k-C＊模型的人工湿地模拟研究

采用自由表面流人工湿地,对广东省中山市某小区对应段的河涌进行生态修复改造。基于k-C＊模型的计算结果表明,在对现有河涌的面积的利用下,TP和NH4＋-N的去除效果受到限制。采用多因素正交实验对模型的计算结果进行实验验证和分析,研究了4种植物、4种基质,分别在2、4、6和8 d水力停留时间（HRT）下对TP和NH4＋-N的去除效果,得到影响TP和NH4＋-N去除效果的因素主次顺序分别为基质→植物→HRT和基质→HRT→植物;各因素的最佳水平条件分别为：风车草、颗粒活性炭、4 d（HRT）。在最佳水平条件下进行实验,结果表明,TP和NH4＋-N的浓度均可达到出水排放标准浓度指标。k-C＊模型的计算值总是比实验值偏高,但两者之间的误差在一个数量级范围内。     

改进型波形潜流人工湿地处理猪场废水

提出了一种改进型波形潜流人工湿地(improved wavy subsurface flow constructed wetland,IW-SFCW)并研究了该湿地系统在5个水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)(2、3、4、6和8 d)下对猪场废水的处理效果。结果表明,该湿地系统对猪场废水中各污染物有较好的去除效果。在水力停留时间为4 d,进水COD、TN、NH4+-N和TP浓度分别为511、120、110和10 mg/L左右时,该湿地系统对COD、TN、NH4+-N和TP的去除率分别为86.0%、54.4%、70.1%和91.6%。此外,该湿地系统对废水中COD、TP的去除效率随水力停留时间的延长逐渐提高,在HRT=8 d时去除效果最好,去除率分别达到92.7%和96.8%;但对TN、NH4+-N的去除率却随水力停留时间的延长出现先上升后下降的趋势,在HRT=4 d时去除率最高,分别为54.4%和70.1%。     

无植物潜流人工湿地基质床污染物去除性能研究

采用单一基质页岩和页岩、陶粒组合基质进行无植物潜流人工湿地基质床的水质净化实验,比较不同基质设置对COD、TN、NH+-N、TP、溶解性总磷(TDP)和溶解性正磷酸盐(SRP)去除效果的影响.结果表明,在相同进水水质,水力负荷为480mm/d的运行条件下,以单一页岩为基质的无植物潜流人工湿地基质床的COD、TN、NH4+-N、TP、TDP、SRP去除效果均略优于填充页岩和陶粒组合基质的基质床.总体来看,基质对湿地系统中各污染物去除的贡献均不是非常显著,并且不能保证长期稳定的运行效果.沿程去除结果表明,无植物潜流人工湿地基质床对COD、NH+-N、TP的去除主要发生在进水后沿程的0～90 cm距离内.水力负荷和基质设置均可能影响基质床的污染物去除效果,以基质选择为目的的批量吸附实验结果不能完全反映基质床的全面去污性能.     

不同因素对人工湿地基质脱氮除磷效果的影响

在人工配制的污水中投入一定量的基质,不同条件下振荡培养,评价沸石、炉渣和陶瓷滤料3种基质在不同因素影响下对氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)的吸附能力。结果表明,不同吸附时间时,沸石对NH4+-N的吸附效果最好,陶瓷滤料对TP的吸附效果最好;进水浓度对沸石吸附NH4+-N的影响较大,其吸附量随进水浓度的增大而增大,进水浓度对炉渣和陶瓷滤料吸附NH4+-N及炉渣吸附TP影响不大;3种基质对NH4+-N和TP的吸附量均是随吸附剂量的增加而降低,要达到较好的去污效果,应根据实验结果考虑基质投入量;pH值对沸石吸附NH4+-N影响显著,pH值6～7范围内吸附效果最好,pH值8～12的碱性条件有利于基质对TP的吸附。     

