Purification Efficiencies and Kinetic Characteristics of Pollutant Removal in a Bypass Reoxygenation System Treating Micro-Polluted River Water

为改善受污河流水质,保障小城镇饮用水安全,在野外条件下构建DW(跌水池)、SW(深水池)和QW(浅水池)3种装置对微污染河流进行旁路复氧修复,考察不同装置对污染物的去除效果及进水污染物负荷及水力负荷对污染物去除的影响.结果表明,3种旁路复氧修复装置在较高进水ρ(DO)情况下,能够进一步提升ρ(DO),复氧作用表现为QW＞ DW＞ SW.DW、SW和QW对NH4+-N、TN、TP和CODmn的平均去除率分别为39.5％～41.8％、1.0％ ～ 25.8％、13.8％ ～16.4％和6.4％～8.8％.污染物出水浓度和进水负荷具有较强的线性关系(R2＞0.8);随着水力负荷的降低,污染物去除效果均有所提升.一级动力学模型可以较好地模拟修复系统中水力负荷与污染物去除的关系(R2＞0.9).     

地面廊道对微污染河水净化效果的试验研究

依托建立在新沂河河漫滩上的人工廊道中试工程开展现场试验,研究分析地面廊道对微污染河水的净化效果。结果表明,植物廊道中氨氮及高锰酸钾指数沿程总体呈下降趋势,砾石廊道沿程氨氮及高锰酸钾指数在第3段浓度均趋于稳定,去除效果不明显;两种地面廊道对高锰酸钾指数的平均去除率差异不大,植物廊道内植物对氨氮的去除有促进作用,使得沿程氨氮浓度的变化及去除率更加稳定;砾石表面的微生物对废水中的有机物降解效果明显,而植物廊道中植物根系对氨氮有较好的吸收、固定作用,可有效提高对氨氮的去除效果。2种地面廊道对氨氮、高锰酸钾指数的平均去除率分别在59.6%、45.3%以上。     

地面廊道系统对微污染河水的净化效果研究

在低温季节,利用人工地面廊道对微污染河水进行净化处理。结果表明,砾石廊道系统对微污染河水中的COD、氨氮、色度具有稳定的去除率,其去除率分别为70%、90%、75%;硝酸盐氮的去除率不高,主要是受温度的影响;廊道的第三段对氨氮、硝酸盐氮、色度的去除效果不明显。中试实验表明,人工地面廊道对微污染河水中的污染物质有明显的净化效果,确定廊道的最优湿地床长度将促进其实际工程应用。     

处理微污染河水的人工湿地中磷的去除特征及吸附形态分布

通过在野外条件下构建两座潜流人工湿地,考察了湿地对微污染水体中磷的净化效果,以及湿地填料对4种主要形态磷的吸附特征.结果表明,湿地对总磷(TP)的平均去除率在30％左右,颗粒性总磷(STP)去除比例略高于溶解性总磷(DTP).两个湿地中TP的出水负荷随其进水负荷的升高线性增大,而磷的单位面积去除负荷与进水负荷呈对数关系,迸水负荷超过1000 g·m-2·d-1后,去除负荷没有发生明显变化.4种主要形态磷的吸附量关系表现为钙镁磷(Ca/Mg-P,12582和11052 mg)＞铁铝磷(Fe/Al-P,5312和5750 mg)＞弱吸附磷(Plabile-P,2054和1207 mg)＞腐殖质磷(Humic-P,-362和-136 mg).湿地3层填料对Humic-P和Plabile-P的吸附能力有限,且伴有解吸现象,而Ca/Mg-P和Fe/Al-P的吸附主要发生在卵石和碎砖层,碎石层对湿地中磷的去除贡献较低.栽种植物对湿地中填料对磷的吸附影响较小.     

生态塘水生植物对受污染河水中氮磷的净化效果研究

通过生态塘1—人工湿地—生态塘2污水生态处理系统,研究生态塘中狐尾藻、水白菜对受污染河水中氮磷的净化效果.结果表明,狐尾藻在高浓度污水中的生长量要远远高于低浓度污水,水白菜在高浓度污水中的生长量则要低于低浓度污水.生态塘中狐尾藻与水白菜样本中N、P的质量分数总体上随着污水浓度的降低而降低.生态塘1和生态塘2中水生植物对...     

MBR处理微污染河水试验

采用絮凝沉淀+缺氧/膜生物反应器(Anoxic/Membrane Bioreactor,A/MBR)工艺对劣Ⅴ类微污染河水的处理进行了中试研究,探讨了该工艺对低碳高氮磷河水处理效果的保证措施. 结果表明:系统处理规模为10 m3/d,在曝气量为8 m3/h,平流沉淀池、缺氧池和膜池水力停留时间分别为25 min,0.8 h和2.5 h,污泥ρ(MLSS)为6.0～6.5 g/L的运行条件下,向缺氧池投加约为理论量2倍的甲醇,在平流沉淀池与膜池分别投加10和5 mg/L的聚合氯化铝(PAC),出水ρ(COD_Cr),ρ(BOD₅),ρ(NH₃-N)和ρ(TP)达到《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类水体标准,ρ(TN)<15 mg/L.      

