生物滞留池对屋面径流基本污染物的控制

快速的城市化导致不透水性下垫面急剧增加,进而加剧了径流污染,尤其是屋面径流污染。生物滞留池作为低影响开发理念的核心措施之一,对径流的净化效果显著。以屋面径流为控制对象,设计了3个生物滞留池用于探究不同土壤层厚度和不同进水方式对生物滞留池出水的影响。结果表明,实验收集的屋面径流污染严重,COD和TN为《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)劣Ⅴ类。经生物滞留池处理后发现,3个生物滞留池对悬浮物(SS)的去除效果较好,去除率为92.2%～98.7%,装填20cm土壤的表层进水生物滞留池较装填15cm土壤的生物滞留池出水污染物浓度低。装填20cm土壤的表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD、TN和TP的去除能力总体相当,表层进水和侧向进水的生物滞留池对COD的去除率分别为91.7%、90.4%,对TN的去除率分别为93.8%、86.5%,对TP的去除率分别为70.1%和72.7%。     

生物滞留池改善城市雨水径流水质的研究进展

如何有效控制城市雨水径流所带来的面源污染已成为城市管理工作所面临的重要难题之一.作为城市暴雨最佳管理措施(BMPs)中的技术之一,生物滞留池可有效控制城市面源污染.总结了生物滞留池在改善城市雨水径流水质方面的研究进展,简要分析了生物滞留池去除污染物的机制.研究结果表明,生物滞留池对雨水径流中的总悬浮颗粒物(TSS)、重...     

生物滞留池对地表径流中常规污染物及全氟化合物的去除效果

生物滞留系统是实现城市地表径流水量调控和水质净化的新型绿色生态系统,但其对全氟化合物的去除效能尚不清楚。本文构建了将传统填料与2~4 mm沸石(体积占比10%)或2~4 mm的改良煤质颗粒活性炭(体积占比10%)混合的2种柱形生物滞留系统,通过动态实验探究了此系统对地表径流中常规污染物和全氟化合物去除效果,分析了系统近1 a的运行效果。结果表明,生物滞留系统的水量削减率随运行时间的增长呈现下降的趋势,平均削减率为(29.8±8.2)%。改良煤质颗粒活性炭生物滞留池对COD、TN、TP、TOC、$ {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4}^{+} $-N的平均去除率分别为67.49%、84.78%、76.43%、80.28%、65.43%,优于以沸石为填料的滞留池。6种目标全氟化合物PFPeA、PFHxA、PFHpA、PFOA、PFOS、PFNA的去除率保持在80%以上。滞留池内污染物空间分布特征表明,PFBA主要集中于种植层,而PFPeA、PFHxA、PFHpA、PFOA、PFOS、PFNA则更集中于填料层。     

改良填料生物滞留系统除污效果的季节变化

为分析径流污染物在生物滞留系统中去除效果的季节特征,设计了改良生物滞留系统,以火山岩和海绵铁为系统填料,种植植物为麦冬和金叶女贞,以不同季节雨水径流在系统中进出水为研究对象,考察了TN、氨氮、硝态氮、TP、磷酸盐及TOC等径流污染物的去除情况.结果表明:TN在春夏秋冬四季的平均去除率分别为53.69％、61.03％、5...     

雨水生物滞留系统控制径流污染物研究进展

雨水生物滞留系统作为《海绵城市建设技术指南》中推荐优先利用的技术措施,能够从源头上削减雨洪径流量和净化水质,达到降雨时吸水、蓄水、渗水、净水的目的。为促进该技术的推广运用,分析了生物滞留系统的结构及水文特性,重点总结了生物滞留系统去除径流污染物的研究现状,针对生物滞留系统对氮、磷等污染物去除效果较差的问题,论述了优化改进生物滞留系统的技术措施,为该技术的进一步研究和应用提供借鉴和参考。     

模拟生态种植槽去除雨水径流中的磷

为解决路面雨水径流未经收集处理排入洱海造成的水污染问题,该研究根据大理东环海公路径流水质特征,从经济、环保角度考虑,选用土壤、混合填料(锯末沙子比例分别为1:3、1:4、1:5)、砾石分层装填的3组生态种植槽系统对其进行模拟净化研究,并测定填料的渗透系数及其对磷的吸附特性。结果表明:土壤对磷的吸附效果明显,沙子次之,锯末较差;种植槽适合植物移栽、自然挂膜及低污染负荷启动方式;运行期出水TP平均浓度均优于地表水Ⅱ类水质标准,平均去除率均高于88%。不同混合填料比种植槽对TP的净化效果从高到低排序依次为:1:3(锯末:沙子) > 1:4(锯末:沙子) > 1:5(锯末:沙子),且锯末沙子比为1:3时的渗透能力最好,故推荐锯末:沙子为1:3的种植槽供后续示范工程选用;研究成果在大理和河南三门峡得以应用。     

