氧化试剂(硝酸钙)控制黑臭底泥营养盐释放的效果研究

通过人工模拟的方法,进行了氧化试剂（硝酸钙）控制黑臭底泥营养盐释放的研究。结果表明,黑臭河道底泥注入氧化剂（硝酸钙）大约30d内,表层黑臭底泥颜色就呈现深黑色-暗灰色-灰黄色的渐变矿化过程;对上覆水体中营养物质的测定表明,氧化试剂（硝酸钙）注入底泥中,有效抑制上覆水体中TN、氨氨、TP和磷酸盐浓度高峰值出现,但对COD浓度没有明显的作用。通过河道污水与黑臭底泥组合中注入氧化试剂（硝酸钙）和清水（自来水）与黑臭底泥组合中注入氧化试剂（硝酸钙）的效果比较,前者对黑臭底泥营养盐释放的抑制效果更好;实验结果显示,硝酸钙作为底泥中污染物释放的抑制剂,可成为底泥就地处理和控制内源污染向水体营养盐释放的一种技术方法和发展方向。     

过氧化钙(CaO2)联合生物炭对河道底泥的修复

底泥内源污染是导致河道黑臭反复的主要因素.为防止河道黑臭现象反复,以无锡市滨湖区某一河道为实验地点,采用CaO_2联合生物炭原位覆盖技术修复黑臭河道底泥,研究了该技术对泥水水质、底泥酸挥发性硫化物(AVS)和磷形态以及微生物的影响,探究该技术对黑臭底泥修复效果.结果表明, CaO_2联合生物炭覆盖可显著提高泥水体系溶解氧(DO)浓度和氧化还原电位(ORP),其中上覆水DO浓度和ORP分别保持在2 mg·L~(-1)和50 mV以上.间隙水氨氮(NH~+_4-N)、化学需氧量(COD)和总磷(TP)去除率分别达到了43.40%、 41.18%和50.97%.底泥AVS去除率达到了37.03%,高通量测序表明,底泥厌氧微生物相对丰度明显降低,出现热单胞菌属(Thermomonas)、Dechloromonas、变形菌属(Proteus hauser)、脱硫微菌属(Desulfomicrobium)和硫杆菌属(Thiobacillus)等脱氮除硫菌群.底泥中磷转化为稳定的铁铝结合态磷和钙结合态磷.因此,CaO_2联合生物炭原位覆盖对黑臭底泥具有良好的修复作用.     

不同原位处理对黑臭底泥污染物抑制效果分析

为掌握不同原位处理对黑臭底泥污染物释放抑制效果的差异从而指导工程实践,于2015年12月11日—2016年1月28日采用室外模拟实验,研究了硝酸钙(Ca(NO_3)_2)、过氧化钙(CaO_2)及沸石3种材料以5种不同原位处理方式对黑臭底泥污染物释放的抑制效果。实验期间,各处理对COD_(Mn)抑制效果顺序为:沸石+CaO_2>CaO_2>空白>沸石+Ca(NO_3)_2>Ca(NO_3)_2,对TP抑制效果顺序为:沸石+Ca(NO_3)_2>Ca(NO_3)_2>沸石+CaO_2>CaO_2>沸石>空白,对NH_3-N抑制效果顺序为:沸石+Ca(NO_3)_2>沸石+CaO_2>沸石>CaO_2>Ca(NO_3)_2>空白。研究结果表明:上述实验材料均可抑制底泥污染物释放但效果不一,且同种处理对不同污染物抑制效果也不尽相同。沸石覆盖的加入大大加强了单一材料对黑臭底泥污染物抑制的效果,但各实验材料对污染物抑制效果均具有时效性,随着药效衰退抑制效果会逐渐减弱,因此在工程实践中应根据需要选择合适处理方式及定期补充材料以持续发挥抑制作用。     

河道黑臭污染简易评价方法研究

河道黑臭主因是底泥和水体在缺氧乃至厌氧条件下,污染物转化并产生氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等恶臭物质以及铁、锰硫化物等黑色物质.目前,河道黑臭评价主要采用多因子黑臭指数法(NH3-N、COD、DO等),但NH3-N、COD难以在现场快速测定,也无法定量袁征底泥黑臭程度.本文选取能够现场快速监测的氧化还原电位ORP作为独立黑臭评价指标,分析论证了ORP与部分黑臭因子DO、S∞、PH、SO4=的相关性,结果表明,ORP与pH、SO42-、DO、S2-相关性较好,可以单独作为水体和底泥黑臭现场监测评价指标,用于入河污水、河道水体与河道底泥黑臭度的现场快速监测和定量评价.     

