北美海蓬子浮岛种植技术及对养虾废水的净化作用

在南美白对虾高效生态循环养殖系统净化池内,以浮岛形式种植北美海蓬子,研究了北美海蓬子生态浮岛种植技术和其生长特征,构建小型管道式无土栽培系统研究北美海蓬子对养虾废水的净化作用。结果显示:生态浮岛种植的北美海蓬子平均株高为69.5 cm,单位面积产量9.1 kg·m~(-2)(鲜重),北美海蓬子生长过程中株高株重呈指数增长关系,其函数关系式为y=0.376e~(0.110x);北美海蓬子对养虾废水中的NH_4~+-N具有优先吸收的作用,其次是NO-2-N;对于养虾废水中的无机N、无机P和TN、TP,北美海蓬子都有较好的去除效果;北美海蓬子植株体内TN和TP的含量(鲜重)分别为0.05%和0.009%,浮岛北美海蓬子可去除的TN量为4.55 g·m~(-2),TP量为0.82 g·m~(-2)。     

重庆冬季水芹浮床对富营养化水体的修复

结合重庆地区冬季水体富营养化现状和水芹生长特性,通过水芹构建了生态浮床,实验观察了不同密度、不同基质水芹浮床在冬季低温条件下对富营养化水体的净化效果。研究表明,在9.5~10.5℃下,水芹浮床对富营养化水体有较好的净化效果,总氮(TN)、总磷(TP)和叶绿素a的平均去除率分别为78.8%、86.0%和67.8%。水芹浮床对TP去除效果与密度有关,密度越大效果越好。不同基质水芹浮床对TN的去除有较好的促进作用,陶粒基质的去除效果优于黄砂基质对TN的去除效果。水芹浮床的溶解氧(DO)呈现先下降后上升的趋势,范围在5.5~10.1 mg/L。     

北方景观水体中生态浮床的植物筛选与水质净化效果

以千屈菜(Lythrum salicaria L.)、黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)、鸢尾(Iris tectorum Maxim.)3种植物为对象,研究了北京市朝阳区景观水体中生态浮床的植物筛选与水质净化效果.结果显示,千屈菜、黄菖蒲、鸢尾均生长迅速,且千屈菜表现最佳;移栽4个月后,3种植物的生物量分别较初始增加了15.9、8.5和13.1倍,达到945.5、489.2和585.0 g/m2.千屈菜对水体氮、磷的吸收去除能力显著(P<0.001)高于黄菖蒲和鸢尾,其总氮、总磷吸收量分别为黄菖蒲的2.2倍和2.3倍,为鸢尾的2.1倍和1.9倍.生态浮床的水质净化效果总体良好,运行60 d后,水体总氮、总磷浓度分别从16.28和0.27 mg/L降低至5.70和0.18 mg/L,二者去除率分别为65.0%和35.0%.研究表明,千屈菜、黄菖蒲、鸢尾在营造景观和净化水质方面协同作用良好,其中千屈菜表现尤为突出,可作为北方地区生态浮床的首选植物.     

组合型生态浮床处理农家乐污水

为了研究由水生植物与人工填料构建的组合型生态浮床对某农家乐污水的净化效果,通过将美人蕉和球形塑料填料组合在一起构建成组合型生态浮床,研究了该组合型生态浮床对农家乐污水的净化效果。结果表明,该组合型生态浮床对化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)都有较好的去除效果,去除率分别达到79.71%、73.88%、88.67%和85.61%,均明显高于基质对照组和植物对照组。可见在组合型生态浮床中,由植物根系吸收、填料吸附及微生物的协同作用对污染物的去除效果要优于单一系统,合理的植物-微生物组合对提高处理该农家乐污水效果具有较好的促进作用。该研究结果为构建适宜当地农家乐废水处理的组合型生态浮床提供了重要的参考和借鉴。     

连片生态浮床对微污染河水的净化效果

选取漕桥河的支流庙尖浜作为实验河段,以睡莲(Nymphaea alba)、菖蒲(Acorus calamus Linn)和水芹(Oenan-the javanica(Blume)DC)作为微污染水体净化的浮床植物,研究连片生态浮床的净化能力随季节的变化和浮床面积对连片生态浮床净化能力的影响。结果显示,秋-冬-春季节内植物的净化能力随季节变化呈"U"型,相应的河水水质的变化呈一个倒置的"U"型;在一定营养负荷和植物正常生长状况下,沿水流方向,氮、磷含量随浮床面积的增加而降低——春季时,随浮床面积增加,菖蒲区对TN的去除率由8.6%增加到26.7%,TP的去除率由17.1%增加到58.2%,水芹区对TN和TP的去除率最高可达22.0%和28.0%。研究表明连片生态浮床是河道水质改善的有效可行的方法之一,可为太湖入湖河流的营养物质控制提供科学依据。     

