多元组合系统净化富营养化水体的示范工程

杭州西湖上游龙泓涧受到周边茶园面源污染,水体出现严重的富营养化,为解决此问题,基于生物净化技术与工程措施相结合的思想,开展景观水体的净化处理示范工程研究。该工程根据河道特点,将生态廊道,生物沸石和生态浮床3种技术组合,对水体进行多重净化作用,水质得到了明显的改善。多级生态廊道可相对延长水流的流程,尽量减少死水区和短流。生物沸石本身具有物理截留和吸附作用,表面形成的生物膜对富营养化水体中的污染物能保持长效和稳定的去除作用。以陶粒为载体,悬挂立体弹性填料的多层次立体生态浮床通过植物和微生物的共同作用对水体进行生态修复。结果表明,该工程净化效果良好,对水体中的COD、TP、TN、NH_4~+-N、NO_3~--N的平均去除率分别为24%、46.24%、31%、24.43%、13.42%,达到示范工程的预期目标,并且夏季的处理效果高于冬季,该技术具有一定的应用前景。     

5种水培植物对富营养化水体的净化能力

为了研究水培植物对富营养化水体的净化能力,将莴笋(Lactuca sativa var.angustata)、空心菜(Ipomoeaaquatica)、番茄(Lycopersicon esculentum)、生菜(Lactuca sativa var.ramosa)和黄瓜(Cucumis sativus)5种蔬菜放置于富营养化水体中培养,定期测定水体中总氮和总磷含量的变化。实验结果表明,水培莴笋、空心菜、番茄、生菜和黄瓜对富营养化水体中总氮的去除率分别为66.45%、91.28%、93.74%、93.04%和90.11%;对总磷的去除率分别为96.44%、97.48%、85.62%、88.08%和90.97%。比较5种水培蔬菜单位鲜重的总氮和总磷去除能力,结果表明,生菜的总氮和总磷去除能力最强,分别为0.69 mg/(L.g FW)和0.06 mg/(L.g FW),可作为净化富营养化水体优先选择的植物物种。     

水力负荷对人工湿地修复富营养化景观水体效果的影响

水力负荷对湿地的去污效果有直接影响,但目前的研究一般限于去除率方面,缺少对污染物去除总量影响的研究。为综合考察水力负荷对人工湿地修复富营养化景观水体效果的影响,以某会议中心富营养化景观水体生态修复工程中的2#人工湿地为研究对象,研究了其在水力负荷分别为1.03、1.37m/d时的水质净化效果。结果表明:当水力负荷由1.03m/d提高到1.37m/d时,2#人工湿地仍具有较好的COD、TN和TP去除效果;COD和TN的总平均去除率略有下降,但水力负荷为1.37m/d时的COD和TN总平均去除量比水力负荷为1.03m/d时总平均去除量分别高28.29%和20.96%,对COD和TN总量的控制效果显著;TP的去除受水力负荷的影响较小,在两种水力负荷条件下均具有较高的去除率。     

重庆冬季水芹浮床对富营养化水体的修复

结合重庆地区冬季水体富营养化现状和水芹生长特性,通过水芹构建了生态浮床,实验观察了不同密度、不同基质水芹浮床在冬季低温条件下对富营养化水体的净化效果。研究表明,在9.5~10.5℃下,水芹浮床对富营养化水体有较好的净化效果,总氮(TN)、总磷(TP)和叶绿素a的平均去除率分别为78.8%、86.0%和67.8%。水芹浮床对TP去除效果与密度有关,密度越大效果越好。不同基质水芹浮床对TN的去除有较好的促进作用,陶粒基质的去除效果优于黄砂基质对TN的去除效果。水芹浮床的溶解氧(DO)呈现先下降后上升的趋势,范围在5.5~10.1 mg/L。     

不同季节大型生态净化工程对原水氮素净化效果

为了分析大型生态净化工程在不同季节对水体氮素削减效果,对中国目前规模最大的饮用水源地生态净化工程——盐龙湖进行了研究。原水经生态净化工程后,氮素含量下降明显,春夏秋冬四季NH+4-N去除率分别为:69%、88%、80%和74%;TN去除率分别为25%、78%、60%和27%。各处理单元在不同季节削氮效果都发挥着重要作用,其中挺水植物净化区和沉水植物净化区是整个生态净化工程的核心单元,加强对水生植物的管理,是提升氮素去除率的关键。     

