水蕹菜对苏州重污染水体净化功能的研究

采用浮床无土栽培技术，在苏州重污染河道上种植水蕹菜以控制重污染水体水质。不仅进行了静态试验，而且在重污染河道苗家河上作了示范应用，效果显著。静态试验结果表明，在气温35℃、水温30℃以上的条件下，水蕹菜对苏州重污染水体中的CODMn、TN、NH4^＋-N、TP等的去除率分别为37．0％、92.9％、93．9％、94．3％；苗家河示范工程水域中水质有明最改善，透明度达90～130cm。由此证明水蕹菜是对苏州熏污染河道净化处理的优良生物材料之一。     

富营养化景观水体优势菌修复研究

研究了优势菌对富营养化景观水体修复作用。结果表明,投加优势菌4d后出现修复效果,20d修复效果达到最佳状态,浊度、NH3-N、CODMn、TN、TP和叶绿素a都大幅下降,溶解氧从7．2mg／L提高到10．4mg／L,叶绿素a与CODMn、TN、TP、NH2-N有较好的相关性。     

生态修复综合技术在杭州虾龙圩河的应用

杭州虾龙圩河由于多年污染,河道水质严重黑臭,自净能力遭到破坏。本研究通过综合利用底泥污染物削减、生物接触氧化水质净化、造流曝气及水生生态系统修复等技术对虾龙圩河进行治理。结果显示,此项综合技术对城市河流污水具有良好的污染物去除性能,COD、NH3-N和TP的去除率分别可达到73．3％、80．1％和81．7％。通过1年的运行与养护,虾龙圩河治理段的水质、生态环境等有了明显改善,没有发生过水华及黑臭现象,河道水体具备了较强的自净能力。     

滴水湖底泥内源营养盐释放行为与曝气运行模式的关系

以滴水湖上覆水及底泥为研究对象,探讨了不同曝气运行模式对滴水湖底泥内源营养盐释放行为的影响,为曝气原位修复滴水湖等滨海盐碱化地区富营养化人工湖泊提供技术参考。结果表明,曝气能有效降低滴水湖上覆水体NH+4-N浓度,但此类滩涂底泥中较高的盐度能促进内源NH+4-N的释放并抑制硝化作用,使其NH+4-N削减率明显低于城市重污染河道;静置组TP浓度有所升高,而间歇曝气组及连续曝气组TP削减率分别为63.6%和38.5%,说明间歇曝气能有效降低上覆水体中的TP浓度;与曝气修复城市重污染河道相比,滴水湖较高的盐度及pH不利于TN去除,其中间歇曝气组对上覆水TN的控制优于连续曝气组与静置组;间歇曝气运行模式更适合于滴水湖等滨海盐碱化地区富营养化人工湖泊的底泥修复。     

太湖西岸宜兴城市水系污染物时空分布特征

选用2011-2014年宜兴市12个监测断面21个水质指标的连续监测数据,解析太湖西岸宜兴城市水系污染物的时空分异特征及影响因素。结果表明,宜兴市城区及入太湖河流污染严重,86.05%以上时段内处于劣Ⅴ类水平,特征污染物为TN、NH3-N、BOD5、TP、COD和Hg。污染物空间分异程度大小依次为：AR-OH >NH3-N >Hg >TP >COD >BOD5 >F- >oil=CODMn >LAS >TN >DO。不同区域河流污染物浓度随时间变化基本一致,有机物夏季波动较大主要受温度和降雨的双重影响,TN和NH3-N浓度标线出明显的季节变化：春季 >冬季 >夏季 >秋季,Hg、LAS、AR-OH表现出瞬时排放特性,且主要发生在年初。由分析可得,土地利用强度和方式是影响宜兴市城区及入湖河流污染物分布特征的最主要因素,其次是污染来源、河道类型等的影响,表现为城市核心区、三氿入湖区和西北入湖区污染程度依次增大,但差异水平不明显,西南入湖区则相对较轻。     

