基于NBS的生活污水污染物去除效果研究

NBS与可持续、和谐-绿色发展、资源合理开发和生态保护优先等理念密切相关。在生活污水处理过程中为实现就地取材、成本低、易管理、无二次污染,基于NBS的本地水生植物的合理选取和自然基质的优化组合尤为重要。论文选择5种水生植物(千屈菜、黄菖蒲、芦苇、香蒲、荷花)和6种基质(砂子、石子、炉灰渣、砂子+土、石子+土、炉灰渣+土)进行生活污水的生态处理试验,采用整合分析法研究基质和水生植物对生活污水中的CODMn、TP、TN去除效果,为生活污水的生态处理系统设计提供参考依据。实验结果表明:5种水生植物对CODMn的平均去除率表现为香蒲(85%)芦苇(77%)黄菖蒲(66%)荷花(63%)千屈菜(59%);对TP的平均去除率表现为香蒲(85%)芦苇(76%)黄菖蒲(71%)荷花(69%)千屈菜(61%);对TN平均去除率表现为香蒲芦苇黄菖蒲千屈菜荷花,去除率分别为83%、77%、69%、58%和53%。炉灰渣对生活污水污染物的去除率最高,对CODMn、TN、TP的去除率分别为71%、69%和74%。论文通过评估实验期内同一进水条件下各种组合对污染物的去除能力,确定影响因素,为进行基于NBS的污染物最佳去除效率的研究提供依据。     

水下微生态系统构建及水体净化模拟研究

在模拟试验条件下,选用水生植物轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria natans)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、细叶蜈蚣草(Egeria najas)、长叶九冠(Echinodorus uruguayensis)和水生动物方形环棱螺(Bellamya quadrata)、锯齿新米虾(Neocaridina denticulata)组合构建稳定的水下微生态系统,探讨不同水生植物配置模式下各系统对污染水体的净化效果。结果表明:所用水生植物在中度营养底泥和劣Ⅴ类水体中正常生长且成活率达到100%,水生动植物组合系统稳定后以营养盐为主的水质指标值有所下降;净化效果最好的是3号系统(以苦草为主),各处理组系统对水体DO和p H都有显著的促进作用(p0.05);对氮素营养(TN、NH_4~+-N、NO_3~--N、NO_2~--N)和TP表现出较强的去除能力(p0.05),试验最终3号系统对TN去除率达78.29%,对TP的去除率达到92.63%;和对TP的去除一样,整个试验过程中系统对COD_(Cr)去除率一直是3号2号1号0号系统,3号系统对COD_(Cr)的最终去除率为82.03%。综上,以水生植物为主导,与水生动物形成组合且采用不同的配置模式构成稳定水生态系统符合生态演替式水体修复理念,是水体生态修复技术集成和发展的方向。     

人工湿地植物系统净化氮素污染物试验研究

利用人工湿地试验研究了水葫芦(Eichhorniacrassipes)、大藻(Pistiastratiotes)和水鳖(ydrocharisdubia(Bl.)Backer)等3种水生植物,以无植物单元为对照系统CK,比较它们对总氮TN、氨氮NH3-N和硝氮NO3-N的去除效果.结果表明:(1)水生植物能有效提高污染物去除率,平均去除效果明显优于CK,经计算植物系统平均TN、NH3-N、NO3-N去除率分别比CK提高了45.16％、98.51％及225.17％; (2)3种植物系统对污染物的去除效果均显著优于CK (P＜0.05),且高盖度的水葫芦和大漂去除效果最佳;(3)典型单元各处理IN、NH3-N和NO3-N的出水浓度呈逐级降低趋势,拟合分析得出TN出水浓度随沿程距离的增加而呈线性降低,但个别终端处理池出现浓度反弹现象,如何确定湿地单元的最佳经济长度具有重要意义.     

低C/N冲击对A~2/O处理功能影响及修复方法研究

研究了低C/N对A~2/O系统产生的冲击效应及修复方法.结果表明,C/N为2时对系统冲击效应明显,可使系统硝化功能、COD_(Cr)去除率和TP去除率分别下降40%、50%和30%,同时会导致少量污泥上浮和产生轻微污泥膨胀问题;而采用加大回流比(R和r都提高2倍)的修复方法可显著增强系统处理功能,修复期NH_3-N平均去除率可提高20%,TN平均去除率提高约7.4%,COD_(Cr)平均去除率提高约5.4%.并且加大回流比可有效缩短修复运行时间,使系统的NH_3-N、TN和COD_(Cr)去除功能提前约3～4 d恢复.     

