北方景观水体中生态浮床的植物筛选与水质净化效果

以千屈菜(Lythrum salicaria L.)、黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)、鸢尾(Iris tectorum Maxim.)3种植物为对象,研究了北京市朝阳区景观水体中生态浮床的植物筛选与水质净化效果.结果显示,千屈菜、黄菖蒲、鸢尾均生长迅速,且千屈菜表现最佳;移栽4个月后,3种植物的生物量分别较初始增加了15.9、8.5和13.1倍,达到945.5、489.2和585.0 g/m2.千屈菜对水体氮、磷的吸收去除能力显著(P<0.001)高于黄菖蒲和鸢尾,其总氮、总磷吸收量分别为黄菖蒲的2.2倍和2.3倍,为鸢尾的2.1倍和1.9倍.生态浮床的水质净化效果总体良好,运行60 d后,水体总氮、总磷浓度分别从16.28和0.27 mg/L降低至5.70和0.18 mg/L,二者去除率分别为65.0%和35.0%.研究表明,千屈菜、黄菖蒲、鸢尾在营造景观和净化水质方面协同作用良好,其中千屈菜表现尤为突出,可作为北方地区生态浮床的首选植物.     

竹丝生物膜反应器修复校园景观水体的实验研究

以竹丝作为填料而组建的接触氧化生物膜工艺对校园景观水体进行易位修复,通过设置5个不同工况以探明竹丝载体在修复轻度污染水体的特性,研究表明:当进水CODMn、氨氮和浊度分别为7.79~24.32 mg/L、1.36~11 mg/L和0.63~33.11 NTU的情况下,其去除率分别为10.57%~74.34%、-83.33%~57.55%和20.01%~100%,不同的运行工况对修复效果的影响不显著;系统在启动后的8 d内即可形成丰富成熟的生物相,而且竹丝上的细菌主要以短杆菌为主;竹丝生物膜反应器修复后的景观水体中的活细菌数量可减少1个数量级。竹丝上的亲水性基团和良好的生物亲和性以及从竹丝上脱落下来的零散竹丝纤维是竹丝填料生物膜快速形成的基础,宏观和微观"网捕"结构是该系统能在极短时间实现高效去除浊度、有机物和细菌等高分子物质的主要原因。     

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。     

受污染景观水体的生物修复

应用生物刺激剂BIOE1对受污染的人工景观池水进行生物修复试验。现场试验的结果表明,生物刺激剂BIOE1能有效地对受污染的景观池水进行生物修复,处理后的池水清澈,水体中的溶解氧浓度显著提高,CODCr、氨氮、总磷和浊度的去除率分别为68%、93%、75%和83%。所用生物刺激剂不含外来微生物,对人体和鱼类无毒性。     

受污染景观水体的生物修复

应用生物刺激剂BIO-E1对受污染的人工景观池水进行生物修复试验。现场试验的结果表明，生物刺激剂BIO-E1能有效地对受污染的景观池水进行生物修复，处理后的池水清澈，水体中的溶解氧浓度显著提高，CODcr、氨氮、总磷和浊度的去除率分别为68％、93％、75％和83％．所用生物刺激剂不含外来微生物，对人体和鱼类无毒性。     

生物栅处理受污景观水体效果及机制研究

以植物、微生物为生物处理要素构建生物栅,处理污染的景观水体.选用的水生植物黄花美人蕉(Canna indica)的二级、三级根系与作为微生物载体的组合填料交织成强大的网状结构,起到固定植物、微生物附着载体及为生态系统提供氧气的作用,同时在生物栅装置运行的前期(约2 h)对污染物起到网捕、吸附作用.由网捕、吸附作用对TN、TP、NH4 -N的去除率分别为7.2%、12.5%和10.3%,对胶体态UV254的去除率为89.6%.在不进行人工曝气的条件下,生物栅主要处于微氧状态,DO维持在1.40～1.50 mg/L.生物栅的微氧状态有利于总有机碳(TOC)的去除(去除率为52.2%),特别是难降解有机物的去除(溶解态UV254去除率为27.9%),这对处理含有一定量难降解有机物的景观水体具有重要意义.由于生物栅的微氧状态及生物膜的DO浓度梯度的存在,使得微生境存在好氧、缺氧和厌氧的不同含氧状态,因而生物栅同时具有硝化、反硝化作用,并有一定的除磷效果.在水力停留时间(HRT)为72 h时,生物栅对TOC、COD、TN和TP的去除率分别为52.2%、57.6%、60.9%和82.4%.     