天然沸石覆盖层控制底泥氮磷释放的影响因素

通过实验室模拟,研究了天然沸石活性覆盖层控制底泥氮磷释放的影响因素,包括天然沸石粒径、温度、覆盖层厚度以及人工曝气等,结果表明:厌氧状态下富营养化水体的底泥会释放大量的氨氮和总磷,而天然沸石覆盖层可以有效地控制氨氮的释放,并且能降低总磷的释放速率;温度、沸石粒径、覆盖层厚度和曝气对天然沸石覆盖层控制底泥氨氮的短期释放基本没有影响,而沸石粒径和覆盖层厚度对覆盖层控制氨氮的长效性影响较大,且粒径越小或者厚度越厚,控制的时间越长;温度越高,覆盖层抑制底泥总磷释放的效果越差;沸石粒径越小或者覆盖层厚度越厚,控制底泥总磷释放的效果越好;对1cm厚粒径3～5mm沸石覆盖层表面进行曝气,有助于降低底泥总磷的释放速率;而对3cm厚粒径3～5mm的沸石覆盖层表面进行曝气,总磷的控制效果反而下降;对1cm厚粒径<2mm的沸石覆盖层表面进行曝气,初期对于底泥总磷释放的控制是不利的,而后期则可以降低底泥总磷的释放速率.     

硝酸钙投加对受污染河道修复效果的影响

文章通过分析底泥和上覆水体中污染物含量的变化,探讨了硝酸钙投加对河道污染物控制效果的影响。结果表明:硝酸钙的投加明显改善了底泥的氧化还原电位,控制了底泥TP的释放,并有效削减底泥有机质含量,去除率可达到26.6%;硝酸钙的投加对上覆水体中的NH_4~+-N、COD、TP等都有明显的修复效果,DO含量明显提升,氨氮的去除率接近100%,COD去除率可达到50.1%,总磷去除率为72.0%。结合修复效果和经济成本,选择3.2 g/kg硝酸钙为最佳投加量。     

反硝化细菌、硝酸钙和锆改性沸石联用对底泥中氮磷迁移转化的影响及硝态氮释放风险评估

本文考察了基于反硝化细菌、硝酸钙和锆改性沸石的组合技术（CN+DB+ZZ）对底泥中氮磷迁移转化的影响,并探讨了该技术的硝态氮释放风险.结果发现,单一的硝酸钙处理（CN）虽然可以有效地抑制底泥中磷的释放,但是会造成上覆水体的氨氮和硝态氮污染.硝酸钙和反硝化细菌联合处理（CN+DB）尽管可以有效地抑制底泥中磷的释放,并降低上覆水体的硝态氮二次污染风险,可是却无法有效地控制底泥中氨氮的释放.硝酸钙和锆改性沸石联合处理（CN+ZZ）虽然可以有效地抑制底泥中磷和氨氮向上覆水体的释放,但却会造成上覆水体硝态氮的二次污染.CN+DB+ZZ组合处理技术不仅可以有效地控制底泥中磷的释放,而且可有效降低底泥中氨氮的释放速率,并且与CN和CN+ZZ技术相比还可降低上覆水的硝态氮二次污染风险.CN+DB+ZZ组合技术对底泥中磷与铁同步释放的抑制、对底泥中氧化还原敏感态磷的削减、以及对底泥吸附磷酸盐和氨氮能力的增强,对于其控制底泥中磷和氨氮的释放是至关重要的.以上结果说明,CN+DB+ZZ组合技术是一种非常有希望的用于控制水体底泥中磷和氨氮释放的方法.     