低温条件下生态槽深度处理农村生活污水的日变化特性

针对农村生活污水处理设施出水水质偏高污染环境的现状,构建了以水生植物为主体的生态槽深度处理农村生活污水,研究了低温条件下生态槽深度处理生活污水过程中DO、pH、COD、NH4+-N、TP等指标的日变化特性。结果表明,生活污水COD为37.67～60.23 mg/L、NH4+-N为13.66～16.76 mg/L、TP为1.32～1.78 mg/L、水温为9～11℃,HRT为5 d时,生态槽出水COD、NH4+-N和TP平均为21.07 mg/L、0.99 mg/L和0.19 mg/L,均可达《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)之Ⅳ类水标准。各级生态槽内DO浓度夜间低于昼间。夜间植物对NH4+-N和TP具有较强的吸收作用,平均去除率分别达94.83%和89.87%;而TN去除效果稍差,平均去除率为59.9%。     

植物配置对表层流湿地净化效果的影响研究

以郑州市贾鲁河河水为处理对象,研究了不同植物配置表层流湿地的水质净化效果及影响因素。研究表明,单纯挺水植物湿地对TN、TP、NH4+-N和COD的平均去除率分别为28%、58%、49%和26%;采用沉水植物+浮叶植物+挺水植物组合的湿地对TN、TP、NH4+-N和COD的平均去除率分别为37%、64%、63%和32%,在对NH4+-N和TN的处理效果上表现出明显的优势,DO含量变化是导致处理效果差异的主要原因。研究结果表明,在湿地植物配置上,可从氮循环的角度,通过合理搭配湿地植物,强化硝化反硝化作用,以提高对氮素的去除效果。     

循环水养殖系统水质变化特征的中试研究

采用循环水养殖系统进行虹鳟、鲟鱼和鲢鱼的阶梯养殖中试研究,在不更换新鲜水的情况下,系统连续运行30天,分析其中COD、NH4+-N和TP的变化特征。结果表明,在相同养殖密度情况下,养殖虹鳟鱼使循环水COD、NH4+-N和TP浓度分别增加26.6%、45.7%和37.4%,养殖鲟鱼使COD、NH4+-N和TP浓度分别增加16.0%、21.6%和14.4%,生化池对COD、NH4+-N和TP的去除率分别为39.8%、50.0%和1.9%。系统还加入了鲢鱼养殖单元和配置水生植物的沉淀池,增加了系统对污染物的去除效果。实验自第21天起向沉淀池投加壳聚糖,使循环水浊度降低了46.6%,色度降低了38.0%。经过30 d的连续运行,除TP指标外,COD和NH4+-N浓度仍满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中地表水Ⅲ类功能区用水标准。     

人工湿地净化造纸废水尾水及优势植物筛选

通过象草、灯芯草、水葱、风车草4种植物人工湿地系统对造纸废水的处理,探讨了湿地系统对COD、NH+4-N和TP的去除能力,考察了湿地植物的净化作用与效果。结果表明,植物的引入能显著提高湿地系统对造纸废水的处理效果;植物人工湿地系统中COD、NH+4-N和TP去除率均随水力停留时间的延长而增加;4种植物人工湿地系统对COD去除效果均较好,其中水葱湿地系统最佳,COD去除率可达98%以上;水葱和灯芯草湿地系统对NH+4-N和TP的去除效果较好,其去除率分别可达85%和80%以上。综合比较4种植物的综合净化能力,水葱和风车草最好,灯芯草次之,象草最差,水葱和风车草是人工湿地处理造纸废水的适宜选择。     

容积负荷对厌氧氨氧化反应器运行影响的研究

采用1套有效容积为3 L的厌氧复合床作为厌氧氨氧化反应器,用提高进水基质浓度和缩短反应器水力停留时间2种方式提高反应器的容积负荷,进而研究反应器最佳的进水浓度和水力停留时间。结果表明,在HRT为24 h的条件下,反应器最佳进水浓度NH4+-N与NO2--N在110 mg/L左右;通过调节HRT发现,当HRT大于8 h时,NH4+-N与NO2--N的去除率都在80%以上。     