不同湿地植物及其组配对富营养化水体的净化效果

在西安市浐灞河湿地植物调查的基础上,选取优势种菖蒲(Acorus gramineus)、芦苇(Phragmites australis)、荷花(Nelumbo nucifera)和鸢尾(Iris wilsonii)作为试验植物,研究了4种植物及其不同组配对水体总氮、氨氮、硝态氮和总磷的去除效果。结果表明:芦苇+菖蒲对总氮的净化效果最好,平均去除率为54.72%,但去除率最大值(94.98%)出现在菖蒲处理39d时;鸢尾+芦苇对氨氮的净化效果最好,平均去除率为60.56%,但去除率最大值(93.60%)出现在菖蒲+鸢尾处理39d时;芦苇+菖蒲对硝态氮的净化效果最好,平均去除率为50.54%,去除率最大值(94.63%)出现在芦苇+菖蒲处理39d时;鸢尾+芦苇对总磷的净化效果最好,平均去除率为52.35%,去除率最大值(86.93%)出现在鸢尾+芦苇处理39d时。     

生物质碳源组合型生态浮床系统脱氮效果研究

利用农业废弃物和水生植物,结合水下空间与水面景观,构建集成脱氮技术的新型立体组合式生态浮床系统用以地表水体中氮的脱除以净化水质。立体生态浮床运行2个月之后的结果显示,NH3-N、TN和CODMn的去除率可分别达到96.77%、95.51%和77.75%,本浮床具有较高脱氮能力,水体净化效果明显;同时,整个生态浮床系统的生物多样性较为丰富,原水分别为Ⅴ类和劣Ⅴ类的池2和池5中分别鉴定出6种和8种主要氨氧化菌谱带,位于系统中部的玉米芯和稻草表面微生物多样性丰富程度较高;稻草和底泥中氨氧化菌的谱带种类最多。与池2相比,池5中除了存在共有谱带外,还存在特有谱带h和j带,表明可能有特殊氨氧化菌群的存在。本组合型生态浮床具有同步硝化与反硝化作用,利于沉水植物生长,并能促进水生态系统构建。     

天津地区生态沟渠不同植物配置对氮磷去除效果研究

为筛选适宜天津地区的生态沟渠及提高其净化效果,设置了2组沟渠植物配置试验,研究不同植物配置模式下沟渠氮磷去除效果。结果表明:在沟底种植不同水生蔬菜中,空心菜(Ipomoea aquatica)对氮磷的净化作用较好,总氮、总磷的去除率分别为49.00%、56.05%。在沟壁种植不同护坡植物中,水葱(Scirpus validus)对氨氮、总磷的拦截较好,去除率分别为40.74%、45.24%,显著高于油莎草(Cyperus esculentus L.)和梭鱼草(Pontederia cordata)。综合比较2组植物配置模式的沟渠,以空心菜(沟底)+水葱(沟壁)植物配置的生态沟渠氮磷去除效果最佳,总氮、硝态氮、氨氮和总磷的去除率分别为49.00%、59.04%、43.91%、56.05%。该植物搭配生态沟渠是适宜天津地区治理氮磷污染的一种可行模式,研究成果将为治理天津地区面源污染提供技术指导。     

3种浮萍对富营养化水体的修复

选用Spirodela polyrhiza、Lemna aequinoctialis和Landoltia punctata 3种太湖浮萍为实验对象,在实验室条件下,研究其生长状况及其对模拟太湖水体的净化效果。结果表明,3种浮萍对水体总氮、氨氮、硝氮和总磷都具有很好的净化效果,S. polyrhiza,L. aequinoctialis和L. punctata对总氮的去除率分别为80.3%、73.7%和83.8%,对总磷的去除率分别为98.8%,96.4%和99.3%,但对有机物的去除作用比较有限。除营养吸收外,浮萍的水质净化能力还表现在对水中环境因子的影响,3种浮萍都能够维持水体pH在4.6~6.5的范围内以适合自身生长,并能够在一定程度上增加水体的溶解氧含量。硝化和反硝化作用是氮去除的主要途径,由于水体溶解氧含量较高,促进了好氧反硝化作用的进行。相比于S. polyrhiza和L. aequinoctialis,L. punctata具有较强的水体净化效果和生长速度,是净化太湖富营养化水体的理想水生植物。     

