底泥修复对城市污染河道水体污染修复的影响研究

为开发城市黑臭河道的有效治理方法,利用人工模拟河道就河道底泥对上覆水体的二次污染、底泥污染生物修复对其氮磷营养盐释放及河道水体污染生物修复的影响进行了研究,并对实验结果进行了工程现场应证。研究结果表明：河道污染底泥生物修复状况对上覆水体水质产生大的影响,在底泥不加修复时,底泥污染物释放使水体COD、TP、NH₃-N浓度分别达到30～35 mg/L、0.4～0.5 mg/L和3.0 mg/L,底泥修复后分别为15～20 mg/L、0.1 mg/L和2.5 mg/L;底泥G值（y）与底泥氮、磷污染物释放量（x）呈负相关关系,关系式分别为：y=0.5124x-0.1394（R₂=0.9222）,y=0.17772x-0.4781（R₂=0.8701）;结合底泥的生物修复,采用曝气增氧投加生物制剂措施对水体进行生物修复时COD、NH₃-N和PO^3-₄的去除率分别提高13.6%、25.0%和15.7%;对古廖涌的现场治理工程表明,在未对河道底泥进行生物修复的情况下,经过氧化塘预处理河道水体增氧-水体原位强化生物修复等措施的治理,河道中、下游水体又逐渐恢复黑臭,在对河道底泥进行修复后,河道污染水体水质得到显著的改善和提高。     

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。     

复合沸石滤床修复北方景观水体的实验研究

以天然矿物质沸石、细砂及煤渣取代传统滤料构建复合基质生态床,表面种植景观植物,采用下向流-上向流运行方式修复北方景观水体。分别进行静态实验及不同循环速率下的动态实验,考察对水体污染物去除过程。结果表明,2种运行方式下对水体NH⁺₄-N去除率都在85%以上,其中以1 h为循环周期的运行方式去除率达97%,较静态提高12.8%;TN去除率最高为84%;TP去除不稳定,过程缓慢。煤渣层对NH⁺₄-N的去除效果差,硝化作用不彻底与反硝化作用的加强使下层出水NH⁺₄-N 、NO^-₂-N及NO^-₃-N浓度均高于上层。提高循环速率有利于对氮的去除。     

一体化A/O移动床生物膜反应器中DO、TN分布及脱氮效果研究

采用一体化A/O移动床生物膜法工艺,以模拟生活污水研究了该工艺的除碳脱氮效果,并对一体化移动床生物膜反应器的好氧区和缺氧区各纵向断面的COD、DO、NH₃-N、TN、NO^-₃-N和NO^-₂-N进行了检测,通过对缺氧区各断面的DO和TN浓度分布情况,分析了脱氮的产生过程。试验结果表明: 在水力停留时间HRT＝12 h,好氧区DO保持5 mg/L左右,COD进水浓度处于250～400 mg/L时,COD的去除率均在90%以上,且出水COD均在40 mg/L以下;TN进水浓度为20～50 mg/L时,NH₃-N去除率高于90%,其出水浓度可达到5 mg/L以下,脱氮效率也较高,TN去除率可达到65%～85%。COD和NH₃-N的浓度分布状况表明该一体化A/O移动床生物膜反应器的流态趋于全混式。     

C/N对Carrousel 2000氧化沟同步脱氮除磷的影响研究

就C/N对Carrousel 2000氧化沟同步脱氮除磷的影响进行了研究。结果表明,进水C/N值在5～13之间时,进水C/N不影响氧化沟系统对NH₃-N的去除效果。出水NH₃-N浓度＜1 mg/L,平均去除率达到97.40%。当C/N低于11时,TN、TP的去除率随C/N的升高而快速大幅提高,分别从5时的26.47%和14.99%升至11时的93.48%和97.03%。当C/N＞11时,氧化沟TN去除率达到93.48%,TP去除率接近100%,氧化沟具有了良好的同步脱氮除磷的效果,出水水质满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002一级A标准)要求。TP去除率与TN去除率相关系数R₂＝0.985。     