复合生态浮岛处理微污染河水

构建融合具有缓释碳源特性的生态基质的复合生态浮岛(CFI),研究了DO对CFI净化效果的影响,探究了CFI的微生物群落结构及其多样性。结果发现:不同DO条件下CFI的TN去除效果均明显高于普通生态浮岛(FI),表明其具有强化脱氮作用。ρ(DO)为3~5 mg/L时CFI的NH_4~+-N和TN的平均去除率比ρ(DO)为1~3 mg/L时分别提高了28.15%和降低了19.98%,说明提高DO有利于NH_4~+-N的去除,但不利于TN的去除。CFI中的优势菌种较为集中,主要为假单胞菌属、紫色杆菌属和狭义梭菌属。CFI中的物种丰度高于FI,FI中的微生物群落多样性高于CFI。     

曝气生物滤池对污染河水中有机物和氮去除效果

研究了不同粒径的陶粒曝气生物滤池对污染河水的净化效果,考察了气水比、水力停留时间及填料高度对COD和总氮去除效果的影响。结果表明:水力停留时间为4 h时,改变气水比对总氮去除效果影响较大,最佳气水比为2∶1,COD和总氮的去除率分别为92%和74%;气水比为2∶1时,改变水力停留时间对COD去除率影响不明显,水力停留时间为1.6 h时,COD和总氮去除率分别为95%和80%;在气水比为2∶1,水力停留时间为1.6 h条件下运行,小粒径曝气生物滤池在填料高度为45 cm处可完成对氮的去除,而大粒径陶填料高度为60 cm完成对氮的去除。     

河道微污染水体旁路复合流湿地强化净化技术研究及应用

为实现河道微污染水体水质净化与行洪排涝双重功能,采用下向流/上向流复合流旁路湿地工艺,设计有机负荷q_os=21 kg BOD₅/（hm²·d）,水力负荷q_hs=0.34 m³/（m²·d）,水力停留时间HRT=2.2 d,同时为提高冬季低温条件下的湿地系统净化效果,对湿地填料床结构形式、植物组合搭配以及冬季低温运行措施进行了优化,研究表明：1）下向流/上向流复合流功能湿地空间布设灵活,可节约建设占地,通过折流布水,可形成良好的厌氧/缺氧/好氧微生环境,有益于发挥湿地系统的脱氮除磷效果;2）通过增加保温填料覆盖层、采取低温冰下低水位运行、辅以耐低温植物/微生物强化,在冬季低温湿地进水ρ（COD）为30~40 mg/L,ρ（NH₃-N）为1.5~2.0 mg/L,ρ（TP）为0.3~0.4 mg/L条件下,实现了3个标段湿地出水平均值ρ（COD）=20.67 mg/L,ρ（NH₃-N）=0.77 mg/L,ρ（TP）=0.17 mg/L,基本满足冬季低温条件下的水质设计目标。     

微气泡曝气技术对微污染水体增氧效果的中试研究

针对微气泡曝气技术对微污染水体的增氧效果进行中试研究。结果表明:1)当HRT为0.2~0.8 h、气水比为0.05~0.20、进水ρ(DO)为2.07~11.21 mg/L时,采用微气泡曝气技术对DO的全年提升率2.9%~94.1%,平均值为34.8%,夏、秋季的提升率明显高于春、冬季。2)微气泡曝气技术中,与氧利用率呈极显著相关的因素有水温、气水比、进水DO浓度以及进水TP浓度;与提升率呈极显著相关的因素有HRT、进水DO浓度。3)当HRT>0.6 h时可获得较佳的DO提升率与氧利用率;气水比的提高降低了氧利用率,对水体DO提升无显著影响。     

旁路离线河流净化器技术与系统在温榆河修复中的应用研究

基于自然的修复理念,本研究开发了\"旁路离线河流净化器技术与系统\",并以温榆河支流龙道河为研究对象,设计并建设了罗马东湖\"塘-湿地系统\"和龙道河拟自然河道工程.结果表明,该技术与系统可明显改善水质和生物生境,COD、氨氮和总氮平均浓度由(71.86±14.94)、(10.70±1.20)、(16.14±1.37)mg.L...     

