盐指数、NH_4~+-N、TN和TP的综合衰减系数分别为:0.0296~0.4106、0.0224~0.3564、0.0137~0.3046和0.0555~0.5725 d~(-1).可靠性验证表明高锰酸盐指数、NH_4~+-N、TN和TP综合衰减系数修正前的平均相对误差分别为8.39%、14.40%、11.43%和19.22%,修正后的平均相对误差分别为10.65%、14.34%、11.37%和19.24%.修正前后高锰酸盐指数、NH_4~+-N、TN和TP的平均相对误差均小于20%且变化不显著,表明综合衰减系数的测定结果能够为太湖流域上游平原河网的污染物总量控制管理提供科学参数;也表明枯水期的水力条件对综合衰减系数的影响较小.     

尼洋河流域土地利用结构对水质的关联分析

文章以尼洋河流域为研究区域,用该流域2018年8月TM遥感影像图作为底图,结合野外实地调查获取尼洋河流域的土地利用图。借用ArcGIS的水文及空间分析功能,将流域划分为7个子流域,并分析各子流域的土地利用结构。根据2018年9月现场采取的水样检测结果,分析COD、TP、TN及NH_4~+-N的空间变化特征,同时结合各子流域土地利用结构分析其之间的统计关系,研究流域内土地利用类型与河流水质之间的联系,以期为藏东南生态安全屏障区内的河流水质保护提供科学借鉴。结果表明:COD、TN及NH_4~+-N有明显的空间变化特征,在空间上尼洋河中游水质最优。流域内土地利用结构与水质之间的相关关系表现为:未利用土地与林地起汇作用,建设用地起源作用,从水质指标响应程度上看:对TN影响最大的土地利用类型是建设用地,对NH_4~+-N和COD影响最大的分别是水域和林地,流域内TP的空间特性与流域内土地利用类型不存在多元线性回归关系。     

环境因子对三峡库区底泥污染物释放的影响研究

通过室内静态模拟实验研究了环境因子诸如扰动、pH和溶解氧对三峡库区底泥中COD、TP、NH_3-N和TN释放的影响。结果表明,COD、TP、NH+3-N、TN的释放量均随扰动强度的增加而增强,影响程度顺序为COD>TP>TN>NH_3-N;不同pH条件下,TP、NH_3-N、TN、COD的释放量均呈U型,中性条件下释放量最小,酸性和碱性条件下释放量都较大,pH为6~8时最有利于抑制底泥中污染物的释放;不同溶解氧水平下,COD、TP、NH_3-N、TN的释放量均随溶解氧水平的降低而增加。     

五级跌水复氧式沟渠处理污水性能改进研究

采用五级跌水复氧式沟渠工艺,并通过沟渠填料选择、跌水坡度和高度优化等试验,以期提高系统的高效性和稳定性。结果表明:蛭石对NH_4~+-N和TP的吸附量随时间先快速增大至变缓直至平衡,平衡时蛭石对NH_4~+-N和TP的吸附量分别为3.269、1.635mg/g。通过蛭石吸附动力学模型拟合得出蛭石对NH_4~+-N和TP的吸附以表面吸附为主;跌水是改善沟渠系统溶解氧状况的有效措施之一,跌水高度为35 cm时能达到较为理想的复氧效果;同时坡度=0.10时有利于污染物的去除;处理装置的监测表明,COD、NH_4~+-N、TN和TP的最大去除率分别为94.38%、81.26%、77.28%和85.99%,出水水质可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级排放标准。     

昆明市老运粮河污染治理的模拟研究

在快速城市化进程中,城市的建设和发展受到黑臭水体问题的挑战.以昆明市老运粮河为例,根据质量守恒原理,构建了昆明市老运粮河污染治理效果模拟系统,通过模拟,计算了老运粮河的入滇污染负荷,以及不同污染治理措施的治理效果,并对模拟系统的不确定性进行了初步分析.结果表明,老运粮河的年入滇总水量为9565.9×10~4t,COD、TN、TP和NH_3-N的年入滇总负荷分别为26250、3232、415.9和2135.5 t;区域内产生的点源污染负荷远大于非点源污染负荷;污水厂处理是去除污染物的主要途径,其中,旱季污水的处理对于全年的污染物削减起到最主要的作用;雨季源头削减措施的应用对雨季污水处理有很大作用;影响模拟结果的不确定性因素很多,分析认为由此带来的风险问题不可忽视.     

下凹式绿地对城市降雨径流污染的削减效应

以现场7次降雨14组径流污染监测数据为基础,探讨了下凹式绿地对城市降雨径流污染的削减效应,分析了径流污染负荷、绿地土壤与覆被植物、降雨历时等因素对污染削减率的影响.结果表明,当COD,NH4+-N和TP的浓度分别为56.0~216.0,0.27~2.97,0.20~0.95mg/L时,下凹式绿地对COD,NH4+-N和TP的平均削减率为52.21%,48.98%和47.35%.下凹式绿地对径流污染的削减过程可分为2个阶段:初期1h的径流污染削减率符合一级动力学模式,后期径流污染削减规律可用二级动力学模式表示.降雨历时增加可提高污染物削减率,当降雨历时约从3h增加到20h时,径流污染的综合削减率可从40%上升到65%.     

