城市绿地削减降雨地表径流污染效应的试验研究

针对城市降雨地表径流造成的非点源污染已成为城市收纳水体水质恶化和生态退化的主要因素这一现状,利用室内土壤柱模拟城市绿地对典型降雨地表径流污染的削减效应,研究土地覆被、径流污染物浓度、土层厚度以及水力负荷与停留时间对污染削减率的影响.结果表明,在低、中和高3种典型降雨地表径流污染浓度水平(COD为44.5、144.3、487.2 mg.L-1;NH4+-N为4.27、11.44、36.61 mg.L-1;TP为0.98、2.85、9.66 mg.L-1),8.15、7.13和6.12 cm.h-1的进水负荷持续1 h条件下,城市绿地的污染削减能力良好、稳定,对照组对COD、NH4+-N和TP的平均削减率分别达到33.41%~37.14%、58.74%~61.49%和63.65%~67.08%;受复氧能力和水力停留时间的限制,绿地覆被植物对污染物削减率的影响不明显;随着降雨地表径流污染浓度水平的增加,绿地的污染综合削减率保持在50%~60%左右,略有增大趋势;绿地对降雨地表径流污染的削减主要发生在深度50~70 cm的土层之上.     

下凹式绿地径流污染控制与径流量消减影响因素分析

通过搭建下凹式绿地装置,人工配水模拟地表降雨径流污染物,考察了下凹式绿地中不同植被种类、基质厚度、不同重现期下对径流污染物的去除效果,同时通过监测短历时和长历时降雨事件,考察了下凹式绿地对径流量的消减效果。研究结果表明,在降雨重现期为1 a的情况下,当植被种类选取百喜草,基质厚度为60 cm,下凹式绿地污染物去除效率最好、并且有很强的滞留径流的能力,对COD、TP、TN、SS的平均去除率分别为56.3%、72.1%、47.1%、74.3%,在降雨过程中,下凹式绿地延缓径流峰值的时间为24~30 min。随着降雨重现期的增大,径流污染负荷增大,1 a重现下的COD、TP、SS的平均去除率比5 a、10 a重现期的污染物消减率高出2.9%~43%。研究结果以期为提高下凹式绿地径流污染控制和径流总量消减效率及推广应用提供参考。     

基于SWMM模型的下凹式绿地污染物削减效应分析

该文基于SWMM模型研究了下凹式绿地对降雨径流中污染物的削减效果,并与实验结果进行了对比。结果表明,绿地能有效削减径流中的关键性污染物(COD、SS、TN、TP),下凹式绿地对污染物的削减率分别为SS 72.73%、COD 61.07%、TN 66.10%、TP 83.40%,削减效果总体较好。该文还对下凹式绿地的关键模型参数进行了率定,将污染物削减率的模型计算结果与实验结果对比发现,除SS误差(25.5%)较大外,TP、TN、COD削减率的误差均在5%以下,结果表明通过参数率定后的模型能较好的模拟实际情况。     

温州市不同功能区地表径流污染特征研究

以温州市城区为例,在多雨季节对商业区、工业区、居民区、交通路面、绿地等五大功能区的降雨径流水质进行了6次采样监测,发现不同功能区地表径流水质差异较大。前10 min初期径流中各功能区COD、TN;商业区和工业区的NH4+-N;商业区、交通路面和工业区TP的平均浓度均劣于地表水V类水质标准。随着降雨历时的延长,降雨径流中主要污染物浓度逐渐下降,并在30~45 min趋于稳定。对COD而言,由商业区造成的径流年污染负荷最高,达5 763.15 t/a;对SS而言,温州市几个重要工业经济开发区所造成的径流年污染负荷最为严重,达到15 883.67 t/a,居民区次之,达11 804.81 t/a;对NH4+-N而言,由工业区、商业区和居民区所造成的径流污染相对较重,分别在50 t/a左右。地表径流对温瑞塘河的COD贡献较大,达22.88%;而由地表径流所引起的NH4+-N和TP污染对温瑞塘河的污染贡献较小。     

上海中心城区合流制排水系统调蓄池环境效应研究

于2006~2008年同步监测了上海中心城区成都路合流制排水系统20余次的降雨、径流和径流水质过程,研究了国内首座投入使用的城市大型排水系统调蓄池的环境效应.结果表明,调蓄池有效提高了排水系统排水能力,系统截流倍数可从3.87倍提高到6.90~9.92倍.对暴雨溢流和旱流试车溢流的年际平均削减量分别为9.10×104m3和8.37×104m3,削减率分别达9.00%和100%.对暴雨溢流COD、BOD5、SS、NH4+-N和TP的年际平均削减率分别为13.76%、19.69%、15.29%、18.24%和15.10%,相应削减量分别为41.21、12.37、50.10、2.12和0.29 t.a-1.调蓄池可100%削减旱流试车溢流污染,相应污染物的削减量分别为20.75、4.87、14.90、4.49和0.30 t.a-1.分析显示调蓄池设计标准、运行模式和降雨条件是影响调蓄池环境效应发挥的重要因素.     