城市绿地土壤渗透性改良对雨水径流污染的削减效果及去除规律

为考察土壤渗透性改良后的径流污染削减效果和去除规律,以上海浦东某已建居住社区绿地土壤特性为样本,采用中粗砂和沸石进行渗透性改良并开展径流污染削减实验。结果表明:改良后土壤渗透性能明显提高,具有较好的截留和净化污染物作用;通过土壤成分、污染负荷、流量负荷和渗滤深度对COD、TN、TP和NH_4~+-N去除效果的影响分析,提出了不同径流污染特征下可采用不同的土壤渗透性改良方案,实现对特征污染物更有效的削减效果。研究结果可为改良城市居住社区绿地土壤渗透性,缓解初期雨水径流污染提供参考和借鉴。     

2种改良土壤渗滤系统对降雨径流中氮的去除

为研究改良土壤渗滤系统对降雨径流中不同形态氮(NH4+-N,NO3--N,NO2--N,TN)的去除效果及径流中氮负荷对氮去除率的影响,实验分别以聚氨酯泡沫和人工草皮为改良材料,以降雨径流中的氮为处理对象进行室内模拟研究。结果表明,聚氨酯泡沫土壤渗滤系统及草皮土壤渗滤系统对TN,NH4+-N均具有较好的净化效果,并表现出良好的耐冲击负荷能力。TN平均去除率分别为72.65%和71.07%,NH4+-N平均去除率分别为98.10%和99.09%。2种渗滤系统对NO3--N去除效果均较差,表现为-420.07%和-171.66%的负去除率。聚氨酯泡沫土壤渗滤系统对NO2--N的平均去除率为87.29%,高于草皮土壤渗滤系统53.77%的平均去除率。总体上,聚氨酯泡沫土壤渗滤系统对径流中氮的去除效果优于草皮土壤渗滤系统,具有较好的应用前景。     

生物炭固定微生物对草甘膦的去除效果研究

以芦苇生物炭为载体固定草甘膦降解微生物制备复合材料.将材料加入到草甘膦培养液中,探究单一生物炭 、游离微生物和复合材料去除草甘膦的效果和机理.结果表明:草甘膦会抑制微生物生长,72 h去除量为19.52～26.71 m g;生物炭对草甘膦的去除量随草甘膦初始浓度提高而增大,72 h去除量为23.56～32.78 m g...     

牡蛎壳填料浸没式生物滤池的除磷特性

探讨如何提高普通浸没式生物滤池除磷效果为目的，采用牡蛎壳为填料，通过改变水力停留时间来考察牡蛎壳和陶粒两种填料的浸没式生物滤柱对CODMn、NH4^ -N以及PO^3--P的去除特性。结果表明，与陶粒填料相比牡蛎壳填料在对PO4^3--P的去除方面具有明显的优势，牡蛎壳良好的除磷性能主要是通过生物诱导的化学沉淀来实现的。     

双层填料生物滞留设施对磷的去除效果研究

生物滞留设施广泛应用于城市径流污染控制,但除磷效果不佳。考察了河沙、黏土、炉渣、粉煤灰、细石英砂、粗石英砂6种单一填料和黏土及粉煤灰的混合填料的磷吸附和解吸效果。结果表明,石英砂适宜作为双层填料生物滞留设施的上层填料;90%(质量分数,下同)河沙+5%黏土+5%秸秆和90%河沙+5%粉煤灰+5%秸秆适宜作为下层填料。磷浓度随双层填料生物滞留设施介质厚度的增加而降低。双层填料生物滞留设施的磷去除率可以达到77.3%~97.1%。     