2002～2020年中国河流环境质量演变及驱动因子分析

基于2002～2020年河流环境质量、污染物排放和环境污染治理数据,采用典型相关分析和Spearman相关系数研究我国河流环境质量演变规律及其驱动因子,以期更科学地分析污染物排放和环境污染治理投资对流域环境影响.结果表明,2002～2020年中国河流环境质量得到明显改善,Ⅰ～Ⅲ类水占比由29.1%提升至87.4%,劣Ⅴ类水占比由40.9%下降至0.2%;废水排放总量由439.5亿t增加到849.1亿t,城镇生活污水排放量由232.3亿t增加到659.8亿t,工业废水排放量由207.2亿t减少到168亿t,环境治理投资由1 106.6亿元增加到10 638.9亿元.七大流域、浙闽片河流域、西南诸河流域和西北诸河流域Ⅰ～Ⅲ类水比例与工业源污染物排放呈负相关,与环境污染治理投资呈正相关;七大流域、浙闽片河流和西北诸河流域环境质量改善的首要措施是削减工业源污染物排放,污染物削减优先顺序均为：COD>NH⁺₄-N>废水总量;西南诸河流域水环境质量改善的首要措施是增加环境污染治理投资,环境治理投资增加优先顺序为：工业污染源治理投资>城市...     

沸石改良雨水生物滞留系统去除污染物研究

作为重要的低影响开发技术之一,雨水生物滞留系统在控制径流污染和削减径流总量及峰值方面具有良好的效果。传统生物滞留系统对于TSS、重金属和COD有较好的去除效果,但对硝氮去除效果差,砂土填料空隙率小,对水量的调蓄效果差,水力停留时间长,容易堵塞。本研究尝试采用沸石作为滞留系统的基质填料,并在系统底部设置淹没区创造缺氧环境提高系统对硝氮的去除效果。对比了在有无淹没区条件下对模拟雨水中各种污染物的去除效果。在无淹没区条件下,系统对进水TSS负荷的变化有很好的抗冲击能力,当进水TSS浓度在100~400 mg/L范围内变化时,出水TSS始终在20 mg/L以下。当进水COD浓度为150~250 mg/L,TP浓度为2.5~7.0 mg/L,NH_4~+-N浓度为3.0~4.0 mg/L,NO_3~--N浓度为6.0~10.0 mg/L时,系统对COD、TP、NH_4~+-N、NO_3~--N的平均去除率分别为67%、73%、88%、5%。在有淹没区且进水浓度基本相同的条件下,系统对TSS、COD、TP、NH_4~+-N等污染物的去除均没有大的变化,但对NO_3~--N的平均去除率则上升为74%。同时,系统对Pb、Zn、Cu、Cd等重金属也有良好的去除效果。     

环境敏感区农村生活污水处理工艺设计案例分析

针对环境敏感区农村生活污水高标准处理要求,通过设计案例分析了初沉+A2/O+混凝沉淀+过滤+人工湿地组合工艺的特点与处理效果。该工程处理规模为1 200 m3/d,总投资615万元,运行成本为0.905元/m3。运行结果表明,该组合工艺出水COD、NH_4~+-N、TP浓度均稳定达到GB3838-2002Ⅴ类水体水质要求,出水TN浓度达到GB18918-2002一级A标准,对COD、NH_4~+-N、TP、TN的去除率分别为86.7%、98.3%、92.7%和68.8%。     

武水河水质时空分布特征及污染成因的解析

运用主成分分析和聚类分析方法,对2013—2015年武水河流域7个监测断面的11个水质指标数据进行分析,揭示武水河水质时空分布差异性,辨识主要污染因子,解析污染成因.2013—2015年,流域水质整体较好,尚存在不达标断面.长河水库和黄岑水库出现NH_3-N超标现象,岑水桥和芙安河老桥断面出现重金属As超标现象,但NH_3-N和As浓度趋于降低.武水河流域监测断面水质由高到低的顺序为:水库断面支流断面干流断面.2013年,流域主要污染因子为NH_3-N、TN和As,主要源自农业面源污染和工业污染;2014年,流域主要污染因子为COD_(Mn)、NH_3-N、TP,主要源于生活污水和工业污染;2015年,流域主要污染因子为BOD_5、粪大肠杆菌、pH,主要来源生活污水和畜禽养殖.因此,流域内工业污染和农业面源污染对水质的影响逐年降低,生活污水和畜禽养殖对水质的影响逐年增大.流域内通过建设污水处理厂,实施重金属综合治理等项目,减少污染物排放,改善流域水环境质量.     

