植物滞留系统草本植物对人工模拟雨水中锌的富集及去除效果研究

采用沙培实验,探讨4种草本植物(黑麦草、地毯草、早熟禾、高羊茅)对人工模拟雨水中重金属锌的吸收富集和去除效果,为植物滞留系统筛选草本植物提供科学依据。实验分析测定不同植物滞留系统介质、不同入口浓度情况下,植物地上部与根部锌含量及锌的去除率。结果表明:4种草本植物对人工模拟降雨径流中的锌均有较好的去除效果,锌的平均去除率为84.65%~91.12%。不同草本植物去除人工模拟降雨径流中锌的能力,从强到弱的顺序依次为:早熟禾>黑麦草>地毯草>高羊茅。其中,4种草本植物对锌的去除率随入口浓度的增加而增加;对于同一种草本植物同样的入口浓度情况下,沙土Ⅰ为最佳土壤介质,具有最佳去除锌能力。4种草本植物地上部和地下部锌累积量分别为419.19~960.98μg和569.61~1 024.11μg;其中黑麦草锌累积总量最高,其次是地毯草,最低为早熟禾。综合考虑污染物去除率和锌在植物体内的累积量,交替种植早熟禾和黑麦草可提高植物滞留系统去除锌的能力且有利于延长植物滞留系统寿命。     

生物滞留对城市地表径流磷的去除途径

根据武汉城市地表径流水文变化以及磷污染特征,通过1 a模拟运行监测,研究了生物滞留种植植物(狼尾草)、设置饱和带对城市地表径流溶解性磷(PO3-4-P)去除的影响及去除途径.结果表明,生物滞留采用75%河砂与25%当地黄棕壤混合基质,对地表径流PO3-4-P的平均去除率可达到90%以上.生物滞留种植狼尾草可显著降低出水PO3-4-P浓度.生物滞留设置饱和带可进一步提高对PO3-4-P的去除,不影响出水TP浓度.生物滞留通过基质吸附去除地表径流中的磷,表现为0~22.5 cm基质剖面中植物有效磷的增加,约占试验期间进水磷负荷的50%.从生物滞留系统磷输入(进水)与输出(出水与植物地上部分)角度分析,种植狼尾草一个生长周期地上部分吸收的磷可占进水磷负荷57.1%~76.1%,定期收割植物地上部分可作为城市地表径流磷可持续管理的主要途径.     

两种生物滞留系统脱氮除磷效果比较研究

为提升生物滞留系统的脱氮除磷效果,构建了折流式和直流式两种生物滞留系统,研究了径流流态与降雨强度对生物滞留系统脱氮除磷效果的影响.结果表明:①折流式系统可沿径流路径创造多个好氧、缺氧区块,相较直流式系统,总氮(TN)、硝态氮(NO3-N)去除率分别提升29.76％与159.30％.②折流式结构与降雨强度对系统下渗速率产...     

生物滞留系统中植物去除氮素机理及影响因素

植物在生物滞留系统中具有改善系统的水力性能,提高污染物的去除能力,以及增加景观舒适性等作用,而植物的选择将直接影响功能发挥与运行寿命。国外对植物的作用机理及筛选进行了一系列研究,取得了相应的研究成果,而国内在这方面的研究相对较少,缺乏必要的理论与实践基础。为此,总结分析了植物对氮素的去除效果,并结合氮素在生物滞留系统中的去除途径及影响因素阐释了植物去除氮素的作用机理,研究认为植物同化作用对氮素去除的贡献比例最高,同时赋存的氮素以同化-矿化-释放的顺序迁移转化,并受植物种类、干湿条件、季节性气候变化,以及植物与微生物的协同作用等因素影响。在此基础上提出生物滞留系统中植物的筛选原则,以期为生物滞留技术的进一步研究和应用提供参考。     