微纳米曝气技术对城市景观水体修复的影响

以微纳米曝气为主要曝气方式,鼓风微孔曝气方式作对比,处理广西大学东校园景观湖湖水,考察微纳米曝气方式在污染景观水体中氧传质系数变化及其对污染物的去除效果。结果表明,对污染景观水体曝气过程中,微纳米曝气氧总体积传质系数高于鼓风微孔曝气,且与景观水的污染程度成负相关。微纳米曝气具有很好的氧传递性,平均气含率为1.09%。该曝气法对污染景观水体中多种污染物有良好的去除效果,实验结束时,微纳米曝气对化学需氧量(COD)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)和总氮(TN)的去除率分别为67.59%、17.30%、70.20%和66.75%,水体中叶绿素a上升了14.03%,是一种有效改善景观水体水质的曝气方式。     

香蒲修复城市污染缓流水体研究

在众多的水污染修复技术中,植物修复是一种非常有潜力的“绿色”处理技术.选择适合当地生境且具有良好净化效果的植物是开展植物修复的基础,选择当地常见挺水植物——香蒲用以研究对污染缓流水体的修复效果.结果表明,河南省利用香蒲修复污染缓流水体时,要避免移栽过程中温度过低、日照时数少导致植物萎缩和死亡,注意温度和日照时数等气象参数对植物生长的影响.香蒲对高锰酸盐指数和TP的去除率较高,而对TN的去除率较低.香蒲植株个体大小会对TN的去除产生差异,但对高锰酸盐指数和TP影响较小.建议河南省可用香蒲净化有机耗氧型污染水体或者由磷引起的富营养化水体.     

水生植物生态修复重金属污染水体研究进展

综述了挺水植物、漂浮植物、浮叶植物、沉水植物等4种水生植物在生态修复重金属污染水体领域的进展,重点阐述了水生植物对重金属的蓄积效果以及生态修复的影响因素,总结了水生植物生态修复的适用范围和不足,并简要介绍了水体中的重金属通过水生植物进入食物网的生态过程,最后展望了提升水生植物蓄积重金属能力的研究方向。     

富营养化水体的水芹菜浮床栽培试验

通过水面浮床栽培试验,研究了水培水芹菜(Oenanthe javanica)植株的生长特征、生物量的解析结构,以及水芹菜在富营养化水体中对氮、磷的吸收,水芹植株的平均鲜量为85.22 g,其中水上部分占82%,水下部分占18%,生物量分布主要集中在水上部分.其对N 、P的直接吸收分别可以达到43.63～67.46 kg/(hm2·a)和9.828～10.29 kg/(hm2·a).结果表明,水芹是一种适合在低温的情况下进行水培的植物,并对富营养化水体有良好的净化效果.     

沸石曝气生物滤池预处理微污染水源水中氨氮的研究

利用沸石曝气生物滤池预处理微污染水源水中的氨氮,研究了沸石的静态吸附性能以及不同运行参数对处理效果的影响.结果表明:(1)沸石具有快速吸附,缓慢平衡的特点.采用氨氮质量浓度为5.00 mg/L的使用溶液进行静态吸附实验,当吸附时间为30 min时,氨氮质量浓度为0.66 mg/L,去除率为86.8%,之后氨氮浓度和去除率基本保持不变.(2)水力负荷对氨氮的去除率影响不大,随着水力负荷的升高,氨氮去除率总体呈小幅度下降趋势.当水力负荷由0.4 m~3/(m~2·h)提高到1.3m~3/(m~2·h)时,氨氮平均去除率降低了13.2%.(3)在实验范围内,随着气水比的增大,氨氮平均去除率略有上升.当气水比为0.5(体积比,下同)、1.0、1.5时,氨氮平均去除率分别为81.8%、85.3%、86.7%.(4)氨氮去除主要发生在填料层200～600 mm处,600mm处的氨氮去除率已经达到89.7%,占总去除率的96.9%,而600 mm处后的氨氮浓度趋于平缓,去除率变化很小.     

生物沸石滤池处理富营养化水体的挂膜实验

采用上向流生物沸石滤池处理富营养化水体,考察了挂膜阶段(前30 d)滤池对浊度、COD和TP等的去除效果,重点研究了系统中各形态氮素(NH4+-N、NO2--N、NO3--N和TN)的变化情况。结果表明,对于富营养化水体,生物沸石滤池对浊度、COD和TP的去除率分别约为80%、30%和24%;出水NH4+-N始终保持在0.5 mg/L以下,去除率在90%以上;NO2--N出现峰值(4.98 mg/L,第9 d),第13 d后即一直低于进水值;实验后期出水NO3--N与进水NH4+-N变化趋势基本一致,表明硝化生物膜已成熟,原位再生可行;生物沸石床内可能存在同步硝化反硝化现象。出水NO2-N浓度低于进水可作为生物沸石挂膜成功的一个标志。     

复合塔式生态滤池中氮素迁移转化

构建复合塔式生态滤池进行污水处理实验,对含氮污水通过系统各处理单元前后4种氮形态变化和浓度分布进行探讨。比较各单元进出水水质变化,研究各单元总氮和硝氮的去除效果以及对系统总去除率的贡献。结合装置构造特点,系统分析了氮素在复合塔式生态滤池中的迁移转化规律及除氮机制,并创新性应用δ15N-NO3-方法加以佐证。研究结果表明,复合塔式生态滤池工艺对总氮和硝氮均有很好的去除作用,实验污水中氮污染以硝氮为主,总氮去除主要取决于硝氮的去除;复合塔式生态滤池中硝化-反硝化交替作用明显,为不同形态氮的相关转化以及氮的去除创造了优越的条件。     