水花生等4种水生植物污水净化能力实验研究

文章采用自然河道污水,对喜旱莲子草、水鳖、野菱和金鱼藻等4种水生植物进行了净化河道污水的性能实验研究。结果表明,有植物处理的对污水的净化效果明显高于无植物对照,其对CODcr、硝酸盐氮、氨氮、TP和TN去除率可达50.6%~87.0%。     

表面流人工湿地不同植物及其组合净化污水处理厂尾水研究

为提高表面流人工湿地对低污染水的生态净化效率,对人工湿地中湿生植物的组成进行比选研究,设置8个由不同湿生植物(包括挺水、沉水和浮叶植物)组成的表面流人工湿地,比较其净化尾水氮磷效果。结果表明:挺水植物圆币草(Hydrocotyle verticillata)和大聚藻(Myriophyllum aquaticum)组合的表面流人工湿地净化尾水氮磷效果最好,其人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N的平均去除率分别为68.6%、62.6%和78.2%,对TP和溶解性无机磷(DIP)的平均去除率分别为64.5%和80%。浮叶植物睡莲(Nymphaea L.)人工湿地去除氮磷能力次之,TN、NO-3-N、NH3-N、TP和DIP平均去除率分别为55%、55.2%、63.3%、56.1%和64.7%,体现一定的污染物去除潜力。沉水植物苦草[Vallisneria natans(Lour.)Hara]在与圆币草等共存净化尾水过程中逐渐失去优势种地位。而由黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)和再力花(Thalia dealbata)等挺水植物构建的表面流人工湿地,虽然生物量高,但其氮磷去除效果较差,尤其是再力花人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N平均去除率仅在18%~36.2%之间,对TP和DIP平均去除率也分别只有41.5%和38.7%。因此,采用圆币草和大聚藻组合构建的表面流人工湿地能更有效净化污水处理厂尾水中氮磷,对TN的去除尤为高效,能有效提升尾水水质。     

改进型合并净化槽处理生活污水的影响因素

通过设置改性复合填料和微电解铁屑床对合并净化槽进行工艺改进,采用厌氧(缺氧)好氧(A2/O)工艺处理生活污水。为优化该装置处理生活污水的效果,分别选取水力停留时间、有机负荷、污泥回流比作为运行条件进行试验室中试研究。结合试验结果和经济效益,得出最佳运行条件:水体停留时间为8 h,此时系统对COD、TN和TP的去除率分别为95%、63%8、7%;COD有机负荷为2.7 g/(L.d),该条件下出水COD、TN和TP平均去除率分别可达到90%、74%、88%;污泥回流比为75%,此时净化槽出水COD、TN和TP平均去除率分别达到95%、70%、94%。     

水生植物床预处理富营养化水源水中试研究

水生植物床是一种无基质型人工湿地系统 ,利用植物根系吸收、过滤及共生生物的降解作用对水质进行净化。中试研究考察了水生植物床预处理富营养化水源水的效果。结果表明在原水水质为NH3-N 0 75～ 1 6 1mg/L ,浊度 15～ 113NTU ,UV2 54 0 0 4 2～ 0 135cm- 1的条件下 ,NH3-N ,浊度及UV2 54 的平均去除率分别为 30 % ,90 %和 8 8% ;对藻类和CODMn的平均去除率呈季节性变化 ,夏秋季原水藻密度 7 5× 10 5～ 5 14× 10 7个 /L ,CODMn6 4 2～ 15 37mg/L时 ,去除率分别达到90 %和 2 0 %以上 ;冬季原水Chl- a 7～ 2 9 6 μg/L ,CODMn5 35～ 9 2 3mg/L时去除率分别为 85 3%和 11%。     

3组水生植物对滏阳河营养盐去除效果研究

以滏阳河邯郸段3种水生植物狐尾藻、金鱼藻及篦齿眼子菜为研究对象,通过批式实验,考察植物种类对削减滏阳河原水污染物质的效果,研究3种植物及对照系统对氮、磷、COD_(Mn)等的去除效果。结果表明:经40 d批式实验后,各组反应器对TN,NH_3-N,TP,COD_(Mn)的去除率达62%,64%,42%和67%以上,其中净化效果最佳的植物为金鱼藻;同时,不同植物的含氮量与含磷量与其污染物去除能力不一一对应,但其大小次序与对氮、磷的去除能力基本相似,这可能与植物的吸收作用或植物根系微生物的代谢作用相关。     