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。     

雨前干旱期对生物滞留系统氮素去除的影响

生物滞留系统是海绵城市建设中控制径流污染的主要设施之一,但生物滞留系统对氮素的去除效果不稳定并受雨前干旱期(antecedent dry period,ADP)影响较大。该研究通过设计带有淹没层的生物滞留体系,设置一定强度的人工模拟地表径流和不同雨前干旱期(1、3、5和10 d),研究短期ADP对各种形态氮素去除率的影响,并根据出流过程中水质的变化规律,分析影响的机理。结果表明:生物滞留系统对氨氮的去除较为稳定,受ADP的影响不显著;硝氮的去除率波动较大,范围为37%~78%,ADP越长其去除率越高;有机氮的去除率随ADP的增大而减小;不同ADP条件下总氮的去除率没有显著差异。不同ADP条件下各种氮素去除率变化的主要原因是ADP的长度会影响生物滞留体系的种植土层和淹没层中硝化、吸收、矿化和反硝化等氮转化作用的进行程度,进而影响不同形态氮的综合去除能力。     

多种湿地植物组合对污水中氮和磷的去除效果

通过室内静水实验,研究了再力花(Thalia dealbata)、鸢尾(Iris tectorum)、菖蒲(Acorus calamus)、茭白(Zizania aquatica)、睡莲(Nymphaea tetragona Georgi)、大聚藻(Myriophyllum aquaticum)、马蹄莲(Zantedeschia aethiopica Spreng)7种不同生态型的湿地植物进行镶嵌组合后各组合对水体中氮、磷的去除效果.结果表明,不同生态型的湿地植物组合对污水中氮和磷的去除效果较好,8种组合中对总氮和氨氮去除效果最好的组合为睡莲+再力花(S+Z)和睡莲+马蹄莲+茭白+菖蒲(S+M+J+C),最大去除率分别为92.29%和95.50%.对总磷的去除效果最好的组合为睡莲+再力花+鸢尾(S+Z+Y),较无植物对照组的最大净化率提高了43.73%.不同水生植物组合后对氮、磷的净化效果差异较小,种湿地植物组合对总氮、氨氮和磷的去除率范围分别为83.19%～92.29%、86.50%～95.50%和85.67%～99.87%.运用隶属函数进行综合评价,筛选出对污水中氮和磷净化能力较强的组合为:睡莲+再力花(S+Z)、睡莲+马蹄莲+茭白+菖蒲(S+M+J+C)、睡莲+再力花+鸢尾(S+Z+Y)及睡莲+再力花+茭白+菖蒲(S+Z+J+C).     

生物滞留系统设置内部淹没区对径流污染物去除的影响

生物滞留系统是一种能有效控制雨水径流污染的低影响开发技术。在基质中添加铝污泥能保证系统对磷的高效稳定去除,设置内部淹没区可以提高除氮能力,但有研究表明设置淹没区却降低了对磷的滞留效果。为了明确设置淹没区对铝污泥改良基质生物滞留系统去除污染物的影响,采用按一定质量比例配制的砂土铝污泥(15%铝污泥+85%砂土)作为滞留系统填料,并设置不同淹没高度和滞留时间的淹没区,对比污染物在无淹没区及不同淹没高度和滞留时间下的去除率。结果显示,在铝污泥改良基质生物滞留系统中,淹没区的设置对NH+4-N、TP、重金属的去除影响甚微,但能提高对COD和NO-3-N的去除。600 mm淹没高度下NO-3-N的去除效果较200 mm淹没高度下去除效果更加稳定且高效,滞留时间对COD、NO-3-N的去除影响较小。     

湿地植物对污水中氮、磷去除效果的试验研究

采用室内试验和现场试验考察了黄花鸢尾、水葱和梭鱼草3种挺水植物对类污水处理厂二级出水中氮、磷的吸收速率、吸收容量和吸收贡献。结果表明:短期内,各种湿地植物污水中氮、磷的吸收速率比较稳定,但在整个生长周期内,各种植物对氮、磷的吸收速率却有较大变化,4月份,水葱对氮、磷的吸收速率最大,8月份,梭鱼草对氮、磷的吸收速率最大。在整个生长期内,黄花鸢尾对氮、磷的吸收容量一直保持最大,在10月下旬分别达到21.5和4.16 g/m2,因此其对二级出水中氮、磷去除的吸收贡献也最大,分别为30%和73%。这表明湿地植物的选择不仅要考查其对污染物的吸收速率,更要关注其对污染物的吸收容量,并且湿地植物的吸收作用对类二级出水中氮、磷的去除具有更加重要的意义。     