不同配比基质层的雨水径流滞蓄截污效益研究

基质配比是影响粗放式绿色屋顶对雨水径流滞蓄截污效益的重要因素之一。文章采用泥炭土作为营养基质,蛭石作为吸附基质,构建了9个不同配比泥炭土蛭石基质层小试装置,研究在南昌市降雨特征的9个不同深度模拟降雨事件中,装置对雨水径流的滞蓄截污效益。结果表明,不同配比泥炭土和蛭石基质层能发挥优秀的雨水径流滞蓄效益、雨水径流中的NH4+-N削减和TP截留效益。其中20%泥炭土+80%蛭石的基质层小试装置在整个实验过程中的平均径流削减率为43.53%,平均NH4+-N削减率为75.07%,平均TP截留率为68.00%,且相对其他不同配比基质层小试装置有更强的抑制TN淋失能力。     

北京市新建城区不透水地表径流N、P输出形态特征研究

2010年通过对北京市新建城区典型不透水地表径流水样的采集与分析,研究新建城区地表径流水质特征及其N、P输出形态组成,以期为城市地表径流污染的源区控制提供科学依据.结果表明,北京市新建区典型不透水地表屋面和道路地表径流污染初期冲刷效应显著,屋面径流污染负荷的输出主要集中在初期10 mm径流,而道路径流污染负荷的输出主要集中在初期15 mm径流.屋面地表径流TSS、COD、TN、NH4+-N、NO3--N和TP事件浓度均值分别为50.2、81.7、6.07、2.94、1.05和0.11 mg·L-1;道路地表径流TSS、COD、TN、NH4+-N、NO3--N和TP事件浓度均值分别为539.0、276.4、7.00、1.71、1.51和0.61 mg·L-1.屋面径流颗粒态COD、TN和TP分别占20.8%、12.3%和49.7%,道路径流颗粒态COD、TN和TP分别占68.6%、20.0%和73.6%.屋面径流溶解性氮素占总氮87.7%,其中NH4+-N和NO3--N分别占57.6%和22.5%,道路径流溶解性氮素占总氮的80.0%,其中NH4+-N和NO3--N分别占42.1%和35.0%.城市地表径流污染控制应加强NH4+-N和NO3--N的去除.     

下凹式绿地对模拟道路径流中磷削减效果研究

该文根据下凹式绿地的原理设计构建了实验室小试装置,以人工配水模拟道路径流,研究下凹式绿地对径流雨水中总磷(TP)、溶解性磷(DP)和溶解性无机磷(DIP)的削减效果,探讨了设计暴雨重现期、雨水管超高、进水污染物负荷对下凹式绿地削减道路径流中各形态磷的影响规律。研究结果表明,下凹式绿地对磷具有明显的削减效果,总磷(TP)、溶解态磷(DP)、溶解态无机磷(DIP)的总量削减率平均为86.28%、77.02%、78.17%。设计暴雨重现期和雨水管超高对下凹式绿地削减磷的效果有一定影响,重现期越小,雨水管超高越大,磷的削减效果越好。经下凹式绿地处理后的径流中TP的去除率在两种进水污染物负荷条件下基本相等,DP、DIP的去除率受进水污染物负荷的影响,高负荷进水的去除率大于低负荷进水。     

宁波市城区不同下垫面降雨径流水质特征分析

分析了宁波市城区5种不同下垫面(屋面、绿地、居民区道路、工业区道路、商业区道路)的7~10场降雨的径流水质,研究其污染程度和变化规律。监测项目包括p H、SS、COD、TN、TP、NH3-N、重金属。结果表明:各污染物浓度在径流初期均较高,存在较明显的初期冲刷效应,随降雨历时逐渐下降并趋于稳定。不同下垫面径流污染程度顺序为:商业区道路工业区道路≈居民区道路屋面绿地。除绿地外,各下垫面的径流水质均较差,超过了GB 3838—2002《地表水环境质量标准》V类标准。相比于国内其他城市,宁波城区径流污染总体属于中等水平。     