CaO2原位处理河道黑臭底泥效能研究

CaO₂已广泛应用于黑臭河道底泥原位处理中,但现有研究较多集中于CaO₂对底泥中酸可挥发性硫化物（acidic volatile sulfide,AVS）的去除效果,缺乏对其他污染指标影响的研究。通过小试,考察了CaO₂原位处理黑臭河道底泥AVS和有机物的效果,同时对底泥的颜色、ORP、pH和重金属含量及形态变化进行了检测。结果表明:CaO₂原位处理黑臭河道底泥污染物具有明显的效果,AVS去除率可达98%以上,TOC含量可降低0.4%左右;同时底泥颜色由黑色转变为土黄色,ORP从-150 mV提高至100 mV左右,pH从中性变为碱性（pH=11左右）。投加CaO₂对底泥重金属含量变化无影响,但会将底泥中部分较稳定形态存在的重金属转化为较不稳定化的赋存形态。     

沸石和活性炭处理氨氮废水的实验研究

文章选用具有较强选择性和吸附性的13X沸石和活性炭作为吸附材料,以人工配置的含氨氮废水模拟实际废水,分别以溶液pH值、吸附时间、初始浓度和投加顺序等作为影响因素,通过实验来系统地考察所选材料对废水中氨氮的去除技术参数。结果表明:所选材料具有较好、较稳定的吸收效果,在其他条件一定的情况下,13X沸石在pH值为中性,吸附时间为40 min时对氨氮的去除率最大,达87.9%。且在相同实验条件下,先投放活性炭再投放沸石去除氨氮的效果较好,比先投放沸石然后投放活性炭的效果高出25%左右。     

苦草(Vallisneriaspiralis)对城市缓流河道黑臭底泥理化性质的影响

以苦草(Vallisneria spiralis)和城市缓流河道黑臭底泥为研究对象采用模拟实验方法,探讨了苦草对城市缓流河道黑臭底泥理化性质的影响.结果表明,苦草可以显著改善城市缓流污染河道底泥氧化还原环境.实验期间表层底泥Eh从-70 mV升高至90 mV;减少致黑物质亚铁的含量,实验组表层底泥降低25%,而对照却升高38%;促进铁、硫的自然循环,防止亚铁、H2S的累积;明显改善底泥黑臭现象,实验组表层底泥第7 d出现约3 mm厚灰黄色氧化层,氧化层随时间推移逐渐增厚,第28 d厚度为11 mm.该氧化层无明显恶臭气味.对照则在实验第14 d出现1 mm氧化层并维持至实验结束,期间恶臭气味未消减;种植苦草可显著提高沉积物致密程度,降低底泥含水率,有效改善表层底泥流动状态,且在段头浜、河湾、人工湿地景观等处不影响防汛等功能,对减少河道底泥冲刷迁移和抑制黑臭物质悬浮具有积极的生态学意义.     

HCI改性沸石和方解石复合覆盖层控制底泥氮磷释放的效果及机理研究

提出了HCl改性沸石和方解石复合覆盖控制底泥氮磷释放的新方法,利用摇床振荡试验和底泥氮磷释放控制模拟试验,设计了5种底泥处理方案,重点针对HCl改性沸石和方解石复合覆盖技术研究了其抑制底泥氮磷释放的效果及机理.结果表明,方解石覆盖层可以较好地抑制底泥磷的释放,而对底泥氨氮释放的抑制效果较差.天然沸石和方解石复合覆盖层不仅可以有效地抑制底泥氨氮的释放,而且可以有效地抑制底泥磷的释放.采用HCl对沸石进行改性,可以提高沸石和方解石复合覆盖层抑制底泥磷释放的效率,模拟期间复合覆盖层对底泥磷释放通量的抑制率由天然沸石的84%提高到HCl改性沸石的91%.采用HCl对沸石进行改性,降低了沸石和方解石复合覆盖系统有效控制底泥氨氮释放的持续时间,与天然沸石相比,相同投加量条件下HCl改性沸石有效控制底泥氨氮释放的持续时间缩短了1/3左右.采用HCl对沸石进行改性增强了复合覆盖系统抑制底泥磷释放效率的机理与HCl改性降低了沸石Na 的交换量并提高了沸石H 的交换量相关.     