多级生态库塘对低污染水体的净化

为分析多级生态库塘对入洱海低污染水体的净化效果,以大理市上鸡邑村新建多级串并联库塘为研究对象,跟踪监测了库塘各单元进出口水体中总氮(TN)、氨氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)变化情况,并对库塘净化效果进行分析。结果表明:多级串并联生态库塘对水体中TN、NH_4~+-N、TP的去除率分别达30.98%～54.96%、54.11%～64.17%、27.11%～47.83%,净化效果较好。库塘对低污染水氮磷去除效果在不同单元和季节存在差异,各净化单元中,稳定塘对水体净化效果最不理想,对水体中TN、NH_4~+-N、TP去除率分别为2.88%、-17.50%、-16.83%。库塘旱季对水体中氮磷净化效果优于雨季,对水体中TN、NH_4~+-N、TP平均去除率分别为46.23%、84.43%、38.61%,均高于雨季。     

天然沸石处理富营养化水的生物基作用研究

采用实验室模拟封闭池塘水体的方法研究了天然沸石处理富营养化水的机理与方法,采用电镜等手段观察和研究了沸石生物膜的形态。结果表明,天然沸石是一种良好的生物基材料,具备生物膜功能的沸石对富营养化池塘水中的NH₃-N和COD能保持长效和稳定的去除作用,两者的去除率分别为85%～88%和64%～73%。对磷的去除以吸附为主,去除率可达27%,吸附饱和后沸石失去除磷效果。天然沸石的吸附、离子交换和生物作用,能形成一个完整和谐的吸收消化系统,使天然沸石始终处于吸附未饱和状态,是沸石去除NH₃-N和COD的重要机理。天然沸石来源广泛,价格不高,在富营养化池塘水净化中,具有效果持久、无二次污染和不影响水体景观的特点,在提高和改善水质的同时,对增强水生态系统的自净能力有利,是一种安全和纯生态的处理方法。     

3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果研究

研究了风车草(Cyperus alternifolius)、菖蒲(Acorus calamus)和富贵竹(Dracaena sanderiana)3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果,试验共持续35 d。结果表明,在水温24～30℃条件下,风车草和菖蒲生长良好,生物量大,而富贵竹生长较差,生物量增加少;3种植物对NH_4~+-N的去除率分别为76.8%、85.5%和53.6%,对TN的去除率分别为69.1%、66.2%和54.4%,对TP的去除率分别为76.9%、84.6%和61.5%,对PO_4~(3-)-的去除率分别为91.7%、91.7%和75%,对真实色度有明显的去除效果;3种植物对氮磷和真实色度去除效果与对照之间均达到显著差异(P0.05),自然沉淀是浊度去除的主要原因,植物吸收同化作用是NH_4~+-N去除的主要途径,植物吸收是溶解性磷去除的主要途径。试验表明,风车草和菖蒲对富营养化水体中氮磷和真实色度有较好的去除效果,可作为富营养化水体治理的优良物种而推广使用。     

网络版论文摘要

富营养化景观水体生物修复试验研究潘涌璋　张　娜　叶林顺　李秀玉(暨南大学环境工程系 ,广东广州 5 1 0 6 32 )应用生物刺激剂 BIO- E1和生物除藻剂 BIO- FA对富营养化人工景观池水进行生物修复试验。实验结果表明 ,所采用的两种制剂均能显著地降低水中的 CODCr、氨氮、总磷和浊度 ,其中以氨氮的去除效果最好 ,去除率大于 90 %。现场试验的结果表明 ,生物刺激剂 BIO- E1能有效地对富营养化景观池水进行生物修复 ,处理后的池水清澈 ,CODCr、氨氮、总磷和浊度的去除率分别为 6 7%、89%、74 %和 85 %。关键词 :生物修复 ,生物刺激剂…     