人工湿地组合工艺削减山地城市地表径流污染

采用前置生态塘-表流人工湿地-卵石过滤带组合工艺处理山地城市地表径流,研究了各单元在COD、TN、TP和NH4+-N方面的去除效果,以及径流中COD浓度和氮素形态对污染物去除的影响。结果表明,针对COD、TN、TP和NH4+-N,生态塘可以达到82%、53%、45%和32%的去除,表流人工湿地可以达到82%、83%、80%和61%的去除。COD由60 mg/L升至500 mg/L时,整个组合工艺的TP去除率由61%升至82%后下降至64%,TN去除率由50%提高至82%,NH4+-N去除率由67%降至41%。氮素组成对TN和COD的去除影响较大,NH4+-N∶NO3--N由3∶1变为1∶3时,COD去除率从73%提高到85%,TN去除率从53%提高到86%,NH4+-N去除率变化不大,为45%~51%。该组合工艺能够有效去除和削减城市地表径流中的COD、TN和TP的污染。     

混合填料生物接触氧化法处理生活污水的研究

采用混合型(火山岩和陶瓷环)填料生物接触氧化工艺处理实际生活污水,研究了混合型填料挂膜情况,不同HRT、DO和进水COD浓度对水质净化效果的影响。实验结果表明:混合型填料挂膜效果好,15 d后反应器达到稳定状态,对COD的去除率达到75%以上;在水温为20~32℃,HRT为12 h,DO为5~6 mg/L的条件下,对COD、氨氮、TN和TP的平均去除率分别达到了75.8%、71.8%、45.9%和35.7%;当进水COD浓度为100~400 mg/L时,各个指标的去除率随着COD浓度的升高而升高,可见进水COD浓度会对污水净化效果产生影响。     

PVA大孔载体固定化微生物SBBR脱氮

用课题组研究开发的纳米复合聚氨酯大孔载体固定化微生物SBR脱氮.SBR一个运行周期按进水5 min,曝气2.5 h,沉淀l h,排水30min的方式连续进行.系统稳定后,考察其脱氮效率,结果表明,进水COD为30～l00mg/L,经过一个周期,出水COD达到饮用水一级标准;进水NH4+-N的浓度为4.5～24.2mg....     

FCR多级接触氧化系统处理乳品工业废水的研究

为提高乳品工业废水生物处理的去污脱氮能力,以新型螺旋状纤维填料作为载体,采用多级氧化槽内不同种类微生物形成的食物链系统（food chain reactor）,详细考察了不同水力停留时间COD、TN、NH^＋₄-N、TP等的去除率及其去除机理,并对污泥减量化效果进行了初步探讨.结果表明,当进水COD为842～1 843 　mg/L、TN为36.3～92.2 　mg/L、NH^＋₄-N为30.1～52.1 　mg/L,HRT=6　h时,系统COD的平均去除率达到93.3%;TN和NH⁺₄-N的去除效果显著,其平均去除率分别达到73.3%和80.7%,出水COD、TN、NH⁺₄-N平均值分别为79.4　mg/L、9.6 　mg/L、6.1　mg/L,均低于《污水综合排放标准》（GB 8978-2002）的一级标准.该系统不仅具有较高的去污脱氮效果,而且产生的剩余污泥量极少,其污泥产率的平均值为7.7%.该系统运行费用低,操作管理方便,长期运行稳定,可应用于城市污水、中高浓度有机废水（如餐厅污水、食品工业废水）等的处理.     

基于ANN的SBBR-CRI处理模拟生活污水及其仿真研究

采用序批式生物膜反应器(SBBR)与人工快速渗滤系统(CRI)工艺结合对模拟生活污水进行处理,由于该工艺影响因素与出水参数的复杂非线性关系,利用人工神经网络(ANN)对SBBR-CRI处理生活污水的过程进行仿真模拟.在MATLAB语言环境下,以DO、淹没时间/落干时间、曝气时间/停曝时间、进水COD、进水NH4+-N、进水TP为输入因素,出水COD、NH4+-N、TN和TP为输出因素,构建具有自适应学习规则的人工神经网络.结合最优网络运行参数:隐含层节点数6,初始学习率0.13,动量因子0.6,训练次数6000次,对样本仿真学习,预测值与实际值拟合度较好,样本的绝对平均误差率在7.5%之内,均方根误差均在0.085之内.结果表明,当DO为2mg/L,曝气时间/停曝时间为2/1,淹没时间/落干时间为1/3时,NH4+-N去除率能达到98%以上,TN和TP去除率85%以上,COD去除率94%以上.通过权重分析,进水NH4+-N、DO和进水TP对出水参数影响较大.     