新型人工快速渗滤系统处理村镇污水工艺参数优化

在巢湖双桥河建立了中试规模的人工快速渗滤系统(CRI),系统经过一个月左右启动期后挂膜成功。通过考察不同湿干比条件下CODMn、TP、TN和NH3-N的去除效果,确定系统湿干比为1 d∶2 d,水力负荷周期为3 d。TP、TN和NH3-N在1.0 m/d的水力负荷条件下能够达到最佳的处理效果,特别是TN;而CODMn在1.3 m/d取得最佳的去除效果。综合考虑脱氮除磷和有机污染物的去除,选取水力负荷为1.0 m/d可得到最佳的出水水质。综合4种污染物的去除特点,特别考虑到对TN去除的需要,同时兼顾工程成本,填料厚度确定为1.2～1.5 m之间为最佳。选取生物陶粒、钢渣、活性炭和天然沸石为渗滤介质,研究结果表明,从去除有机污染物和TP角度考虑,选取活性炭和钢渣可达到较好的去除效果,其中钢渣对TP去除效果更佳;而活性炭具有其他4种填料不可替代的脱氮效果。以上工艺组合形式的确定将为巢湖流域CRI系统的推广提供科学依据和数据支持。     

松花江水质的多元统计分析

采用主成分分析法、因子分析法对松花江干流11个断面的水质监测数据按照不同水期进行分析,研究了各水质参数的相关性并对污染来源及不同水期内反映水质的重要参数进行了初步探讨.结果表明,水中可生物降解污染物对水体DO有一定的影响,水体温度是控制耗氧性污染物降解的主要因素.枯水期NH3-N与生活污水排放有重要关系,且在TN中占有较高比例.丰水期NH3-N与挥发酚相关性增加,这可能与汛期内煤化工类企业排放不达标有关;平水期,NH3-N与NO3-N相关性增加,可能平水期的污染来源及负荷与其他水期有差别.通过因子分析发现,在不同水期有不同的水质参数影响水质,枯水期大肠杆菌、TP是反映水质的重要参数;丰水期NH3-N、TP、石油类、pH为影响水质的主要水质参数;平水期DO、TN、电导率是反映松花江水质状况的重要水质参数,应当针对不同水期的污染负荷构成制定相应的污染防治方案.     

暴雨径流对分层水库水质的影响

为探明西安金盆水库热分层演变特征和降雨径流对水库水质的影响,对水库垂向不同点位的水温、溶解氧、浊度、pH、总磷、总氮、氨氮、总有机碳等水质指标进行了持续监测和分析,结果表明：RWCS/H指数能有效判断热分层稳定水平,稳定分层期RWCS/H指数在1.56~6.99 m-1之间;RWCS/H指数与TP、厌氧层厚度显著相关,温跃层的变化特征对厌氧层变化起支配作用,分层期水库底部厌氧条件致使沉积物中营养盐大量释放,其中滞水层TP最高达0.062 mg·L-1;汛期暴雨径流一方面破坏水体热分层稳定性,另一方面携带大量颗粒态污染物以间层流的形式潜入水库中下层水体,使污染负荷提高,TP、TN、NH4+-N、TOC浓度分别达到0.052、1.589、0.42和3.784 mg·L-1;随暴雨径流潜入带来的大量颗粒态污染物和下层水温、pH上升导致沉积物厌氧释放加剧,雨后下层水体TP、TN、NH4+-N、TOC浓度分别达0.022、1.474、0.595和4.559 mg·L-1,显著高于上层水体。分层期内源释放是加快金盆水库富营养化过程的关键因素,汛期暴雨径流引发的水库水环境系统改变使得水质突发性污染风险加大。     

宜兴城市内河污染物时空分布及解析

选取宜兴主城区18个典型内河采样点,对NO-3-N、NO-2-N、p H、CODMn、NH+4-N、TN、TP、SS、BOD5、DO、挥发酚、汞、铅及石油类14个主要水质指标进行为期1年的监测,频率为每月1次。采用综合污染指数法、聚类分析及因子分析法,系统解析了宜兴主城区内河水体污染物的时空分布特性。研究结果表明,综合污染指数随季节变化特征较为明显,总体污染程度表现为第三季度第二季度第四季度第一季度;聚类分析结果显示,河道的污染程度从空间上可分为2类(组);对城区内河监测点全年的因子分析提取3个特征因子,分析结果表明,内河河道以氮、磷污染为主导因素。     

硬质河岸和水体富营养化河道的综合治理技术:以柴桑河为例

将富营养水体治理与硬质河岸改造相结合,能够提高水体与河岸的交互能力,恢复河流生态系统的自净能力.以位于四川省天府新区眉山片区中心城区的柴桑河河段(长度1.5km,宽度80～100m,水深约1.85m)为例,通过铺设护岸专用基料、设置滴灌系统和播撒花草种子对硬质河岸进行生态重建,通过向水体中施用除磷剂、微生物菌剂及采用生态浮床、水车增氧等措施,降低了水体中的氮磷含量,利用太阳能为整个处理系统供能,实现了硬质河岸和富营养水体的综合治理.项目实施后,通过半年的监测和观察,结果表明:柴桑河水体中总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、高锰酸盐指数(CODMn)和总氮(TN)含量明显降低,TP和NH3-N由劣V类提升至地表水Ⅲ类,CODMn由劣V类提升至地表水Ⅳ类,TN由劣V类提升至地表水V类;河道内鱼类、藻类、水草的多样性增加,硬质河岸完全被植被覆盖,植物种类达数十种,自然景观恢复,河流生态自净功能显著增强,有利于使水体保持健康稳定.     