生物滞留设施对城市地表径流低浓度磷吸附基质研究

城市地表径流是淡水水体磷的重要来源之一.国际上生物滞留设施被广泛应用于城市地表径流污染的控制,其中基质组成是影响生物滞留设施除磷效果的主要因素.本研究探讨了紫色土与河砂混合作为生物滞留设施基质吸附去除城市地表径流低浓度磷的可行性.结果表明:山地城市重庆不透水地表(包括居住区道路、商业区道路、停车场以及交通干道)径流TP浓度变化范围为0.04~7.00 mg·L-1,均值为(0.75±1.08)mg·L-1;TDP浓度变化范围为0.02~0.46 mg·L-1,均值为(0.15±0.10)mg·L-1.根据重庆降雨特征与不透水地表径流磷污染特征,生物滞留设施规模为10%不透水面积,预期服务时间10a,基质对城市地表径流P的预期吸附量需达到7.5 mg·kg-1.中、酸性紫色土草酸浸提态Fe、Al含量影响P吸附能力,紫色土P吸附能力与草酸浸提态Fe和Al含量与磷含量之比(OR)呈显著正相关,20%紫色土与80%河砂混合基质可以满足重庆生物滞留设施基质对城市地表径流P的预期吸附量要求.20%紫色土与80%河砂混合基质(厚度60 cm)对P浓度0.30mg·L-1的进水长期模拟运行,出水P浓度均低于0.05 mg·L-1.利用紫色土和河砂混合基质吸附去除水文过程与水质变化情况下的城市地表径流低浓度P是可行的.     

植物及存水区对南方生物滞留池去污效果的影响

以柳叶马鞭草、菖蒲、鸢尾和美人蕉及南方红壤构建5个生物滞留池模拟装置,研究植物和IWS(内部存水区)及其交互作用对径流中TSS、COD、NH_3-N、NO_3~--N、TN和TP去除的影响,定期测定植物的叶绿素含量、株高和游离脯氨酸含量等生理指标,以探讨植物的生长适宜性。结果表明:植物对COD、NO_3~--N和TN的去除影响较大,其去除率分别为68.84%~77.28%、13.09%~59.61%和42.41%~71.75%,柳叶马鞭草和美人蕉的NO_3~--N及TN去除能力显著高于菖蒲和鸢尾(P柳叶马鞭草>鸢尾>菖蒲,美人蕉和柳叶马鞭草的去污效果和长势较好,适宜在南方生物滞留池中种植。     

底物条件对兼氧MBR气化除磷效能的影响

以模拟养猪厂排放的高磷废水为研究对象,通过改变底物条件,考察初始C/P值、进水PO3-4-P浓度对兼氧MBR气化除磷效能的影响。结果表明:底物条件对兼氧MBR气化除磷效能的影响显著,初始C/P值过高或过低都不利于磷酸盐的去除与磷化氢的生成。当初始C/P为50时,兼氧MBR反应器对磷酸盐的去除率达到最高,平均去除率为34.22%,磷化氢的产量也达到最高,平均为277.5μg/L。同时,在碳源充足的条件下,当进水ρ(PO3-4-P)浓度为40mg/L时,兼氧MBR反应器对磷酸盐的去除率达到最高,磷化氢的产量也达到最高。工艺适用性分析表明,兼氧MBR气化除磷工艺适用于处理养殖废水、屠宰废水、肉食品加工废水等碳源充足的高磷污(废)水。     

