表流型和渗滤型植草沟净化城市地表径流试验研究

设计了表流型和渗滤型两类黑麦草植草沟,考察了不同水力负荷下(4、6、8 m~3/(m~2·d)),2类植草沟对城市地表径流的净化能力。研究结果表明:表流型植草沟对TSS、COD、TN、TDN、TPN、NH3-N、TP、TDP、TPP平均去除率分别为(77.44±4.4)%、(28.03±6.51)%、(27.07±9.88)%、(24.01±10.95)%、(52.47±10.15)%、(27.53±4.06)%、(39.25±4.97)%、(31.67±5.46)%、(71.96±5.57)%。渗滤型植草沟去除率则依次为(91±3.93)%、(43.72±12.71)%、(35.53±10.89)%、(31.59±11.26)%、(66.49±6.36)%、(47.91±8.30)%、(61.71±11.16)%、(56.45±12.84)%、(80.79±12.07)%。增设渗滤管后的渗滤型植草沟,整体去除效率高于表流型植草沟,提高了植草沟对径流的净化效果。较高水力负荷下,两类植草沟对污染物的净化均受到水力负荷的明显影响,其去除效率都随水力负荷的增大而减小。     

植草沟控制道路径流污染效果的现场实验研究

在合肥市滨湖新区建造了2条不同形式的植草沟,在实际降雨条件下监测2种植草沟的进、出水流量与水质,考察其对道路径流的水质净化和污染负荷控制效果.结果表明,植草输送沟(设施Ⅰ)与干植草沟(设施Ⅱ)均能有效去除径流中的TSS、COD、Pb、Cu、Cd、Zn等污染物,设施Ⅰ对TSS及COD的去除率中值分别为67.1%、46.7%,设施Ⅱ对TSS及COD的去除率中值分别为78.6%、58.6%,设施Ⅱ出水中Pb、Cu、Zn这3种重金属离子浓度均可达到地表水Ⅴ类水的要求;2种植草沟在部分降雨事件出水中均存在氮、磷物质的释放现象;2种植草沟对TP的去除受进水浓度的影响,去除效果随进水浓度的增加而逐渐提高,设施Ⅰ和设施Ⅱ对TP的平均去除率分别为14.7%和45.4%;设施Ⅱ对TSS、COD、TP、TN、NH+4-N、NO-3-N的负荷控制效果优于设施Ⅰ;在土壤渗透性能差、地面坡度小的地区,使用干植草沟可以取得较好的水质控制及污染负荷削减效果.     

强化浅基质层干植草沟对道路径流的脱氮效果

搭建6个不同结构和介质组成的浅基质层干植草沟模拟柱,在基质层添加较多发酵木屑,利用进水期的脱氮作用,并设置饱水层提高设施落干期脱氮能力,从而强化设施全周期脱氮效果.以半人工道路径流作为进水,考察各模拟柱运行效果,并结合分层取样水质检测结果和模拟柱内体积含水率、ORP的变化过程,分析氮素在不同模拟柱内的去除机制.结果表明:在运行参数相对实际应用环境更为不利的条件下,设置饱水层的模拟柱的TN去除率在67%～78%; TN去除过程主要发生在进水期,且在含较多发酵木屑的基质层即被大量去除;设置饱水层不仅可提高落干期设施脱氮能力,还可保证较浅的基质层在进水期快速达到适宜反硝化的缺氧条件,从而保证进水期设施的脱氮效果;设置持水性过渡层并在其中放置有机质可以有效平衡饱水层碳源补给并控制有机质淋失的问题.     