背角无齿蚌对养鱼水体的净化效果

通过建立微型生态系统,研究了不同养殖密度和处理时间条件下,背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对大宗淡水鱼养殖水体理化指标和营养盐的影响及净化特征。研究结果表明,背角无齿蚌对水体pH、CODMn和NH4+-N的影响不明显;电导率、总固溶物、NO2--N、DTP、PO43--P和DOC呈升高的趋势;DO随蚌养殖密度和时间的增加而降低;能够显著降低水体的浊度、Chl-a、TN、NO3--N和TP含量(P3和15.35 d、25 ind./m3和10 d时,对NO3--N、TP的去除率可进一步提升至42.6%和35.0%。本研究表明,背角无齿蚌可以用于养鱼水体的水质净化。     

城市浅水型湖泊底泥污染物释放过程模拟试验研究

通过对城市浅水型湖泊(以宁波东钱湖为例)疏浚后上层底泥污染物释放过程模拟试验研究,分析了环境因子对底泥污染物释放特性的影响及其原因,得出了上覆水营养盐水平、水温和扰动对底泥污染物释放的影响曲线.同时,说明了湖泊内源性有机污染源对湖泊水质存在着潜在的危险性,提出了疏浚施工期间的规避措施,为城市浅水型湖泊底泥疏浚和富营养化治理提供依据.     

鱼类、底栖动物和水生植物的不同组合对水质净化效果的原位围隔实验

在野外原位围隔模拟条件下,研究了鱼类、底栖动物和水生植物的不同组合对富营养化水体的净化效果。研究结果表明：鲢鳙鱼比例对水质有较大影响,当鲢鱼（Hypophthalmichthys molitix）与鳙鱼（Aristichthys nobilis）的比例为3：1时,TN和NH3-N的去除率分别为69.26%和66.39%,4：1时,NO3-N的去除率可达73.65%;当鲢鱼与鳙鱼的比例为5：1时,TP和PO43-的去除率可达66.73%;鲴鱼（Plagiognathops Microlepis Bleeker）对水体中磷元素的去除效果显著,TP和PO43-的去除率可分别提高13.89%和7.91%,但不利于氮的去除;150 g·m-2密度螺（Bellamya aeruginosa）和蚌（Hyriopsis cumingii）的投加对TN的去除率可达72.60%,但对其他营养盐的削减效果不佳;水生植物蕹菜实验组与无植物组相比TN去除率提升6.83%,NH3-N提升6.44%,NO3-N提升12.14%,效果优于菱,但却不利于磷的去除。实验结果可为水生生态系统调控和修复提供科学依据。     

冬季组合工艺处理灌溉尾水的运行效果

采用水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地组合工艺处理农村生活污水灌溉尾水,针对冬季灌溉尾水量大,而系统处理效果下降问题,对组合工艺进行了运行效果及水力负荷等工艺参数的优化研究。大棚对系统能起到一定的保温效果,系统进出水水温均高出未采取保温强化措施系统2℃左右。在冬季水耕蔬菜人工湿地与垂直流人工湿地受温度影响,污染物去除效能显著下降,随着水力负荷的增大,水耕蔬菜人工湿地对COD、TN及TP的平均去除率和去除负荷呈先增加后减小趋势,其对COD、TP的平均去除率均在0.3 m3/(m2·d)附近达到最大,分别为33.4%和11.5%,TN的平均去除率在0.4 m3/(m2·d)附近达到最大,为8.5%;垂直流人工湿地随着水力负荷的增大,对COD、TN、NH4+-N和TP的平均去除率的变化趋势与水耕蔬菜人工湿地相似,在0.2 m3/(m2·d)处达到最大,分别为56.3%、29.3%、23.8%和31.3%。上述结果与人工湿地在其他温度较高季节去除率一般随水力负荷降低而呈上升趋势的结果显著不同,表明在冬季依靠一味降低水力负荷无法达到提高系统去除效能的目的。     

