污水浓度对高原湖泊人工湿地处理率的影响研究

通过改变表流和潜流人工湿地的进水总磷（TP）、总氮（TN）的浓度,采用6种湿地植物（紫叶美人蕉、水葱、水葫芦、水芹菜、菖蒲、芦苇）的对比实验,对比分析了6种不同植物的表流和潜流人工湿地处理率随浓度变化的规律,得到了6种不同植物的表流和潜流人工湿地的理论最优处理浓度、理论最优去除率、实际最优处理浓度、实际最优去除率和TP、TN最大日处理负荷。实验结果表明：六种植物的表流和潜流人工湿地对TP、TN去除率随着浓度的增加而降低,植物不同,处理率降低程度不同,且潜流比表流去除率降低值小。水葫芦去除率随TP浓度增加变化不大,表流处理率降低1.61%,潜流降低1.12%;美人蕉变化较明显,表流处理率降低2.94%,潜流降低了2.55%;随TN浓度增加,紫叶美人蕉去除率降低最小,表流处理率降低17.07%,潜流降低15.94%;芦苇去除率降低较明显,表流处理率降低20.86%,潜流降低18.20%。同时,根据实验结果得到6种植物表流人工湿地最大日TP去除量为60.16g（m^-2·d^-1）;潜流人工湿地最大日TP去除量为81.50g（m^-2·d^-1）。表流人工湿地最大日TN去除量为547.20g（m^-2·d^-1）;潜流人工湿地最大日TN去除量为577.60g（m^-2·d^-1）。     

城市重污染河流水质特征分析——以皂河为例

皂河是西安市的重点排污和泄洪河流,除了点源污染外,还在一定程度上受到非点源污染的影响。因此,有必要对其水质特征进行研究。2010年4月至2011年11月,对西安市皂河进行了多次水质水量监测,分析了城市重污染河流的污染特征,计算了皂河下游控制断面草滩监测站的非点源污染负荷及构成。结果表明：①皂河污染物SS、COD、TP、NH3-N、NO3-N和TN浓度均超出地表水Ⅴ类标准;②草滩断面洪水期间各指标的平均浓度基本都小于平时的平均浓度;③上游至下游：COD浓度呈逐渐增加的趋势,TP、NH3-N和TN浓度呈现先增加后减小的趋势,NO3-N浓度变化不大,重金属污染物中Cr含量最高,平均浓度从上游到下游呈逐渐增加的趋势;④洪水过程中,非点源污染负荷均小于点源,SS、COD、TP、NH3-N、NO3-N和TN的非点源污染负荷比重依次为：14%,2.0%,5.1%,6.0%,7.4%和4.2%;⑤目前西安市皂河污染治理的重点仍然是点源污染,但非点源污染对水质的影响不容忽视。     

西安市城区非点源污染特性与负荷估算

河流水质在较大程度上受城市非点源污染的影响,因此,有必要对城市非点源污染特征和负荷进行研究。2010-2011年,对西安市主城区不同类型小区的降雨径流进行了水质监测。根据监测结果,进行了西安市地表径流污染特征分析,计算了2010年（一般年）主城区的非点源污染负荷。结果表明：在降雨产流前20分钟径流中污染物浓度最高,随着降雨历时的延长,污染物浓度呈逐渐下降趋势,交通区径流中污染物浓度波动幅度最小,居住区污染物浓度波动幅度最大,交通区SS、COD、重金属平均浓度值最大,商业区NH3-N、TN、TP平均浓度值最大;浓度法、监测降雨量占年降雨量的比例估算法在城市非点源污染负荷估算中具有较好的可靠性,根据每个功能区的平均浓度和对应的地表径流量计算相应负荷量后加和的方法与使用所有功能区综合平均浓度和地表径流总量直接计算总负荷量的方法结果符合较好;西安市主城区2010年SS、COD、NH3-N、TN、TP、Cu、Zn、Pb、Cd、Cr的非点源污染负荷量分别为12958.482 t、3444.187 t、141.895 t、231.367 t、7.492 t、0.943 t、4.294 t、2.193 t、1.066 t和1.440t。交通区各污染物输出系数最大,绿地输出系数最小。     

动水中MABR-生态浮床组合装置净化效果试验研究

为探究生态浮床（EFB）、膜曝气生物膜（MABR）及其组合装置在动水中的净化效果,开展了三种净化装置在不同水动力条件下（2.5 m/h、10 m/h、20 m/h）对水体中NH4+-N、高锰酸盐指数（CODMn）、总磷（TP）和总氮（TN）等4类污染物净化效果的模拟试验研究。试验结果表明：膜曝气生物膜-生态浮床组合装置可显著提高净化效果,对4类污染物的去除率较河水自净试验可分别提高40% ~ 44%、17% ~ 34%、13% ~ 21%和14% ~ 30%;综合考虑4类污染物,组合装置在10 m/h的水动力条件下的净化效果最佳,且组合装置中MABR可起到一定缓冲作用,使水生植物的适用流速范围更广;在模拟试验所采用的水动力条件下,组合装置对4类污染物的净化呈现出不同规律,污染物浓度较高时,组合装置对NH4+-N的净化速率随流速的递增而递增,对CODMn、TP和TN的净化速率在10 m/h的水动力条件下达到最大;试验后期,污染物浓度较低时,组合装置无法正常发挥其高效的净化作用,对4类污染物的净化速率均偏小。     