植草沟-湿地滞留塘控制农田径流污染效能

植被拦截是控制非点源污染的最佳管理措施之一。为了探讨植草沟与湿地滞留塘组合系统对农田径流污染控制效能,研究以江苏金坛市某农业科技园为对象,对农田降雨径流特征进行了现场测试,并通过相关性分析对农田径流各污染物相互关系及成因进行了探讨。考察了4场典型降雨下植草沟-湿地滞留塘组合系统对农田径流污染实际控制效能,结果表明植草沟-湿地滞留塘组合系统是控制农田径流污染的有效措施。     

浅基质层干植草沟运行效果的现场实验

为避免设施出水下渗污染地下水并防止市政管道雨污倒灌进入设施,于上海市区高架路下方建造一座排水管上弯的不透型浅层干植草沟.根据2019年汛期内进、出水量及水质的长期监测,对设施水文及水质控制效果进行评价.结果表明监测期内设施径流总量控制率为39.4%,对初始雨强小于8.0 mm·h^-1的降雨具有明显峰值削减效果;设施能有效去除道路径流中总悬浮固体(TSS)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)和总氮(TN),污染物负荷去除率分别为95.4%、 83.1%、 90.0%和57.7%;设施基质层添加的发酵木屑和排水管上弯的构造可在进水期实现反硝化并在前期无雨期(ADP)维持一定反硝化效果,设施水力负荷(HLR)的增大及无雨期的延长分别影响进水期与无雨期硝酸盐氮(NO^-₃-N)的去除.在基质层饱和渗透速率较高、厚度较浅条件下,设施有效改善了道路径流水质.不透型干植草沟可与市区河道的调蓄容积结合,共同承担起高地下水位地区实现年径流总量与污染负荷控制率的任务.     

铝污泥填料改良生物滞留池对径流污染的削减效果

针对传统填料生物滞留池对氮、磷等污染物削减效果较差的问题,开展不同配比铝污泥填料改良生物滞留池研究。设置铝污泥与沸石配比为3∶2(低配比)和4∶1(高配比)填料的生物滞留池,研究其对高、中、低3种浓度模拟雨水的渗透性和去除效果。结果表明:与低配比铝污泥填料生物滞留池相比,高配比铝污泥填料生物滞留池的渗透性较强,且随着运行周期的增长,其渗透性下降较为缓慢,高配比铝污泥填料可提高生物滞留池的使用寿命;通过提高铝污泥填料配比,可以显著提升对高浓度雨水中污染物的去除效果,尤其是对TP的去除率可达89.0%,对COD、TN和NH₃-N去除率可达62.4%、66.4%和68.0%;铝污泥配比高低对低浓度雨水的污染物去除效果无明显差异。     

总量控制法中两种源强优化模型的对比分析

将总量控制中两种源强优化模型应用于兰州市,运用线性规划方法对这两种模型进行了计算和比较分析。为了使最终的优化方案能够应用于实际,笔者将优化方案中决策变量的上界乘一经济技术指标值,尽管方案的优化性能有所降低,但却增强了方案的可行性和可操作性。      

自然坑塘对夏季降雨径流污染的截流净化效果

选取上海市临港新城4种不同类型的自然坑塘,比较其在夏季对降雨径流污染的截留效应以及水质净化效果。结果表明:场地主要降雨径流污染物为TN、COD,自然坑塘对降雨径流污染具有较好的截留效应,但自然坑塘的截流效率并未得到最大程度的发挥。自然坑塘对于水质的净化处理效果总体较好,研究期内4个自然坑塘的TP平均净化率分别为:46.4%、4.6%、57.6%、57.4%;TN平均净化率分别为:34.7%、40.7%、46.4%、26.9%;COD平均净化率分别为:21.6%、40.5%、47.3%、-4.3%。在高温少雨、水深过浅的情况下,自然坑塘易出现水华现象,影响水质净化效果。因此,需要对自然坑塘进行优化设计、改造,保持自然坑塘生态系统的稳定与自我更新能力,才能最大限度地发挥其对于城市雨洪调蓄、径流污染控制等方面的综合生态价值。     