净水厂滤池反冲洗水回用的贾第鞭毛虫和隐孢子虫的泄漏问题研究

采用美国EPA1623方法,研究滤池反冲洗水回用的贾第鞭毛虫和隐孢子虫泄漏问题.通过检测某水厂原水、出厂水和滤池反冲洗水中贾第鞭毛虫和隐孢子虫数量,表明该厂水源未受到贾第鞭毛虫和隐孢子虫的污染,但输送过程易造成水质的污染.滤池反冲洗水中只检出贾第鞭毛虫,出厂水中未检出贾第鞭毛虫和隐孢子虫,说明该厂滤池反冲洗水直接回用未造成＂两虫＂泄漏问题.     

温度对高负荷生态滤床处理东营市河道水的影响

采用生态滤床对东营市高氯(咸水)河道水进行处理研究,水力负荷控制为5~7 m3/(m2·h)(高出国家标准近5倍),探究不同温度对高负荷生态滤床污染物去除效率的影响。研究结果表明,水温在4~32℃范围内,温度对生态滤床COD、NH4+-N和TP去除率影响较少,污染物去除率较高,验证了势能增氧生态滤床在高氯条件下良好的净化效果。但温度对进水TN浓度影响较大,导致生态滤床对TN去除效果不稳定,推断主要原因是,溶解氧浓度较高和碳源供应不足抑制了反硝化细菌的反硝化反应。     

净水厂滤池反冲洗水回用的贾第鞭毛虫和隐孢子虫的泄漏问题研究

采用美国EPA1623方法,研究滤池反冲洗水回用的贾第鞭毛虫和隐孢子虫泄漏问题.通过检测某水厂原水、出厂水和滤池反冲洗水中贾第鞭毛虫和隐孢子虫数量,表明该厂水源未受到贾第鞭毛虫和隐孢子虫的污染,但输送过程易造成水质的污染.滤池反冲洗水中只检出贾第鞭毛虫,出厂水中未检出贾第鞭毛虫和隐孢子虫,说明该厂滤池反冲洗水直接回用未造成"两虫"泄漏问题.     

叠式曝气生物滤池在给水预处理中的挂膜启动

针对低污染原水进行叠式曝气生物滤池的自然挂膜启动实验。在HRT为20～30 min,温度为28～33℃,气水比为0.5,滤速为12.5 m/h的条件下,研究分析叠式曝气生物滤池在自然挂膜启动过程中各项水质指标的变化情况与生物膜生长之间的相互关系,判断挂膜启动的进程。结果表明,在南方夏季,叠式曝气生物滤池能够进行快速启动,经过7 d左右自然挂膜启动完成,对CODMn的平均去除率为33%,对氨氮的平均去除率达到85.5%,对亚硝酸盐氮的去除率为82.9%。     

轻质滤料生物滤池对微污染原水的中试研究

以微污染东江水作为实验原水进行了对轻质滤料生物滤池对主要污染物的处理效果、反冲洗对处理效果的影响以及能耗等方面的中试研究。结果表明,轻质滤料生物滤池工艺可以明显地改善原水水质。对于本实验原水而言,轻质滤料生物滤池对浊度、CODMn和氨氮的平均去除率分别为43%、28%和76%。反冲洗对CODMn的去除效果影响较大,反冲后1 h去除率约为7%,大致需要12 h恢复至反冲前水平的25%;对氨氮的去除效果影响较小,约4 h就能恢复至反冲前水平。同时,由于轻质滤料生物滤池特殊的滤料和反冲洗方式,能耗较小,运行管理简单。     

我国南部地区城市水生态环境问题解析及综合整治对策：以深圳市为例

从水环境质量、水资源和水生态 (“三水”) 的角度对我国南部地区城市水生态环境进行了现状调研与问题解析,结果表明：该区域内城市普遍存在管网建设滞后的问题,近五成的城市排水管网密度低于全国平均水平;40%的城市污水处理厂运行负荷落后于全国平均水平;工业污染源以电子、汽车制造、化工和有色金属等重污染行业为主;区域内城市季节性面源污染严重;四分之一的城市属于重度缺水,水量型与水质型缺水并存以及水生态功能脆弱等。结合国家和城市相关规划要求,以深圳市为例构建水环境目标,并采用系统动力学模型对其水环境进行了模拟预测,分析了不同方案策略下目标的可达性。以此得出具体的分阶段治理措施：近期阶段 (到2025年) 重点进行控源减排、加大管网建设力度、污水处理厂提质增效、重污染企业产业升级和清洁生产、加强海绵城市的建设、构建节水型城市,并进行水生态的治理;中期阶段 (到2030年) 在控源减排的基础上重点进行水资源合理利用、建成完整的节水型城市体系、修复水生态系统;远期阶段 (到2035年) 重点进行水生态恢复,通过增加生物多样性等措施提高城市水生态系统功能。本研究可为南部地区同类城市解决水生态环境问题提供参考。