不同SRT条件下曝气池临界DO的比较研究

为了优化污水处理厂中不同SRT条件下曝气池DO值,对不同DO条件下COD和NH+4-N去除规律进行了研究和探讨,得到了出水刚好满足一级A排放标准的最小DO浓度,并将该DO值定义为曝气池的临界DO值。实验结果表明,活性污泥系统具有较强的COD去除能力,不同SRT在不同DO条件下的COD平均去除率均在85%以上,说明COD的去除效果基本不受DO浓度的影响;而DO浓度对NH+4-N的去除效果有较大的影响,随着SRT的增大,NH+4-N的去除效果逐渐变好,低DO浓度对NH+4-N去除的负面效应也逐渐减弱。以出水NH+4-N达到一级A排放标准为目标,SRT为10、17.5、25和35 d时的临界DO值分别为1.5、0.8和0.3 mg·L-1。最终通过拟合,得到了临界DO值与SRT关系的经验公式。     

可渗透反应墙技术的水质净化特性

通过中试研究考察了可渗透反应墙(PRB)技术的动态水质净化特性。结果表明:(1)在动态条件下,PRB中试系统中COD、NH4+-N、NO3--N、TN、TP去除率随水力停留时间(HRT)的延长而增加。当HRT为7.00h时,COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别为59.4%、26.9%、76.6%、62.2%、82.0%。HRT的延长使难生物降解的有机物也得到部分降解,PRB中试系统中铁屑及新生态的[H]、铁离子的氧化还原作用可以大幅度提高水的可生化性。(2)PRB技术对COD、NH4+-N、TN、TP的去除主要发生在反应区前半段,而且PRB中试系统中COD、NH4+-N、TN、TP沿程的变化情况可用指数方程来描述,动态模型预测曲线拟合较好。同时,对于实际PRB技术工程,PRB技术选择适当的反应介质及介质配比是关键环节。     

竹制填料生物接触氧化工艺处理污染河水

针对受污染的湖溪河水质特征,以传统弹性塑料填料做对比,研究以竹球和竹丝为填料的生物接触氧化工艺,考察填料的挂膜时间、生物量和污水处理效果;确定连续曝气和间歇曝气时反应器的最优运行工况：连续曝气时为HRT：7．5h,DO=3mg／L;间歇曝气时为厌氧1．2h、好氧6．3h交替运行。实验结果表明,与弹性塑料填料相比,竹制填料挂膜速度快,竹球填料的水处理效果最好;连续曝气最优工况下竹球填料反应器中COD、TN、NH3-N和TP的平均去除率分别为66．7％、47．9％、57．1％和30．6％;间歇曝气最优工况下竹球填料反应器中COD、TN、NH3-N和TP的平均去除率分别64．08％、39．95％、60．7％和54．68％;竹制填料可替代传统的塑料填料作为生物接触氧化工艺的载体填料。     

改良型一体化氧化沟工艺在低碳源条件下脱氮除磷

针对在低碳源条件下脱氮除磷效果不佳,将倒置A2/O工艺的思想运用于一体化氧化沟工艺中,构建一种新型污水处理系统,即改良型一体化氧化沟工艺。实验考查了系统在低碳源条件下的脱氮除磷能力;结果表明:当缺氧区进水分配比r=0.8,泥龄SRT=10 d,好氧区水力停留时间HRT=12 h时,该系统对COD、NH4+-N和TP的去除率分别达70.8%、89.3%和72.1%,出水NOx--N为1.65 mg/L,同时处理效果稳定,出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准的要求。     