复合式渗流试验装置对微污染河道水的脱氮除磷研究

针对微污染河道水体的水质特点,考察了复合式渗流试验装置对此类河道水的处理效能。试验结果表明:在10 cm/d和20 cm/d水力负荷条件下,两个阶段TN的平均去除率分别为36.34%、28.53%;TN平均出水浓度分别为6.15,12.45 mg/L;TP的平均去除率分别为90.86%、64.15%;TP平均出水浓度分别为0.05,0.42 mg/L。氮的去除主要发生在前两个格室,前两个格室填充的腐木作为补充碳源,有利于微生物的反硝化脱氮作用;磷的去除主要发生在后两个格室,原因是后两个格室填充了水泥砖块,水泥砖块对磷具有较好的吸附性能,但随着时间的推移,系统的除磷能力会因填料对磷的吸附饱和而逐渐下降,故需要及时更换填料。     

三种挺水植物及其组合净化微污染水体的研究

考察了水芹、鱼腥草、香根草及对校园微污染景观水体的净化效果,分析了植物不同部位的氮磷含量分布.结果表明,水芹、鱼腥草和香根草对水中的TN、TP、CODcr和Chla的去除率范围分别为52.4％～64.3％、46.8％～ 58.4％、69％ ～ 84％和48.1％ ～60％,经7周净化可使听松湖水质由Ⅳ类水变为Ⅲ类水.组合植物对TN、TP、CODcr和Chla的净化效果相对于单种植物作用均没有显著增加(p＞0.05).鱼腥草对水中氮磷的吸收效率最高,香根草次之,水芹最低.3种植物不同部位的植株含氮量为根＞茎＞叶,磷含量为根大于茎叶.     

太湖主要环湖河道沉积物反硝化潜力及其控制因子

河流反硝化作用是水体氮素去除的重要途径,对流域氮负荷削减具有重要意义.为探究河网区河道的反硝化脱氮能力及其主要控制因子,本研究调查了太湖14条主要环湖河道的水质和沉积物特征,通过泥浆培养实验,利用氮氩比的方法和膜接口质谱仪分析技术,测定了 14条环湖河道的沉积物反硝化潜力.结果表明,太湖环湖河道的反硝化潜力为-9.93...     

生物法净化挥发性有机废气的吸附-生物膜理论模型与模拟研究

针对挥发性有机废气的生物法净化过程,进行了吸附-生物膜新型理论的相关动力学模型研究.经采用实验室数据和工业应用试验结果的对比验证表明,该模型对描述实际过程有很好的适用性.应用该模型对人口气体甲苯浓度、气体流量及生物膜填料层高度等主要因素的影响进行模拟研究,模拟计算值与实验值之间有较好的相关性,相关系数r为0.80～0.97.     

不同河道型微污染水源预处理工程水质净化效能及水质稳定性评价

为探究兼备水质净化及应急蓄水功能的两种不同微污染饮用水源预处理工程夏季高温期水质净化效果及浮游植物水华爆发风险,于2019年高温期（7—8月）对盐龙湖工程（由预处理单元、人工湿地净化单元及深度净化单元构成）和通榆河工程（由生物接触氧化池,高密度沉淀池及蓄水库构成）各处理单元出水水质及浮游植物群落进行监测分析.结果表明：①夏季蟒蛇河及通榆河水质较差,主要表现为浊度、营养盐和有机物浓度高,DO含量低.两种预处理工程都具有较高的除浊、降低营养盐和提升DO效率,其中,通榆河工程中分别高达89.01%、95.13%和227.00%,净化效能优于盐龙湖工程（分别高达50.55%、38.33%和144.00%）;②夏季高温期间,盐龙湖工程及通榆河工程蓄水单元总浮游植物及蓝藻细胞密度分别为1.71×10⁶ ind·L^-1和1.28×10⁶ ind·L^-1,2.23×10⁶ ind·L^-1和0.96×10⁶ cells·L^-1.两预处理工程蓄水单元藻类构成都以蓝藻为主,其中通榆河蓄水单元藻细胞密度较高,盐龙湖蓄水单元蓝藻细胞密度所占比例较高,结合蓄水单元水质变化（浊度降低,水下光照强度的增加）,两预处理工程蓄水单元仍都具有蓝藻水华的风险;③两种预处理工程中都划分出17个FG和6个MBFG.盐龙湖工程中优势FG为：B、D、P、TC、J、Lo、W1和W2;优势MBFG为：GroupⅢ、GroupⅣ、GroupⅤ、GroupⅥ和GroupⅦ;通榆河工程中优势FG为：B、D、P、Lo、M和W1;优势MBFG为：GroupⅣ、GroupⅤ、GroupⅥ和GroupⅦ.两种功能群都能很好地响应预处理工程中水环境的变化,而MBFG的生境响应性更强,影响优势MBFG的主要环境因子为浊度、电导率、营养盐和COD_Mn.因此,在夏季高温期,需优化预处理工程的工艺与运行,调控关键环境因子,以期能够控制浮游植物大量繁殖和维持水质稳定.     

无动力级联生物滤池对山区村镇生活污水的净化效果

依据低山丘陵地形,结合生态净化原理,构建一套无动力级联生物滤池系统,通过整年连续监测,研究了四川盆地低山丘陵区村镇分散生活污水的排放与级联生物滤池的净化效率及其影响因素.结果 表明,村镇生活排放污水中化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)的平均浓度分别为147.33,32.52,14.3...