基于SWMM模型的城市雨水花园调控措施的效果模拟

以西安市某片区降雨径流及其污染为研究对象,对研究区域进行合理概化,根据实测结果,通过率定及验证,构建暴雨雨水管理模型(SWMM),模拟不同重现期(两年一遇、十年一遇以及二十年一遇)下研究区域有无雨水花园调控时的水量及水质状况。结果表明,设置面积比例约为2%时,在2年一遇至20年一遇的降水条件下,洪峰流量迟滞时间为5~7min,对径流总量削减率为25.69%~42.02%;对TN负荷削减率37.88%~42.41%;对TP负荷削减率35.30%~41.42%;对COD负荷削减率40.58%~42.71%;对SS负荷削减率42.10%~42.75%。雨水花园对城市暴雨所形成的径流在水量与水质两方面都有较好的控制效果,能够减少径流总量,降低径流峰值,同时削减污染物浓度峰值,减少污染物负荷;并对流量以及污染物浓度峰值有一定的迟滞作用。但随着降雨强度的增加,雨水花园的调控效果会随之降低。     

基于SWMM模型的城市内涝与面源污染的模拟分析

随着城市化的快速发展,城市内涝和径流污染现象日益严重。本文以陕西省西安市与咸阳市建成区之间部分区域为研究对象,利用SWMM软件对研究区域建立模型,对传统开发(TD)模式与低影响开发(LID)模式下不同情景的降水事件进行模拟。结果表明:(1)LID措施对于缓解雨水管网节点的积水情况具有较好的效果,重现期较小的降雨事件中,未有积水现象出现;强度大的降雨事件中,径流量及径流污染物均能得到较好调控。(2)在不同情景下,添加LID措施后径流总量控制率提高了3.18%~15.14%,洪峰迟滞时间为5~30min。LID模式与传统开发模式相比较,SS负荷削减率提高了28.16%~38.92%;COD负荷削减率提高了25.24%~36.34%;TP负荷削减率提高了29.78%~40.02%;TN负荷削减率提高了26.57%~37.26%。LID措施能够有效调控城市暴雨径流量,削减径流污染负荷。但随着降雨重现期的增大,LID措施对于暴雨径流和污染负荷调控效果逐渐减弱。     

SBR工艺处理垃圾渗滤液的试验研究

采用SBR工艺处理城市垃圾填埋场排除的渗滤液,在原水水质波动较大的条件下,取得较好的处理效果,COD,BOD,NH3-N,TN的去除率平均为86.1%,97.4%,94.5%和81.3%.在SBR时间效率试验中发现SBR在反应3~4 h内,微生物降解速度较快,这段时间COD,BOD5,NH3-N的去除率占总去除率的90%以上,TN去除率占总去除率的75%左右.另进行SBR的串联处理试验,也取得较好的处理效果.     

生物智能优化技术在城市污水处理厂的应用

生物工艺智能优化系统BIOS（Bioprocess Intelligent Optimization System）是一个前馈优化系统,在该文中,BIOS系统用来优化MLE（Modified Ludzaek-Ettinger）工艺运行。通过获得实时的在线数据如氨氮、硝酸盐氮、进水流量、混合液悬浮物浓度,BIOS系统不断进行模拟计算,然后按照生物反应器进水的污染物负荷状况来提供最佳的DO（dissolved oxygen）设定值;同时为达到最佳的TN（total nitrogen）去除率,BIOS系统还对好氧区回流至缺氧区的内回流IRQ（internal recycle flow）进行了优化。BIOS系统在美国康涅狄格州Enfield污水厂的实际应用情况表明,该系统脱氮效率提高36％,并同时降低曝气量19％。     

水平潜流人工湿地氮转化模型研究

本研究建立了一个水平潜流人工湿地氮转化机理模型,模型中氮变量主要考虑有机氮,氨氮和硝氮,氮转化的主要过程包括:氨化作用,硝化作用,反硝化作用,基质作用,植物作用和微生物作用.通过对试验数据的拟合得到模型中的未知参数,再对模型进行验证,结果表明模型预测值与实测值的吻合较好,模型可以应用于水平潜流人工湿地处理生活污水中氮去除效果的预测.水平潜流人工湿地的总氮去除率为65%.去除的主要途径为硝化和反硝化作用,占总氮去除量的80%.植物吸收作用较显著,占总氮去除量的17%.     

改性粉煤灰在水处理方面的应用

粉煤灰因其具有多孔性、比表面积大、吸附能力强等特性,同时其结构中具有Al2O3、CaO等活性组分,目前在国内已被应用于废水处理方面。通过酸改性、碱改性、盐改性等方法对粉煤灰的表面结构进行装饰,可以增强其吸附性能,提高其对污染物的处理效果;在其表面引入活性基团,还可以拓宽其在污水处理方面的应用范围。在最优试验条件下,改性粉煤灰对印染废水、造纸废水、有机物废水中的色度以及COD的去除率可达85%以上,对废水中重金属离子的去除率可达95%以上,对废水中总磷和氨氮也有明显的去除效果;在藻类废水以及含油废水、生活污水、工业混合废水、矿井水等综合性废水处理方面,改性粉煤灰对其中的多种污染物也有较好的去除作用。同时指出对于改性粉煤灰在水处理方面的应用目前多数局限于试验室研究阶段,提出了可将改性粉煤灰应用于火电厂脱硫废水处理的建议。