"生态浮岛+"对黑臭水体的净化效果与机制研究

传统生态浮岛在水质净化处理时存在浮水植物吸收污染物能力有限,深水处理效果不佳等问题。针对上述局限性,尝试将生态浮岛、活性炭纤维组件和曝气组件进行自由组合,形成"生态浮岛+"装置并用于黑臭水体净化处理。经过22d的处理,基于生态浮岛+活性炭纤维+曝气的"生态浮岛+"全组合装置对COD、TN和TP的去除率分别达到83.9%、50.2%和26.4%,而传统生态浮岛对COD、TN、TP的去除率分别为70.5%、39.2%、17.9%,COD、TN、TP的去除率分别提升了13.4、11.0、8.5百分点。"生态浮岛+"利用颗粒物沉降、植物吸收、微生物降解以及活性炭纤维吸附等协同作用净化水质,可以适应不同水质、水深的水体,使用范围更广,适应性更强。     

3种浮萍对富营养化水体的修复

选用Spirodela polyrhiza、Lemna aequinoctialis和Landoltia punctata 3种太湖浮萍为实验对象,在实验室条件下,研究其生长状况及其对模拟太湖水体的净化效果。结果表明,3种浮萍对水体总氮、氨氮、硝氮和总磷都具有很好的净化效果,S.polyrhiza,L.aequinoctialis和L.punctata对总氮的去除率分别为80.3%、73.7%和83.8%,对总磷的去除率分别为98.8%,96.4%和99.3%,但对有机物的去除作用比较有限。除营养吸收外,浮萍的水质净化能力还表现在对水中环境因子的影响,3种浮萍都能够维持水体p H在4.6~6.5的范围内以适合自身生长,并能够在一定程度上增加水体的溶解氧含量。硝化和反硝化作用是氮去除的主要途径,由于水体溶解氧含量较高,促进了好氧反硝化作用的进行。相比于S.polyrhiza和L.aequinoctialis,L.punctata具有较强的水体净化效果和生长速度,是净化太湖富营养化水体的理想水生植物。     

混凝-微气泡气浮法处理含藻废水的研究

采用日本菊池环保株式会社生产的新型TCRI-17微气泡气浮装置混凝气浮处理北京某富营养化景观水体的含藻废水,其结果表明,当混凝剂用量分别为PAC 40 mg/L和PAM 2 mg/L,混凝2 min, 气浮2 min时,SS和COD去除率分别达到98.4%和85.7%。与混凝沉降相比,可减少PAC用量1/3,且节省处理时间。由于微小气泡停留时间长,气浮效率高,且有增加水中溶解氧的作用,可促进水体的净化,具有较强的技术优势。     

4个中山杉品种对富营养化水体的净化作用

通过室内水培的方式,研究落羽杉属杂交树种中山杉405(Taxodium‘Zhongshanshan 405’)、中山杉406(T.‘Zhongshanshan 406’)、中山杉407(T.‘Zhongshanshan 407’)和中山杉502(T.‘Zhongshanshan 502’)对2种不同程度富营养化水体的净化效果。结果表明,富营养化程度越高,中山杉4个品种干重增加量越大,其中中山杉406在2种浓度水体中干重比对照显著增大。中山杉对水体N、P、COD的去除率随着取样时间的延长而升高,中山杉406在2种浓度水体中去除率高于其他3个品种。植株在不同程度富营养化水体中对氮磷的吸收主要集中于地下部分,其中以中山杉406的吸收效果最好。综上所述,中山杉是夏秋季节净化富营养化水体的良好树种,特别是中山杉406对净化富营养化水体有很高的应用价值。     

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/m~2。千屈菜对水体氮、磷的吸收去除能力显著(P0.001)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0.27mg/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。     

3种水生植物对富营养化水质的净化性能比较

选择芦苇、狐尾藻、菖蒲3种水生植物净化富营养化水体,考察了不同水生植物及组合对富营养化水体中硝酸盐氮、氨氮、TN、TP、COD、BOD5的去除效果。结果表明,菖蒲对氮、磷的去除效果明显优于芦苇和狐尾藻,狐尾藻在COD的去除上表现出一定的优势,而芦苇对BOD5的去除效果最加。在植物组合处理中,菖蒲+狐尾藻组合对氮、BOD5去除效果最佳,处理28d后,TN、BOD5去除率分别达80%、57%,芦苇+菖蒲组合对TP、COD去除效果优于其他组合,处理28d后,TP、COD去除率分别达87%、72%;处理过程中,狐尾藻生物量增长最多,且对芦苇、菖蒲具有明显的抑制作用,是3种植物中的优势物种。综合考虑水质净化效果及植物生长状况,菖蒲和芦苇可作为富营养化水体的净化植物,而狐尾藻则应该谨慎使用。     