生物膜反应器中低氨氮浓度废水的亚硝化

在连续流生物膜反应器中通过控制DO、pH和HRT,对低氨氮浓度废水进行了亚硝化的实验研究。结果表明,在进水氨氮浓度为35～45 mg/L,温度为34℃的情况下,当DO=1.4～1.5 mg/L,pH=8.3,HRT=6 h时,氨氮的去除率与亚硝态氮的积累率均可达到80%左右,实现了较好的氨氮降解及稳定的亚硝态氮的积累。     

无砾石微孔管地下渗滤系统处理生活污水的中试研究

进行了无砾石微孔管地下渗滤系统处理生活污水的中试研究。基于不同土壤、不同管径、不同植物的协同效应,对比研究了不同系统处理污水中有机物、氮、磷和SS的去除效果及其影响因素。结果表明,不同土壤、不同管径及不同植物组成的系统,对生活污水中有机物、氮、磷和SS的去除效果差别较大。中试系统对COD、总磷、氨氮、总氮和SS的最佳去除率分别达到86.13%、90.20%、61.24%、65.49%和97.43%,对应的出水COD、总磷、氨氮、总氮和SS的平均浓度分别为64.29、0.69、22.13、26.19和5.56 mg/L。分析表明,进水SS浓度过高、外界温度下降等共同作用是导致系统对生活污水中NH4+-N和TN的去除率相对较低的主要原因。     

2种人工湿地的水力停留时间及净化效果

以复合垂直流人工湿地(IVCW)和水平潜流人工湿地(HSCW)为研究对象,研究了2种湿地运行的季节性最佳水力停留时间(HRT)参数,并监测了2种湿地在最佳HRT参数下运行时对污水的净化效果。结果显示:(1)在IVCW中,最佳HRT在春、秋季为8～10 h;夏季为6 h;冬季为12 h。在HSCW中,最佳HRT在春、秋季为10～12 h;夏季为6～8h;冬季为24～36 h。(2)2种湿地对COD的去除率均无显著的季节性差异;湿地进水中NH4+-N/TN比值与TN去除率显著负相关;不同季节下IVCW对TN的去除效果均高于HSCW。(3)水温对TN、TP去除率的影响在IVCW中比HSCW中的明显;水温高时,2种湿地中的TN去除率较高,IVCW中的TP去除率也较高,但HSCW中的TP去除率则较低,它们间均未达到显著的相关性。     

曝气浸没固定生物膜反应器处理化粪池出水

研究了以丝瓜络作为生物膜载体的曝气浸没固定生物膜反应器在处理化粪池出水时的可行性以及运行性能。结果表明,丝瓜络生物膜反应器可以在2周内成功启动;水力停留时间(HRT)对COD和氨氮的去除效果有显著影响,在水力停留时间为4 h的条件下,系统对COD和氨氮的去除率分别达到了78.5%和96.4%。另外,系统有较强抗有机污染物冲击负荷的能力,当COD和氨氮的进水浓度分别为59.3 mg/L和15.9 mg/L时,系统对有机污染物的去除效果较佳,去除率分别达到了80.0%和98.9%。     

河水受百年一遇大旱后城市降雨径流的污染与治理

2009年入秋至2010年春,中国西南地区发生了百年一遇的特大旱灾。为探讨河水受百年一遇大旱后降雨径流污染的状况,对昆明典型交通干道路面的降雨径流和河水水质进行了监测,分析了大旱后降雨径流污染的严重性和对河水水质的影响,并考察了曝气塘—浮石床水平潜流人工湿地复合系统处理大旱后由城市降雨径流污染导致的重污染河水的效能。结果表明,大旱后的前3场降雨径流污染程度较正常雨季降雨径流污染程度严重,SS、COD、TN及TP浓度平均高出1.3倍。大旱后的前3场降雨径流溢流会对河流造成严重污染。该复合系统在塘调蓄—循环处理运行工况下能有效处理大旱后的重污染河水,对SS、COD、TP、TN和NH4+-N的平均去除率分别为98%、90%、96%、60%和90%,出水均达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。