曝气充氧和人工造流技术修复河道污染水体

基于模拟河道反应器,考察了曝气充氧及人工造流技术对污染水体的修复效果。结果表明,河道本身具有一定的自净能力,自然运行条件下对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为7.44%、4.88%、5.70%和10.60%。通过对模拟河道进行曝气充氧,最佳气水比条件下对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为15.33%、10.45%、6.78%和21.18%。在曝气基础上通过设置人工阻流板,对COD、TP、NH₃-N和TN的去除率分别为26.82%、16.07%、9.51%和23.80%。结果初步显示,通过曝气充氧和人工造流技术的集成应用研究,对污染水体具有明显有效的修复作用。     

长荡湖围堰干法环保清淤工程实施效果评价

内源污染是造成湖泊富营养化和水体重金属风险的重要来源。以长荡湖围堰干法清淤工程为例,探讨了清淤工程实施前后的底泥营养盐和重金属质量分数及上覆水体水质变化,开展了清淤工程实施效果评价,提出了围堰干法清淤工艺适用性思考。结果表明,围堰干法清淤工程对底泥的部分营养盐去除效果良好,底泥中有机质含量的平均降低幅度为27.09%,14个采样点位中,有11个点位清淤后底泥有机质平均含量低于清淤前;清淤后的底泥TN质量分数比清淤前平均降低76.95%,底泥TN质量分数得到有效削减;清淤后底泥TP质量分数比清淤前提高了35.16%,原因可能与采样季节、采样方法、磷素沉积及清淤过程中的机械干扰有关。清淤工程有效降低了底泥重金属风险,对底泥镉的平均去除率为76.00%,清淤后没有点位底泥生态风险等级超过“中风险”,底泥生态风险显著降低。清淤工程实施前后上覆水体水质无明显变化,清淤后水质仍处于Ⅳ类―V类水,超标因子为TN和TP。围堰干法施工有效降低了长荡湖底泥中部分营养盐和重金属赋存量,但是软弱地基区域施工机械难以实施,机械操作可能造成下层底泥的翻动,部分区域难以完全实现预期清淤目标。该研究结果表明,应综合考虑清淤目标和施工机械、场地条件等影响因素合理选择清淤工艺和确定清淤深度。     

高效垂直流人工湿地+多级生态塘深度处理污水厂尾水

采用高效垂直流人工湿地+多级生态塘组合工艺对污水厂尾水进行深度处理。研究发现,组合工艺进水流量为900 m3·d-1时为最优工况;在最优运行工况下组合工艺对污水处理厂尾水有显著的净化效果,对COD、NH3-N、TN和TP的去除效果可高达59.22%、81.06%、93.11%和55.81%,出水达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅳ类标准;生态塘能强化NH3-N和TN去除效果,可进一步除磷,降低富营养化风险;运行一年至少减少COD排放量9.85 t·a-1,NH3-N排放量1.73 t·a-1,TN排放量4.96 t·a-1,TP排放量0.16 t·a-1,具有良好的环境效益和经济效益。     

嘉兴市南湖生态环境修复工程的系统构建与效果评价

为改善嘉兴南湖水体质量,恢复湖区生态系统,实现南湖水质、生态及景观的全面提升,在分析南湖水质问题和水体浑浊成因的基础上,采取外源污染控制、内源污染清除和原位生态修复的方法,构建了南湖水下生态系统,并对南湖的生态修复效果进行评价分析。结果表明：南湖主要水质指标(COD、NH₃-N、TP)基本达到地表水Ⅲ类(湖泊标准),湖区大部分区域水体透明度达到80 cm以上,水体颜色由黄色变为浅绿色;超磁分离一体化设备可以显著去除水体中的TP(去除率为92.61%),对NH₃-N(去除率为37.94%)也有一定的去除作用,但是对TN、COD等的去除不明显;以“沉水植物”为主体的水下森林生态系统对悬浮型颗粒物具有明显的去除作用,沉水植物种植区域悬浮物下降值为42.09%;环保绞吸疏浚与土工管袋干化相结合的技术,减少了疏浚过程中的底泥再悬浮,土工管袋干化后的尾水采用超磁分离一体化设备二次处理,悬浮物SS指标均不超过4 mg·L⁻¹,实现了疏浚土尾水的达标排放。嘉兴南湖生态环境修复工程(一期)项目的成功实施,验证了超磁分离一体化工艺、环保绞吸疏浚与土工管袋干化、水上抛投沉水植物种植等技术的有效性。本研究成果可为平原河网水系、开放性水域、高浊度水体的城市湖泊生态修复提供借鉴和参考。