HCl改性沸石和方解石复合覆盖层控制底泥氮磷释放的效果及机理研究

提出了HCl改性沸石和方解石复合覆盖控制底泥氮磷释放的新方法,利用摇床振荡试验和底泥氮磷释放控制模拟试验,设计了5种底泥处理方案,重点针对HCl改性沸石和方解石复合覆盖技术研究了其抑制底泥氮磷释放的效果及机理.结果表明,方解石覆盖层可以较好地抑制底泥磷的释放,而对底泥氨氮释放的抑制效果较差.天然沸石和方解石复合覆盖层不仅可以有效地抑制底泥氨氮的释放,而且可以有效地抑制底泥磷的释放.采用HCl对沸石进行改性,可以提高沸石和方解石复合覆盖层抑制底泥磷释放的效率,模拟期间复合覆盖层对底泥磷释放通量的抑制率由天然沸石的84%提高到HCl改性沸石的91%.采用HCl对沸石进行改性,降低了沸石和方解石复合覆盖系统有效控制底泥氨氮释放的持续时间,与天然沸石相比,相同投加量条件下HCl改性沸石有效控制底泥氨氮释放的持续时间缩短了1/3左右.采用HCl对沸石进行改性增强了复合覆盖系统抑制底泥磷释放效率的机理与HCl改性降低了沸石Na⁺的交换量并提高了沸石H⁺的交换量相关.     

城市黑臭河道夏季产甲烷通量研究——以南宁市朝阳溪为例

利用静态箱法测定城市黑臭河道!南宁市朝阳溪夏季产甲烷通量,结果表明朝阳溪是重要的甲烷排放源,夏季甲烷排放通量平均值为12.2mg/(m2·h),上游、中游、下游排放通量变化不显著。利用偏最小二乘法进行相关性分析可得,甲烷通量与温度、化学需氧量、底泥有机碳呈显著正相关,与溶解氧呈显著负相关,与总氮、氨氮、总磷、pH相关性较小。     

湖泊底泥黑臭因子分析及其消除的关键因子调控策略

对安徽省安庆市东大湖和西小湖黑臭底泥进行了特征因子分析,发现酸性缺氧环境下,底泥中致黑臭因子的特征是:从排污口往下游,COD浓度总体下降,ORP值总体上升,TN和TP浓度下降趋势较平缓,对ORP值影响较小;COD一方面通过厌氧代谢直接影响氨氮、硫化物、Fe~(2+)和Mn~(2+)等黑臭生成物的形成,另一方面通过改变ORP值影响这些物质的生成;TN和TP不是引起底泥黑臭的主要原因;距离污染源较远的湖体中,气象、水文、地形等自然因素对ORP值的影响变得明显;严重黑臭的水体中底泥厌氧菌的数量及其分泌的有关酶类活性是底泥黑臭的关键因子。研究表明治理底泥黑臭污染应抑制底泥厌氧菌活动及其相关酶活性,改变沉积物在底泥中的代谢方向。     

低剂量硝酸钙联合低氧曝气对黑臭底泥的修复探究

底泥内源污染是导致黑臭水体"反弹"的主要因素.为防止水体黑臭现象反复,以低剂量硝酸钙为修复剂,联合低氧曝气技术修复底泥,降低因ρ（NO₃--N）剧增而造成的生态风险,并对修复过程中菌群转化规律进行探究.结果表明:①当硝酸钙投加量为底泥质量的1.2%、低氧曝气量为0.05~0.10 m3/h时修复效果最佳,其上覆水中ρ（DO）和ORP分别升至4.08 mg/L和119.9 mV,NH₃-N、TOC（总有机氮）去除率平均值分别达42.5%和84.9%.②底泥中NH₃-N和AVS（酸挥发性硫化物）去除率平均值分别达76.8%和97.4%,投加低剂量硝酸钙不会造成NO₃--N在底泥中长期累积.③高通量测序分析表明,底泥优势菌群在纲水平上由梭菌纲（Clostridia）转变为γ-变形菌纲（Gamma-proteobacteria）,其相对丰度达60.0%,且厌氧菌群被有效抑制;在属水平上出现产黄杆菌属（Rhodanobacter）、硫杆菌属（Thiobacillus）和热单胞菌属（Thermomonas）等脱氮菌群.研究显示,低剂量硝酸钙+低氧曝气技术可有效改善底泥-上覆水体系DO条件,加快系统的脱氮速率,抑制AVS的生成,促进底泥优势菌群转化并降低生态风险.      