pH值控制MAP法脱氮进程的可行性研究

MAP沉淀法处理高NH₃-N废水,操作简便,处理效果好。本试验以NH₃-N浓度为1 000 mg/L的模拟废水为研究对象,研究结果表明,在Mg²⁺∶PO^3-₄∶NH⁺₄=1.2∶1.2∶1（摩尔比）、NaOH投加量为675 g/L的条件下NH₃-N去除率高达98%以上。试验选择出水pH作为控制反应进程的参数,并建立了出水pH与NH₃-N去除率之间的关系。通过调整NaOH投加量控制出水pH在7.5～8之间时,NH₃-N去除率最高,可达98%以上。X-衍射图谱及定量分析表明,沉淀物中MAP的纯度较高,具有一定的回收价值。     

附加回流的生物接触氧化工艺净化滇池大清河水质的示范工程研究

针对滇池流域污染最为严重的大清河,采用附加回流生物接触氧化工艺（IBCOP）开展河道水体的旁路处理示范工程研究。IBCOP示范工程的设计规模为1 000 m³/d,HRT为4.75 h,在2007年11月至2008年4月冬旱季期间,根据气候和进水水质条件调节回流比,示范工程运行了3种工况。研究结果表明：示范工程对COD和NH⁺₄-N具有较高的去除效果,平均去除率为46.8%和48.8%,高回流比有利于去除NH⁺₄-N;受到低温、低碳源、高进水DO和生物膜生长不佳等因素影响,示范工程对TN去除效果较低,平均去除率为10.2%,调节回流比不能显著改善碳源不足的情况;水绵的吸收和底泥的沉积是示范工程除磷的主要机理,TP平均去除率为17.9%,低TP浓度进水、生物膜的脱落以及高回流比不利于除磷。     

利用城市生态河道深度净化污水处理厂出水的工程技术研究

提出了城市生态河道工程构建的技术方法,并研究了示范工程对城市污水处理厂出水的深度净化规律。实验结果表明,在保证生态景观功能的前提下,将生态河道技术工艺用于污水处理厂出水的深度净化,能够高效、稳定地去除氮磷等营养物,河道出水可以满足城市景观水体补充水源的水质要求,出水TP、PO^3-₄、TN、NH₃-N和NO₃-N平均值分别达到0.263、0.116、2.570、0.752和2.438 mg/L,去除率分别达到85.4%、92.8%、60.8%、39.7%和77.2%。     

UASB反应器厌氧氨氧化菌的脱氮特性研究

研究UASB厌氧氨氧化（ANAMMOX）反应器运行情况,采用普通城市污水厂活性污泥接种,人工合成废水,pH值在7.4～7.8之间,温度控制在(32±1)℃。在反应器稳定运行270～450 d之间的180 d中,对NH⁺₄-N和NO^-₂-N去除率均达到99.9％以上,总氮去除率保持在90％以上,NO^-₃-N产生量在20～30 mg/L之间波动。研究表明,UASB厌氧氨氧化反应器处理废水效果明显,对NH⁺₄-N、NO^-₂-N和TN去除率高,NO^-₂-N和NH⁺₄-N比值可以指示厌氧氨氧化反应器性能的演变。UASB反应器稳定运行阶段容积负荷的影响较小,ANAMMOX菌对合成废水适应性强,反应器抗冲击能力较强,受冲击后恢复迅速。出水pH值稳定在8.5附近,pH值变化情况可作为反应器运行状况的指示。关键词硝化厌氧氨氧化上流式厌氧污泥床生物脱氮     

低温条件下BAF+SPD组合工艺对滇池入湖河水的脱氮效果

为缓解湖泊富营养化问题,需进一步降低入湖河流氮的含量。针对滇池流域新运粮河的低C/N水质特征,研究了冬季低温条件下的微曝气生物滤池（BAF）及固相反硝化（SPD）组合异位脱氮工艺。结果表明,BAF+SPD组合工艺启动挂膜阶段,约3周后,NH₄⁺-N的去除率达80%以上,而反硝化细菌增殖相对缓慢,约5周后,NO₃^--N的去除率达80%以上;稳定运行的低温阶段,除降雨时间外,NH₄⁺-N平均去除率达80%,出水NH₄⁺-N浓度<1 mg/L;NO₃^--N平均去除率达到85%以上,出水NO₃^--N浓度<1 mg/L;TN平均去除率达80%以上,出水TN浓度<2 mg/L,主要水质指标达到国家地表水Ⅴ类标准。     