人工生物蓄水过滤系统对雨水的滞留与过滤功效

通过人工构建3个不同沙土配比的生物蓄水过滤系统,对人工系统滞留雨水时间和净化雨水的功效进行了研究。首先,根据自然降雨特点将雨水地表径流按照不同水量与进水时间引入系统,然后测定系统出水水量、时间、水质以及土壤湿度,比较植物层和整个系统滞留雨水径流的效果以及系统过滤雨水的功效。结果表明,(1)人工生物蓄水过滤系统有显著的滞留雨水的作用。其中植物层滞留雨水时间4.72~11.50 h,整个系统滞留雨水时间为5.17~13.80 h,人工系统比植物层滞留雨水时间显著延长,且进水量越大,差异越显著。(2)系统出水流速平缓,蒸发与植物蒸腾耗水量比例低于6%;壤土含量越高,滞留雨水时间越长。(3)经系统过滤,系统出水酸碱度平均增加0.81,氨氮含量平均降低0.42 mg/L。     

不同填料载体生物膜对微囊藻毒素的去除效果

利用自行设计的生物膜培养装置,通过对4种不同填料载体进行连续曝气循环培养生物膜,对湖水中的溶解态微囊藻毒素(MCs)的去除作用进行了研究。结果表明,填料载体上生物膜从形成到稳定大约需要3周;生物膜形成后对MCs的去除效率由高到低的顺序是:颗粒活性炭柱>多密孔球型滤料柱>塑料悬浮填料柱>陶瓷滤球柱。在实验水质条件下,当水力停留时间(HRT)=5 h,进水MCs浓度为21.5～47.25μg/L时,颗粒活性炭、多密孔球型滤料柱对MCs的去除率最高可达100%,塑料悬浮填料柱对MC-LR和MC-RR的去除率分别为70%和88%。当HRT=2.5 h时,塑料悬浮填料柱对MC-RR的去除率为MC-LR的2倍。生物膜对MCs的降解效果随温度(5～20℃)和溶解氧的升高而增加。塑料悬浮填料作为合适的生物膜挂膜填料载体对水源水的生物预处理具有良好的应用前景。     

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。     

不同种类生物炭对砷污染土壤的改良效应

采用温室盆栽法考察施入不同生物炭对土壤理化性状、土壤养分以及砷化学形态的影响.结果表明:施入不同种类生物炭均可提高土壤pH,同时生物炭还可提高土壤有机质、阳离子交换量(CEC)、有效磷和速效钾含量,改良土壤性能.4种生物炭对pH影响大小依次为KOH改性生物炭(BC4)>零价铁改性生物炭(BC3)>玉米秸秆生物炭(BC1...     

铜银负载沸石基质雨水滞留池的除菌性能

针对城市水体的病原微生物污染问题,设计了以铜银负载沸石为基质的雨水滞留池模拟柱,用于去除合流制溢流水中的以大肠菌群为指示菌的病原微生物;通过静态实验考察了制备的载铜和载银沸石的铜、银的流失量和除菌效果,并用模拟柱进行了含不同大肠杆菌浓度的进水及合流制溢流水的除菌实验。结果表明：载铜沸石的Cu²⁺流失量相对于载银沸石的Ag⁺流失量更小;在10⁵~10⁷ CFU·L⁻¹的进水大肠杆菌浓度下,2种沸石柱的除菌率均在90%以上;在连续18 d的运行过程中,2种沸石实验柱对大肠杆菌浓度为10⁶ CFU·L⁻¹的合流制溢流水的除菌率也保持在90%以上,且未受到水中的COD、TN、TP的影响。载铜和载银沸石基质滞留池可以有效地降低雨水中的病原微生物风险。     

生物炭和混凝土渣在人工湿地中除磷效应的对比

为了寻找适合西北农村地区人工湿地的除磷填料,结合西北地区温度特征,对混凝土渣和生物炭2种填料的除磷效应进行了对比研究;基于等温吸附实验和动力学吸附实验,构建了2种静态潜流人工湿地;通过模拟运行,对比验证了2种填料对生活污水中磷酸盐($ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P)的去除效果和稳定性。结果表明：与生物炭相比,混凝土渣对${ {\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P吸附作用较好,吸附速率最快、吸附量最高达到了2.206 mg·g⁻¹;混凝土渣对$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P吸附既有单层吸附,又有多层吸附,说明其吸附过程是非均匀的,而生物炭对$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P的吸附多为单层吸附;在加入生活污水且$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P平均浓度为4.6 mg·L⁻¹的条件下,水力停留时间(HRT)达到24 h后,混凝土渣湿地和生物炭湿地对$ {{\rm{PO}}_{\rm{4}}^{{\rm{3 - }}}}$-P的去除率分别达到了94.86%和86.37%。综合对比,混凝土渣更适宜作为西北地区潜流人工湿地除磷填料。以上研究结果可为人工湿地除磷提供选材参考。     