黑臭河水治理中碳纤维填料生物膜技术研究

本文利用碳纤维填料生物膜技术对黑臭河水进行治理研究,实验在连续补充黑臭河水,进行曝气条件、无曝气条件、及无任何处理的对照条件下,连续处理30天。实验结果表明:该技术对黑臭河水中的COD,氨氮,总磷,浊度都有非常明显的降解效果。     

基于连续监测的城市内河返黑返臭机制初探:以南宁市二坑溪为例

黑臭水体严重危害城市生态功能,"水十条"的颁布为实现城市黑臭水体的污染整治目标制定了时间表.城市黑臭水体治理过程中,大量治理后的水体出现返黑返臭现象.为研究这一现象的原因,采用多参数水质检测仪和化学分析方法,对治理后返黑返臭的南宁市二坑溪水体进行了24 h连续监测和月度动态监测.结果表明,降雨过程与水体氨氮浓度相关性显著(P0.01),气温与水体氨氮浓度变化趋势正相关(r=0.23,P0.05),与水体透明度变化趋势负相关(r=-0.33,P0.01),显示治理后水体返黑返臭与内源污染物的微生物降解和外源污染物的输入有关.综上,为了防止治理后的城市黑臭水体返黑返臭,应当关注河道底泥等内源污染物及其控制技术,综合采取生态治理手段减少外源污染物输入,才能最终实现城市黑臭水体长效治理.     

石墨烯/TiO_2光催化对黑臭水体治理的研究

对黑臭水体成因及治理方法进行了分析,介绍了石墨烯/TiO_2光催化氧化的原理。对江阴南横沟河一个月的治理效果表明,各项黑臭指标都已有了明显的改善,取得了较好的处理效果,反映出石墨烯/TiO_2光催化氧化技术对于改善黑臭河道水质具有实际的作用。     

微生物菌剂对黑臭水体水质改善及生物多样性修复效果研究

试验分梯度模拟了一种复合微生物菌剂不同投加浓度对黑臭河道物化指标的影响,采用高通量测序技术,着重分析底泥中微生物在菌剂影响下的变化情况。试验结果表明:微生物菌剂的投加浓度为0.5~1 mg/L时对黑臭水体和底泥的处理效果较好,此时上覆水中COD去除率可达87.37%,TN和NH_4~+-N去除率分别达到90.7%和95.24%,水体透明度显著提高,底泥厚度从平均3.7 cm下降到平均2.3 cm,最优投加浓度组底泥中微生物种类主要以乳酸菌、丝状菌为主,生态系统进入良性循环,生物多样性得到初步恢复。     

3种不同填料对城市黑臭水体的修复效果比较

针对中国城市黑臭水体治理工作,为了给黑臭河道治理提供更为可靠的参考依据,在深圳市一段黑臭河道进行中试研究,比较辫带式生物飘带、碳素纤维草和阿科蔓生态基3种不同填料分别对黑臭水体的修复效果。结果表明,3种不同填料均快速挂膜成功,并不同程度提高水体透明度、溶解氧和氧化还原电位,同时降低氨氮浓度。其中碳素纤维草膜上最先出现钟虫等微型动物,水质快速好转,2个月后透明度提高32 cm,溶解氧提高至3.3 mg/L,氧化还原电位远大于-50 m V,氨氮浓度降低明显,效果均优于其它2种填料。实践证明,在同等环境条件下,碳素纤维草通过其特有的高孔隙特征与吸附性能,能快速去除黑臭,可广泛应用于城市黑臭水体治理。