碎石床湿地去除城镇污水厂出水中磷的研究

为解决城镇污水二级生物处理厂脱磷不达标的问题,设计了潜流碎石床湿地,通过其填料的吸附、沉淀和植物摄取作用,对二级生化处理后的城镇污水进行脱磷试验。结果表明碎石床湿地有较高的脱磷效果,当进水TP为1.74mg/L时,出水为0.25mg/L,去除率为85.63%,同时对BOD5、COD、SS、NH3-N等也有一定去除作用。出水不仅能满足《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级,而且满足《城市污水再生利用景观环境用水水质标准》(GB/T18921-2002),污水可以回用。潜流碎石床湿地深度脱磷技术运行费用低、管理方便、环境景观好、有推广应用价值。     

pH对藻类生物膜脱氮除磷的影响研究

在室温(25±2)℃和4 000 lx的连续光照条件下,分别以斜生栅藻、水华鱼腥藻为实验藻种,附着固定于立体弹性载体上形成藻类生物膜,研究不同p H对2种藻类膜生长状况及脱氮除磷能力及方式的影响。结果表明:斜生栅藻和水华鱼腥藻藻类膜生长最适p H均为9;2种藻类膜分别在p H为8和9时EPS产量、磷去除率最大,EPS产量分别为48.50×10-2,48.22×10-2g/m2,磷去除率分别为95.24%和94.71%;p H为10时,2种藻类膜对氨氮有最大去除率,分别为98.96%、97.93%;藻类膜对磷的去除在p H≤7时以同化吸收为主,当p H>7时同化吸收与化学沉淀共同作用;藻类膜对氨氮的去除在p H<8时以同化吸收为主,当p H≥8时同化吸收与化学挥发共同作用。     

生物滴滤床对H2S废气的去除效率研究

本试验采用生物滴滤床(BTF)工艺净化制药厂污水站H2S废气。装置采用实验室分离纯化的菌种经现场培养扩增后所得的高浓度混合菌菌液,在8d内迅速完成启动;试验过程H2S气量为11.3m3/h,平均浓度为385.6mg/m3,平均空床停留时间(EBRT)为13.5s,H2S的平均去除效率96%,且去除率稳定。随着污染物在BTF内EBRT的减少,去除率逐渐减小;H2S去除负荷极限ECmax为209.6g/(m3.h),且80%的去除负荷由填料床的下层承担;增加液体喷淋量有助于强化处理效果,但液膜厚度对净化效率有着负面影响,循环液中的SO42-累积浓度>28g/L时,去除率低于90%。试验结果表明,BTF系统运行稳定,适应性好,应用于工业废气处理是可行的。     

THPS对硫化亚铁去除效果的研究

输油管道及炼油装置中硫化亚铁(FeS)的形成及累积是严重事故的安全隐患之一,传统方法去除FeS存在种种缺陷。四羟甲基硫酸磷(THPS)是一种价格经济且环境友好的络合剂,能有效溶解FeS形成的水溶性络合物。探讨了pH值、反应时间、m(THPS)/m(FeS)、实验温度对FeS去除率的影响。实验结果表明:在pH=5、m(THPS)/m(FeS)为5∶1,反应温度为40℃时,THPS对FeS的去除效果好,去除率达95.2%。另外,pH值、反应时间、m(THPS)/m(FeS)对FeS去除率具有显著性影响(P0.05)。     

对影响三槽氧化沟工艺除磷效果因素的分析

通过对唐山市北郊污水处理厂三槽氧化沟工艺分析,发现污泥浓缩池上清液的回流和无法形成严格厌氧环境是该工艺除磷效果不佳的主要原因。文中提出了一些改进途径。     

粉煤灰处理含磷废水的研究进展

粉煤灰处理含磷废水是近年来发展起来的一种新方法,由于其价廉易得的特点,在废水处理中有着广泛的研究.综述了利用粉煤灰处理含磷废水的研究进展,介绍了粉煤灰的基本性质,分析了粉煤灰除磷的机理,并讨论了pH值、初始浓度、粒径大小、温度和吸附时间对粉煤灰除磷的影响,指出了目前应用粉煤灰处理含磷废水的几个关键问题.