植物滞留系统中磷污染物的迁移转化

植物滞留系统作为一种低影响开发 (LID) 雨水管理措施,能有效去除雨水径流中的各种污染物。为探究磷污染物在介质中的运移机理尤其是介质中磷形态的运移,通过对填料层土壤介质施加不同添加剂对磷的去除效果,以及介质中各形态磷转化机理进行研究。结果表明：土壤介质添加剂为葡萄糖、淀粉时,加入淀粉的混合介质对磷的去除率比土壤介质高,对介质中稳定有机磷及中等稳定有机磷含量变化情况没有明显影响,但介质中铁磷有一定增加。与土壤介质相比,土壤与粉煤灰混合介质对磷的去除率明显提高,且混合介质中的水溶性磷、钙磷、铝磷增加量明显增大。改变人工模拟雨水pH的实验结果显示,在含氧量高的土壤介质表层,当模拟雨水pH为7~12,介质中的无机磷中水溶性磷的增加量明显;然而,当pH小于7时,介质中的无机磷中水溶性磷 (Ads-P) 的增加量微弱。柱实验表明,在植物滞留系统深度为40 cm处开始,随着深度的增加,雨水径流的出水中各类磷的质量分数降低趋势变得缓慢。其中,每组实验柱对磷去除率的平均值由大到小的顺序为：粉煤 灰+砂土>砂土>淀粉+砂土。随着深度的增加,这3组实验柱介质中的铝磷和中等活性有机磷均减少。该研究成果可为植物滞留系统磷污染物的迁移转化提供参考。     

3种不同基质潜流湿地对磷的去除效果

基质是潜流式人工湿地污水处理系统的重要组成部分,直接影响到系统的处理效果.本文研究了由沸石、页岩陶粒和碎石3种不同基质构建的潜流式人工湿地对磷的去除效果.结果表明,在设计水力停留时间3 d,连续进出水情况下,碎石单元对磷的去除效果最好,页岩陶粒单元次之,沸石单元效果最差,平均去除率分别为95%、60%和35%.在潜流式人工湿地污水处理系统运行初期观察到磷释放现象,沸石单元最为明显.进水磷浓度较低时,磷的去除率随浓度升高而升高,当正磷、总磷浓度分别升高到2.4～2.5和3.1～3.3 mg/L时,正磷、总磷的去除率开始迅速下降.     

间歇曝气生物炭湿地中污染物的去除特征及微生物种群结构

生物炭作为一种疏松多孔的吸附材料,近年来被广泛应用于受污染水体净化。通过构建生物炭投加比为0、10%、30%和40%的间歇曝气湿地系统(分别命名为CW、BW1、BW2和BW3),探究了生物炭投加比例对间歇曝气湿地中污染物去除及微生物群落结构的影响。结果表明,投加生物炭可提高湿地系统曝气段水体中平均溶解氧(DO)浓度。其中,BW3曝气段平均DO浓度为2.5 mg·L−1,相较于CW提高了13.6%,但添加生物炭对非曝气段DO浓度影响不显著(P>0.05)。所有湿地系统水体中化学需氧量(COD)去除率均高于90%,生物炭添加对耗氧有机物去除的影响并不显著。当生物炭投加比例由0增加至40%时,氨氮的去除率由80.76%提高至99.43%。生物炭可以显著提升湿地系统总氮的去除效果,BW3的总氮去除率相较于空白对照提高了18.5%,且在各反应器出水中均未检测到硝态氮(${{\rm{NO}}_3^ -} $-N)和亚硝态氮(${{\rm{NO}}_2^ -} $-N)。高通量测序结果显示,在门类水平,生物炭增加了拟杆菌门(Bacteroidetess)和变形菌门(Proteobacteria)数量,降低了放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和螺旋体菌门(Saccharibacteria)的相对丰度。各湿地系统中已检出与脱氮相关的菌属共13种,生物炭投加可提升Nitrospira、Thauera、Rhodobacter和Pseudomonas等10余种与脱氮相关的菌落丰度。在间歇曝气湿地系统中,生物炭可以通过增加脱氮相关菌属,提高对氮素污染物的净化效果。