生物流化床法处理城市污水处理厂污泥回流液的可行性研究

以城市污水处理厂污泥回流液为研究对象,研究生物流化床法降低污泥回流液中氮磷浓度的效果,并分析了COD/TN与COD/TP值对生物流化床脱氮除磷的影响.结果表明,COD_(Cr)浓度对脱氮影响不大,而对除磷有较大影响.在COD_(Cr)为500 mg/L,进水TN为115 mg/L时,TN的去除率最大为72.05%,此时,COD/TN值为4.35.在COD_(Cr)为480 mg/L,进水TP为11.25 mg/L时,TP的去除率最高为36.98%,此时COD/TP为42.67.生物流化床法对降低高浓度氮磷污泥回流液具有一定的去除效果,TN去除率可达56.35%,TP去除率为28.96%.     

人工湿地植物水质净化作用的数值模拟研究

研究区域永年洼湿地面临生态退化、水污染严重等问题,已通过人工种植湿地植物进行生态修复及水质改善。永年洼连续2年的水质监测结果表明,随着湿地植物的种植和生长,洼内水体的氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)等都有不同程度的下降。本文根据湿地植物对水质的作用机理,通过MIKE模型的EcoLab中水质过程自定义及编辑功能,基于湿地植物的泌氧、细菌活性增加和植物吸收作用下水化学反应过程,构建"WQ+Veg"水质模块,耦合MIKE21水动力结果,模拟永年洼人工湿地种植前后湖区流速及NH3-N、 TN、 TP等水质指标的变化。在有加密监测的断面上,模拟有植物的2017年情景相比无植物的2016年情景,NH3-N、TN和TP平均下降了14.9%、7.33%和14.3%,与监测结果较为一致。在永年洼出水口处2017年相比2016年,NH3-N、TN和TP的去除率提高了7.2%、5.3%和9.1%。模型描述的反应过程清晰,可考虑湿地植物类型、分布、面积等条件下水质氮磷的响应,为大尺度湿地修复的布局及设计提供研究工具,同时为湿地水质净化效果评估提供依据。     

嵌草铺装系统微生物群落变化研究

试验以模拟嵌草铺装系统为研究对象,研究在嵌草铺装系统去除雨水径流中NH_3-N、TN、TP和COD过程中微生物的群落结构和多样性变化。结果表明:种植丹麦草的嵌草铺装系统对NH_3-N、TN和TP的去除效果略优于种植牛筋草的嵌草铺装系统,二者对COD的去除率可达92.7%以上,对NH_3-N、TN和TP的去除率分别可达74.8%、78.7%和75%以上;微生物对于嵌草铺装系统中径流污染物的去除有着极为重要的作用,试验阶段优势菌属发生了显著更替,优势菌属的更替和含量变化与NH_3-N、TN、TP和COD的浓度变化表现出正相关性;在一定的空间尺度上具有相似的环境条件下,植物种类不同,土壤微生物的数量和分布有一定差异,表明植物种类对微生物的群落结构及多样性有一定的影响。     

人工湿地植物系统净化氮素污染物

利用人工湿地试验研究了水葫芦（Eichhorniacrassipes）、大藻（Pistiastratiotes）和水鳖（Hydrocharisdubia（BL） Backer）等3种水生植物,以无植物单元为对照系统CK,比较它们对总氮TN、氨氮NH3-N和硝氮NO,-N的去除效果。结果表明：（1）水生植物能有效提高污染物去除率,平均去除效果明显优于CK,经计算植物系统平均TN、NH,-N、N03-N去除率分别比CK提高了45．16％、98．51％及225．17％;（2）3种植物系统对污染物的去除效果均显著优于CK（P〈0．05）,且高盖度的水葫芦和大漂去除效果最佳：（3）典型单元各处理TN、NH3-N和NO3-N的出水浓度呈逐级降低趋势,拟合分析得出TN出水浓度随沿程距离的增加而呈线性降低。但个别终端处理池出现浓度反弹现象,如何确定湿地单元的最佳经济长度具有重要意义。     