湿地型生态岛的水体净化能力

在已建成的石驳岸河道中构建生态岛,不但可以改善生态景观效果,还可以提高水体净化能力。将生态岛和湿地技术结合起来,设计了2种生态岛类型:以泥土为基质的常规型生态岛和以砂石为基质的湿地型生态岛,并对2种生态岛的水体交换能力和水体净化效果进行了研究,结果表明:在水体波动条件下,无植物、栽培鸢尾和芦苇的3个湿地型生态岛的水体交换率最高分别达到90.6%、31.0%和84.0%,分别比常规型生态岛高7.8倍、2.6倍和6.8倍;对总磷、总氮、氨氮的平均去除率分别达到37.4%、41.7%和31.6%,比常规型生态岛提高了15.2%、11.7%和8.4%,因此,湿地型生态岛比常规型生态岛具有更好的水体交换能力和水体净化能力。     

冬季低温条件下浮床植物对富营养化水体的净化效果

在冬季低温条件下,采用浮床无土栽培技术,研究了水芹菜、多花黑麦草以及大蒜3种耐寒植物对富营养化水体的净化效果。试验结果表明,3种植物在水温4.0～10．1℃的条件下均生长良好,对水体中TN、NH4^＋-N、TP、CODMn污染物的去除率分别为59.3％～29.2％、65、2％～39.3％、55.6％～33.9％,55．7％～49．5％．对藻类的抑制率为88．4%～92．3％。通过比较,水芹菜净化能力最强,多花黑麦草次之,大蒜最弱。本项研究丰富了冬季低温条件下治理富营养化水体的方法．也为冬季浮床植物的选择提供了依据。     

生态浮岛复合技术净化黑臭河道废水的实验研究

以宁波市前塘河水作为实验水体,采用不同水生植物及组合、生态浮岛复合技术净化水中污染物。经过14d的水培实验发现,沉水植物COD去除能力高于浮水植物和挺水植物;水生植物组合对COD的去除率相对较低,但去除率仍不低于79.9%。水生植物组合对氨氮的去除效果好于单一种类植物。沉水植物去除总磷的效果好于浮水植物与挺水植物,不同水生植物及组合的总磷去除率均大于44.0%。生态浮岛复合技术对废水中污染物的去除能力较强,实验10d时COD、氨氮、总磷去除率分别为97.1%、100.0%、73.8%。由此可见,水生植物和微生物的协同净化作用使生态浮岛复合技术对污染物的降解效果非常显著。     

生态塘?生态沟渠耦合系统低温条件的运行效果研究

构建生态塘/生态沟渠耦合系统的中试工程并在低温条件下连续运行,考察耦合系统对微污染水体的净化效果。结果表明,生态塘/生态沟渠耦合系统在低温运行阶段对COD、TN、氨氮及TP的平均去除率分别为54.50%、37.43%、53.00%、44.20%。pH对COD和TP的去除率影响不明显,与氨氮呈正相关关系,线性相关系数R2=0.705 92;耦合系统中DO供给充足,因此DO对COD、TN、TP去除率的影响并不明显,DO仅与氨氮去除率呈显著正相关,线性相关系数R2=0.771 64。     

组合型生态浮岛原位修复重污染水体

为解决某人工池塘水体环境污染的问题,采用组合型生态浮岛技术研究了其对该水体的治理效果。结果表明,组合型生态浮岛对此类水体有较好的处理效果,其中化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除率分别为62.95%、67.45%、51.99%、77.78%,均高于对照组及单一系统处理组。可见在该组合型生态浮岛中,黄花鸢尾的植物吸收、改良型火山石与微生物的协同作用对污染物的去除明显优于单一处理组。合理的植物-填料组合方式可提高污染物的降解效果,且投资小,环境效益好,又可达到一定的景观效果,适用于城镇水体尤其是居住区静态水体的景观治理。