汉江流域水污染现状及污染源调查

评价了汉江流域水质污染现状：汉江流域干流水质好于支流,从上游至下游污染状况逐渐上升,主要污染物为COD、TP、NH3-N,污染特征为有机污染型。对汉江流域污染源进行了调查：汉江流域面源污染大于点源,排放负荷较大的是农业地表径流、城镇生活污水、畜禽养殖。     

基于流域分析方法的湖泊水污染综合防治研究

鉴于流域思想在水污染防治中应用的重要性和必要性,提出了以流域保护方法、流域分析和景观生态学相关理论为基础的流域分析方法该方法将湖泊-流域水污染综合防治的主要内容界定为4部分:子流域划分与污染负荷预测,"源-途径-末端-汇"的污染防治工程和管理方案体系设计,备选技术方案的提出和方案优选,污染负荷的削减率计算和综合方案设计.以四川省邛海流域为例,在将流域划分为6个子流域的基础上,对TP入湖污染负荷进行了计算和预测,并识别出各子流域内污染物的贡献率,分区提出了以水土流失防治、点源和面源控制、河道生态修复、河流入湖口治理和内源疏浚为主体的污染防治方案,该方案可削减TP 22.5 t·a-1,达到了预期目标.     

硝酸钙投加对受污染河道修复效果的影响

文章通过分析底泥和上覆水体中污染物含量的变化,探讨了硝酸钙投加对河道污染物控制效果的影响。结果表明:硝酸钙的投加明显改善了底泥的氧化还原电位,控制了底泥TP的释放,并有效削减底泥有机质含量,去除率可达到26.6%;硝酸钙的投加对上覆水体中的NH_4~+-N、COD、TP等都有明显的修复效果,DO含量明显提升,氨氮的去除率接近100%,COD去除率可达到50.1%,总磷去除率为72.0%。结合修复效果和经济成本,选择3.2 g/kg硝酸钙为最佳投加量。     

深圳湾流域面源与截排溢流污染特征及其对水环境的影响

随着点源污染逐步得到有效控制,面源与截排溢流污染对水环境的胁迫日益突出。基于土地遥感数据、城市排水管网等资料,构建流域—海湾一体化水环境模型,探讨深圳湾流域面源与截排溢流污染特征及其对水环境的影响,研究表明：（1）雨季COD、NH₃-N和TP单位面积面源与截排溢流污染负荷分别为17.21 t/km²与10.21 t/km²、0.17 t/km²与0.69 t/km²、0.04 t/km²与0.07 t/km²;（2）面源与截排溢流污染时间上主要集中于大雨及以上等级降水较多的5月和8月,空间上主要分布在截排工程集中、下垫面面积较大且坡度较陡的深圳河、大沙河和新洲河流域;（3）面源与截排溢流水体COD、NH₃-N和TP浓度可达地表水V类标准的3.7倍、18.2倍和8.5倍;（4）雨季COD、NH₃-N和TP浓度高于旱季的区域分别超过深圳湾总面积的40%、60%和65%。     

滤料对生物滤池启动及污水处理的影响

该文以农村生活污水为研究对象,设计了一种生物滤池污水处理工艺,选择陶粒、弹性材料和聚丙烯球为滤料,活性污泥辅助挂膜,考察不同滤料的挂膜及污水处理效果。结果表明,陶粒滤料表面附着的生物膜量在28 d进入了稳定期,达26.88 mg/g,而弹性滤料和聚丙烯球分别需32 d和34 d,其膜量为19.62 mg/g和16.78 mg/g,且陶粒生物滤池的COD和NH_4~+-N去除率在第28天趋于稳定,膜生物量最大。陶粒滤料在供试的生活污水中COD去除率可以达到96.3%,出水水质达到国家污水综合排放一级标准;TP去除率达到63.46%,NH_4~+-N去除率达到82.9%,出水水质达到国家污水综合排放二级标准;TN去除率可以达到67.6%,出水水质达到国家污水综合排放一级标准。陶粒滤料在低、中、高污染负荷条件下,均有较好的碳、氮、磷处理效果,中污染负荷时去除率更高,COD、TP、NH_4~+-N和TN去除率达96.9%、64.2%、82.2%和68.9%。在C/N比为5∶1、10∶1、15∶1条件下,陶粒滤料均有较好的碳、氮、磷处理效果,C/N为10∶1时去除率更高,COD、TP、NH_4~+-N和TN的去除率达95.6%、64.7%、81.3%和67.9%;陶粒滤料在8、18、28℃条件下,均有较好的碳、氮、磷处理效果,温度为28℃时去除率更高,COD、TP、NH_4~+-N和TN的去除率达96.1%、63.9%、81.6%和68.5%。