复合人工湿地去除生活污水中的有机物和氮

为提高人工湿地对生活污水的处理能力,对传统的单一垂直流湿地进行改进和优化。采用2个垂直流人工湿地串联,并在好氧湿地内增加曝气供氧,使好氧湿地内溶解氧保持在2～2.5 mg/L范围内,而后增加出水回流。结果表明,增加曝气显著提高了出水的COD、NH3-N去除率,但TN去除效果仍不达标;当随着回流比的增加,NH3-N的去除率略有提高,而后趋于稳定,TN去除率提高显著,但回流比过大时,TN去除率则有所下降。     

利用悬浮填料附着生物膜同步去除碳氮磷

采用移动床生物膜反应器（MBBR）处理配制模拟废水,实验结果表明,水力停留时间为6h、悬浮填料填充率为40％时,在不同C／N／P比率条件下,MBBR对COD、NH4＋-N和TN去除性能好且稳定,平均去除率分别达到90％、94．8％和62．39％以上,而TP的去除率受C／N／P值影响较大,当C／N／P的比值为100／10／1．8时,平均去除率达到58．03％。一定的溶解氧（DO）质量浓度能保证反应器中COD、NH4-N高效稳定的去除,同时是TN和TP同时去除的重要影响因素,在MBBR中最佳DO值约为3mg／L。由于附着在悬浮填料生物膜内部存在厌氧、缺氧微环境条件,在反应器中存在少量的反硝化聚磷菌。     

高速泳动床对村镇微污染水体的预处理效果

利用高速泳动床反应器作为预处理装置处理村镇微污染水体,出水进入组合人工湿地。结果表明,实验阶段高速泳动床在HRT为1.2 h时,尽管泳动床进水各污染物浓度较低,但反应器对COD、TN和TP仍具有较明显(P<0.05)的去除效果,平均去除率分别为11.3%、14.6%和25.8%。高速泳动床反应器对氨氮去除效果尤为明显,去除率达到46.9%。此外,高速泳动床反应器内硝化作用较强,出水中硝态氮含量平均增加率为45.5%,弥补了后续人工湿地硝化作用不强、除氨氮效果不佳的缺点。     

人工湿地植物泌氧与污染物降解耗氧关系研究

实验采用静态水培方法研究了香蒲(Typha orientalis)、芦苇(Phragmites australis)和水葱(Scirpus validus)3种常见湿地水生植物潜在泌氧能力、去污效果,并对水生植物泌氧量与污染物降解耗氧量进行了计算分析,从而阐明湿地植物泌氧与污染物降解耗氧之间的关系。结果表明,3种植物泌氧能力由大到小依次为:芦苇香蒲水葱,其中,芦苇比放氧速率、面积泌氧率均最高,分别为3.36 mg O2/(g.d)和4.35 g O2/(m2.d)。植物对湿地系统中污染物的去除有重要影响,各植物系统COD去除速率在3.46~3.77 g/(m2.d)之间;NH4+-N去除速率在0.07~0.13 g/(m2.d);TN去除速率在0.25~0.27 g/(m2.d);TP去除速率均为0.09 g/(m2.d);均好于无植物空白系统。计算表明,各植物体系泌氧量在0.48~0.55 g O2/d之间;各植物体系COD、NH4+-N耗氧量在0.41~0.46 g O2/d之间;植物净泌氧量在0.02~0.12 g O2/d之间。植物泌氧量与COD、NH4+-N耗氧量呈显著正相关关系。若应用人工湿地处理城镇生活污水,各植物体系COD最大去除负荷在3.81~4.35 g/(m2.d)之间,NH4+-N最大去除负荷在0.83~0.95 g/(m2.d)之间,最大水力负荷在1.65~1.89 cm/d之间。     