5种水生植物对模拟菜地径流中总氮和硝氮净化效果

近年来,太湖地区蔬菜大棚种植面积日益增加,高施肥量造成菜地土壤硝氮( NO 3 - -N)积累严重,夏季揭棚期菜地在降雨初期会产生高浓度 NO 3 - -N(富硝)的地表径流。为净化菜地富硝地表径流,选取苦草、伊乐藻、黄花水龙、狐尾藻和铜钱草5种常见水生植物,开展了模拟富硝地表径流的箱内净化试验。结果表明:在模拟径流总氮(TN)浓度为6.32~6.80 mg/L、 NO 3 - -N浓度为4.76~5.09 mg/L时,5种水生植物在试验初期(第1周)均表现出较好的氮去除效果,TN和 NO 3 - -N去除率分别超过80%和90%,试验后期(第3、4周)苦草、伊乐藻和铜钱草对TN、 NO 3 - -N的去除率明显下降,而黄花水龙和狐尾藻仍保持较高的 NO 3 - -N去除率(90%以上);在模拟径流TN浓度为15.62~18.00 mg/L, NO 3 - -N浓度为13.19~13.96 mg/L时,5种水生植物的生长均受到不同程度的胁迫,但黄花水龙和狐尾藻对氮去除能力显著高于其他植物;黄花水龙和狐尾藻具有较大的生物量,使其具有良好的氮去除能力,2种植物通过反硝化等途径去除的氮在不同处理间无显著差异,黄花水龙和狐尾藻较适宜净化富硝地表径流。     

生物滞留介质类型对径流雨水净化效果的影响

生物滞留措施能够有效去除径流雨水中的污染物,而介质类型对其净化效果具有重要影响。该研究以粗砂、细沙、黏土、建筑垃圾为介质,研究了生物滞留单元对径流雨水中污染物的净化效果。结果表明,各单元对COD、氮、磷污染物的平均去除率分别为63.9%、62.2%、83.3%;Cd为77.2%,Cu、Pb、Cr、Zn均在92.9%以上。介质类型、介质填装方式、粒径级配等因素对氮、磷等污染物的净化效果影响较大,对重金属的净化效果影响较小。各种介质去除污染物能力依次为黏土细沙粗砂建筑垃圾;建筑垃圾的粒径越小,对径流雨水中污染物净化效果越好。基于上述结果,对各单元出水水质进行回用风险评估,黏土复合介质滞留单元的出水回灌地表水的风险最小;各单元出水均可满足绿地灌溉(GB/T 25499-2010)水质标准。     

对"有毒重金属"实施2种总量控制监管方式的利害分析

首先,必须明确认定：对第一类污染物实施《源头总量控制》是污控执法和促进经济结构改革的保证条件.这种监管方式自2008年《第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册》公布以来,更具有其切实实施的可行性.《源头总量控制》与《水环境总量控制》两种监管方式既是各自独立、缺一不可,又是相互依赖和相互补充的关系,目前一些地方的规划管理者模糊和混淆了两类污染物和两种监管的内容和方式,笼统以《水环境总量控制》来监管所有污染物,丢弃了《源头总量控制》,使本应严加管理的饮用水水源地丧失了控制第一类污染物的能力.我国《地面水环境质量标准》（GB 3838-88）中第一类污染物的水质指标与我国实际的水环境背景值有很大差距,存在着＂放宽允排量＂和＂价态转化引发危害＂的问题;以一个10 t电解铅的企业为例,证明两种监管方式的铅允排量相差甚大.总之,把第一类污染物与第二类污染物统一实施《水环境容量总量控制》将带来众多的危害,应当严格实施《源头总量控制》与《水环境总量控制》相结合的监管方式.     

HRT厌氧反应器与好氧MBR组合工艺中对有机物去除效果的研究

利用厌氧反应器与好氧MBR组合工艺处理印染废水,探讨了水力停留时间(HRT)对其处理效果的影响.结果表明,在溶解氧(DO)浓度为1.8～2.6mg/L的条件下,HRT为7.5、4.5和2.5h时,反应器对COD的去除效率分别为88.7%～96.5%、87.3%～97.2%和81%～92%,出水COD的浓度分别为78.9～51.2,81.6～50.8,93.4～65.8mg/L.试验同时考察了不同HRT条件下,活性污泥浓度(MLSS)对COD去除率的影响.结果表明,在试验条件下,本工艺中一体化膜生物反应器中最佳污泥浓度应控制在6500mg/左右.