多级生态库塘对低污染水体的净化

为分析多级生态库塘对入洱海低污染水体的净化效果,以大理市上鸡邑村新建多级串并联库塘为研究对象,跟踪监测了库塘各单元进出口水体中总氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、总磷（TP）变化情况,并对库塘净化效果进行分析。结果表明：多级串并联生态库塘对水体中TN、NH4+-N、TP的去除率分别达30.98%～54.96%、54.11%～64.17%、27.11%～47.83%,净化效果较好。库塘对低污染水氮磷去除效果在不同单元和季节存在差异,各净化单元中,稳定塘对水体净化效果最不理想,对水体中TN、NH4+-N、TP去除率分别为2.88%、-17.50%、-16.83%。库塘旱季对水体中氮磷净化效果优于雨季,对水体中 TN、NH4+-N、TP平均去除率分别为46.23%、84.43%、38.61%,均高于雨季。     

5种水培植物对富营养化水体的净化能力

为了研究水培植物对富营养化水体的净化能力,将莴笋(Lactuca sativa var.angustata)、空心菜(Ipomoeaaquatica)、番茄(Lycopersicon esculentum)、生菜(Lactuca sativa var.ramosa)和黄瓜(Cucumis sativus)5种蔬菜放置于富营养化水体中培养,定期测定水体中总氮和总磷含量的变化。实验结果表明,水培莴笋、空心菜、番茄、生菜和黄瓜对富营养化水体中总氮的去除率分别为66.45%、91.28%、93.74%、93.04%和90.11%;对总磷的去除率分别为96.44%、97.48%、85.62%、88.08%和90.97%。比较5种水培蔬菜单位鲜重的总氮和总磷去除能力,结果表明,生菜的总氮和总磷去除能力最强,分别为0.69 mg/(L.g FW)和0.06 mg/(L.g FW),可作为净化富营养化水体优先选择的植物物种。     

湿地型生态岛的水体净化能力

在已建成的石驳岸河道中构建生态岛,不但可以改善生态景观效果,还可以提高水体净化能力。将生态岛和湿地技术结合起来,设计了2种生态岛类型:以泥土为基质的常规型生态岛和以砂石为基质的湿地型生态岛,并对2种生态岛的水体交换能力和水体净化效果进行了研究,结果表明:在水体波动条件下,无植物、栽培鸢尾和芦苇的3个湿地型生态岛的水体交换率最高分别达到90.6%、31.0%和84.0%,分别比常规型生态岛高7.8倍、2.6倍和6.8倍;对总磷、总氮、氨氮的平均去除率分别达到37.4%、41.7%和31.6%,比常规型生态岛提高了15.2%、11.7%和8.4%,因此,湿地型生态岛比常规型生态岛具有更好的水体交换能力和水体净化能力。     

多元组合系统净化富营养化水体的示范工程

杭州西湖上游龙泓涧受到周边茶园面源污染,水体出现严重的富营养化,为解决此问题,基于生物净化技术与工程措施相结合的思想,开展景观水体的净化处理示范工程研究。该工程根据河道特点,将生态廊道,生物沸石和生态浮床3种技术组合,对水体进行多重净化作用,水质得到了明显的改善。多级生态廊道可相对延长水流的流程,尽量减少死水区和短流。生物沸石本身具有物理截留和吸附作用,表面形成的生物膜对富营养化水体中的污染物能保持长效和稳定的去除作用。以陶粒为载体,悬挂立体弹性填料的多层次立体生态浮床通过植物和微生物的共同作用对水体进行生态修复。结果表明,该工程净化效果良好,对水体中的COD、TP、TN、NH4+-N、NO3--N的平均去除率分别为24%、46.24%、31%、24.43%、13.42%,达到示范工程的预期目标,并且夏季的处理效果高于冬季,该技术具有一定的应用前景。     

3种植物人工浮岛对生活污水水质动态净化特性的比较

在同等条件下开展了3种植物人工浮岛对生活污水水质处理比较研究,并对它们动态净化处理结果进行比较。结果表明,水体交换时间为7 d时,灯心草、菖蒲、美人蕉3种人工浮岛对总氮的平均去除率分别为48.4%、53.7%和59.3%;对总磷的平均去除率分别为59.3%、65%和69.3%;对COD的平均去除率分别为41.5%、40.5%和40.9%。显然美人蕉对总氮和总磷的去除效果最好,实验证明了美人蕉人工浮岛在对于生活污水处理中有广阔的应用前景。     