低动力复合净水系统净化生态农庄景观池水质

采用生物填料、阿科蔓生态基和生态浮盆等材料构建低动力复合净水系统(LCWPS)进行生态农庄人工景观池水质净化技术示范研究。系统稳定运行后的周年监测结果表明,整体系统使人工景观池的CODMn、TN、NH4+-N、TP和浊度分别下降61.1%～62.8%、36.0%～39.9%、14.3%～35.7%、66.7%～79.5%和76.8%～79.8%,水质溶解氧浓度(DO)上升72.7%～126.0%,景观池水质达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中景观水域需要的V类水质标准,并能长期保持稳定。从管理维护成本角度考虑,利用LCWPS净化生态农庄人工景观池水质能达到节能节水的目的。     

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。     

Purification effects of two eco-ditch systems on Chinese soft-shelled turtle greenhouse culture wastewater pollution

The present study used an eco-ditch system that employed Eichhornia crassipes, Bacillus subtilis, and Bellamya aeruginosa (E–B–B) during the summer and fall (high temperature) seasons and a second eco-ditch system that employed Elodea nuttallii, a compound microbial preparation called “EM bacteria”, and Hypophthalmichthys molitrix (E–E–H) during the winter and spring (low temperature) seasons successively to purify the discharged wastewater produced by Chinese soft-shelled turtle greenhouse cultivation. The wastewater was sampled, and the dynamic changes in the major nutrient pollutant indicators over several months were analysed. After the E–B–B and E–E–H eco-ditch purification systems were operated for nearly 140 days each, the following results were observed: the total nitrogen (TN) removal rates in the wastewater were 75 % and 69 %, respectively; the total phosphorus (TP) removal rates were 82 % and 86 %, respectively; the NH₄ ⁺-N removal rates were 91 % and 75 %, respectively; the chemical oxygen demand (CODcr) decreased 54 % and 44 %, respectively; the dissolved oxygen (DO) contents increased nearly 3 to 4 times; and the wastewater was maintained at neutral or alkaline pH values. The wastewater physical traits gradually changed from being yellow, brown, and muddy to being pale yellow, slightly turbid, and odourless. Both eco-ditch systems were observed to have a relatively favourable effect on the purification of Chinese soft-shelled turtle aquaculture wastewater. The continuous use of both eco-ditch systems could result in a year-round purification effect on Chinese soft-shelled turtle greenhouse aquaculture wastewater; therefore, this method has good prospects for promotion and application.     

不同水生植物去除水体氮磷的效果

为研究水生植物对污染河流的脱氮除磷效果,实验采用人工配置污水,对大薸、凤眼莲、慈菇、菖蒲、香蒲和水葱这6种水生植物去除氮磷的效果进行了实验研究。结果表明,所选植物都能较好地吸收水中的营养物质,对氨氮(NH4-N)和硝态氮(NO3-N)的去除率分别为93.71%～97.32%和76.69%～92.47%,对总磷(TP)的去除率为76.69%～92.47%,其中菖蒲对NH4-N的去除效果最好,慈菇对NO3-N的去除率最高,香蒲对TP的去除率最高。6种水生植物的氮、磷吸收贡献率分别占水质氮、磷去除率的11.71%～54.57%和17.61%～64.56%。不同种类水生植物对不同污染物的去除能力存在较大差异,因此,在实际应用时可针对污染物的种类来选择水生植物,也可考虑对水生植物之间进行搭配组合用以修复污染水体。     

基于SIMULINK的硝化反应动力学模型的仿真

利用MATLAB/SIMULINK对序批式生物膜反应器内的氨氧化细菌与亚硝酸盐氧化菌的生化反应进行仿真预测。模型的验证结果表明,适当的选择模型中的溶解氧浓度、碱度以及温度3种参数,SIMULINK仿真动力学模型能够比较准确地对氨氧化细菌与亚硝酸氧化细菌处理生活污水的过程进行仿真和预测.NH4+-N、NO2--N和NO3--N 3种基质仿真值的绝对平均误差最大为15.88,最小为1.13;NH4+-N、NO2--N和NO3--N的Nash.Suttcliffe模拟效率系数分别为99.36%、98.64%和99.25%;此外,还对SIMULINK仿真动力学模型中的溶解氧浓度、碱度以及温度进行了灵敏度分析,结果表明,温度的灵敏度最大、溶解氧次之、碱度灵敏度相对最小。     

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%。