基于降雨事件监测的非点源污染对灞河水质的影响

在对灞河马渡王水文站断面5次降雨事件过程和2次非洪水过程监测的基础上,分析了灞河流域非点源污染对灞河水质的影响.结果表明:降雨过程期间,COD、总氮、氨氮、硝氮、亚硝氮、总磷指标监测平均值均小于非洪水期监测平均值.各指标负荷输移速率随时间的变化趋势和径流量变化趋势大体相同,即先逐渐增大达到峰值,再逐渐变小;各指标浓度随时间的变化规律大致为:COD、硝氮、总氮浓度先增大后减小;亚硝氮为先减小后增大,总磷的变化规律不明显.总氮、硝氮的浓度峰和负荷输移速率峰均接近或滞后于流量峰;COD的浓度峰接近或滞后于流量峰,而负荷输移速率峰接近或超前于流量峰;总磷、氨氮的浓度峰和负荷输移速率峰均接近或超前于流量峰;而亚硝氮的浓度峰变化规律不明显,负荷输移速率峰接近或超前于流量峰.采用平均浓度法计算了各指标的非点源污染平均浓度及负荷:2009年灞河流域马渡王断面COD、总氮、氨氮、总磷的非点源污染负荷分别为8707.28,723.63,245.52,43.07t.2009年灞河流域马渡王断面NSP负荷COD、总氮、氨氮、总磷所占总负荷相应的比例分别为31.86%、32.69%、42.21%、34.42%.由此可见,非点源污染在灞河水污染中占有较大比重,其对于灞河水质的影响不容忽视.     

水解酸化工艺预处理混合型城市污水

采用水解酸化-厌氧-改良Carrousel氧化沟组合的脱氮除磷工艺,进行混合型城市污水处理的试验研究。在不同的水力停留时间(HRT)下,分别试验测定了水解酸化池进出水的各项指标。结果表明:最佳水力停留时间(HRT)为3 h,进水ρ(COD)为150～1 200 mg/L、ρ(NH3-N)为12～40 mg/L、ρ(TN)为14～58 mg/L、ρ(TP)为1.7～4.2 mg/L,所对应的去除率COD为-29%～66%、NH3-N为-55%～33%、TN为-45%～69%、TP为-80%～66%。可见基于水解酸化工艺预处理可成功实现混合型城市污水中有机物的水解和酸化。     

好氧MBBR处理含吲哚废水的工艺优化试验研究

为了处理制药企业废水中吲哚类有机污染物,采用好氧MBBR(移动床生物膜反应器)工艺对含吲哚废水进行了试验研究,通过考察HRT、曝气量、吲哚冲击负荷等工艺条件对吲哚、COD和NH_4~+-N等去除效果的影响,确定了好氧MBBR反应器的最佳工艺条件。实验结果表明,在HRT在6~18 h变化时,MBBR工艺对吲哚去除率在8 h以上时达到100%,COD去除率在8 h达到89.65%,而NH_4~+-N去除率在12 h达到最高。在曝气量为0.1~0.12 m L/min时,MBBR工艺对COD和NH_4~+-N去除率分别为88.88%~92.95%和65%~66.83%。进水吲哚浓度25~65 mg/L变化时,好氧MBBR对吲哚去除率保持在100%,而对COD和NH_4~+-N去除率也保持在80%和40%以上,表明好氧MBBR工艺在处理难降解有机污染物方面具有显著优势。     

人工湿地技术的除污效果分析研究

人工湿地技术对城市污水的除污作用十分强大,因此对人工湿地技术的除污效果进行详细分析。酸模和美人蕉湿地体系的TN平均的去除率均在60%以上,在TN去除率方面,酸模要比美人蕉明显;随着时间的增长,酸模对NH+4-N的去除效果,要优于美人蕉对NH+4-N的去除效果;美人蕉对TP平均去除率大概是87%,酸模对TP平均去除率大概是77%,对于TP的去除,美人蕉要优于酸模;酸模对COD平均去除率大概为60%,美人蕉对COD平均去除率大概为54%,可见,两种植物湿地针对COD的去除效果一般。