海水养殖废水沉积物中硝化细菌的分离及修复无机氮污染的研究

针对海水养殖废水中的无机氮污染,从某石斑鱼养殖池底沉积物中筛选出5株硝化细菌(5~9号),并利用该菌进行去除养殖废水中无机氮的实验。结果表明,5株硝化细菌对养殖废水中氨氮、总氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮均具有去除作用,对硝酸盐氮的去除存在相对延滞。其中,7号菌株去除效果最好,6h时对氨氮、总氮、亚硝酸盐氮的去除率分别为48%、17%和13%;36h对硝酸盐氮的去除率达18%。     

改性牡蛎壳对低磷浓度水体的净化性能研究

为寻求经济、高效的生态浮床除磷基质,以牡蛎壳为对象,通过等温吸附、吸附动力学和吸附剂投加量影响实验对比研究了经不同温度热处理的改性牡蛎壳对低磷浓度水体的吸附性能。结果表明:相比Langmuir方程,Freundlich方程能更好地模拟天然及改性牡蛎壳对总磷的等温吸附行为;相对于伪一级动力学和Elovich方程,牡蛎壳对总磷的吸附动力学过程与伪二级动力学方程更为吻合。热处理温度对总磷的吸附效果产生明显影响,650℃改性牡蛎壳的吸附性能最优。牡蛎壳投加量对总磷去除效果影响也较为显著,当投加量增至20g/L时,天然牡蛎壳、250℃改性牡蛎壳、500℃改性牡蛎壳、650℃改性牡蛎壳的总磷去除率分别可达到51.27%、62.50%、88.27%和99.69%。当投加量为8g/L时,650℃改性牡蛎壳对总磷的去除率已高达90%左右。总体而言,650℃改性牡蛎壳的总磷吸附效果最好,可优先选为生态浮床除磷基质。     

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。     

生态浮岛复合技术净化黑臭河道废水的实验研究

以宁波市前塘河水作为实验水体,采用不同水生植物及组合、生态浮岛复合技术净化水中污染物。经过14d的水培实验发现,沉水植物COD去除能力高于浮水植物和挺水植物;水生植物组合对COD的去除率相对较低,但去除率仍不低于79.9%。水生植物组合对氨氮的去除效果好于单一种类植物。沉水植物去除总磷的效果好于浮水植物与挺水植物,不同水生植物及组合的总磷去除率均大于44.0%。生态浮岛复合技术对废水中污染物的去除能力较强,实验10d时COD、氨氮、总磷去除率分别为97.1%、100.0%、73.8%。由此可见,水生植物和微生物的协同净化作用使生态浮岛复合技术对污染物的降解效果非常显著。     

一株新型异养硝化细菌处理养殖水的效果

从活性污泥中分离出一种能够进行异养硝化-好氧反硝化作用的菌株,经16S r DNA鉴定后为醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)菌属,命名为Acinetobacte rcalcoaceticus A1,研究其对水产养殖用水的处理效果。结果表明,该菌株能够有效处理循环水养殖系统水体中的氨氮(TAN)、硝酸态氮(NO-3-N)、总氮(TN)和总有机碳(TOC),去除率分别为(43.31±0.78)%、(91.70±3.61)%、(83.56±6.15)%和(67.57±0.46)%。并考察了在固定化条件下接种菌株A1处理养殖废水,接种组的硝酸态氮、总氮和总有机碳的去除率分别为(17.21±6.54)%、(44.18±1.81)%和(77.07±1.48)%,但氨氮去除率为(22.61±6.74)%较未接种低。这表明A1菌株可以被用于处理水产养殖用水并具有良好的净化化效果。     

不同季节大型生态净化工程对原水氮素净化效果

为了分析大型生态净化工程在不同季节对水体氮素削减效果,对中国目前规模最大的饮用水源地生态净化工程——盐龙湖进行了研究。原水经生态净化工程后,氮素含量下降明显,春夏秋冬四季NH4+-N去除率分别为:69%、88%、80%和74%;TN去除率分别为25%、78%、60%和27%。各处理单元在不同季节削氮效果都发挥着重要作用,其中挺水植物净化区和沉水植物净化区是整个生态净化工程的核心单元,加强对水生植物的管理,是提升氮素去除率的关键。