2种浮床植物吸收不同N/P水体中氮磷的研究

选取水稻、空心菜这2种常见植物作为研究对象,通过在容积为25 L的塑料水桶中设置浮床,在低、中、高3种N/P（分别为8∶1,25∶1,55∶1）富营养化水体表面种植植物,研究其对氮磷的去除效果。研究结果表明：①所选的2种试材--浮床水稻与空心菜能较好地吸收富营养化水体中的氮磷元素,可作为水体富营养化防治的浮床栽培植物进行推广;②在所选的3种N/P水体中,浮床水稻对TP的净去除率均大于浮床空心菜,而浮床空心菜对TN,NH₃-N的净去除率大于浮床水稻,可根据富营养化水体的性质,选择适合的浮床植物进行栽种;③在低N/P（比值为8∶1）的水体中,2种植物对TN,NH₃-N,TP的吸收能力最强,浮床水稻对其的净去除率分别为19.0%,91.4%,95.0%,浮床空心菜净去除率分别为28.2%,99.2%,87.2%。
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无土草坪新型浮床对城市河道污染水体净化效果初探

选取无土草坪(高羊茅)搭建一种新型浮床,同时与以种植净水植物黄菖蒲、千屈菜的传统浮床对比,通过室内试验,研究无土草坪新型浮床对城市河道污染水体中污染物的净化效果。结果表明:无土草坪对污染水体中化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)都有明显的去除效果,其中对COD、TP的去除率高于黄菖蒲和千屈菜,分别为62.0%、89.0%,对NH3-N、TN的去除效果仅次于黄菖蒲,去除率分别为91.7%、95.4%。从试验结果来看,无土草坪对污染水体中污染物的净化效果显著,可作为城市污染水体生态修复的一条新途径。     

不同填料强化生态浮床对淡水养殖水体的净化效果

人工填料强化生态浮床是近年来发展起来的一种新兴生态工程修复技术。选取3种不同类型的人工填料与挺水植物组合,分析其对高磷浓度养殖水体和上海市养殖池塘水体的净化效果。结果表明,在高磷浓度(2.36~3.42 mg/L)养殖水体中,人工填料强化生态浮床对TN、TP、COD的平均去除率分别为34.9%,12.2%,26.1%,且3组系统之间差异不明显。在上海市养殖水体平均浓度条件下,3组系统对TN和TP的去除能力为:立体弹性填料强化生态浮床＞组合填料强化生态浮床＞生物绳填料强化生态浮床,立体弹性填料强化生态浮床对TN和TP的去除率分别为83.9%和69.3%;3组系统对COD和NH₄⁺-N的去除率均在70%以上。因此,立体弹性填料强化生态浮床可以考虑应用于上海市淡水养殖池塘水体的生态修复工程。     

潜流人工湿地在预处理黄河微污染原水中的应用

近年来,黄河水质不断恶化,呈现显著的微污染特征.在济南市玉清湖水库进水口处进行了潜流人工湿地对入库微污染黄河水的净化试验.试验结果表明:在4 m/d的水力负荷条件下,推流式人工湿地与往复式人工湿地都有较好的处理效果,CODCr、TP的平均去除率均可达到45%～50%,NH3-N、NO-2-N、NO-3-N的平均去除率均可达到35%～40%,TN的平均去除率为25%～35%.二者没有明显的差别.     

基于生态浮床的乡村微污染河道水质净化研究

为了综合解决乡村河流微污染问题,文章以上夹河退水渠河道微污染水体为对象,以净化能力强且观赏性较好的9种水生植物为试验供试植物,构建了单一植物型生态浮床,研究了植物型生态浮床对水体中氨氮(NH4^+-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)等指标的去除情况,结果表明:9种植物生态浮床对乡村微污染河道水体中污染物的去除率有一定差异;其中,象草、芦苇、水葫芦对NH4^+-N去除率较高,分别为54.58%、61.04%、67.50%;黄菖蒲、美人蕉、水葫芦对TP去除率较高,分别为83.93%、86.26%、89.17%;黄菖蒲、风车草、水葫芦对COD去除率较高,分别为31.82%、31.83%、33.39%;该研究能够为植物型生态浮床技术在今后乡村微污染河流中的应用提供理论指导。     

景观-生物膜系统在水环境修复中的应用分析

景观-生物膜系统是一种新型废水、污水处理系统,对于水环境的修复具有重要作用。本文对美人蕉、鸢尾及海寿3种植物在景观-生物膜系统中的应用效果进行了对比分析,结果表明:在相同水质情况下,美人蕉的生长状况优于其他两种植物;美人蕉的生物量随运行时间呈"适应生长、快速生长、缓慢生长"三阶段变化特征,而鸢尾和海寿则呈"快速增加、缓慢增加"两阶段变化特征;三种植物对于TN、TP去除均有较好效果,并随时间呈幂函数降低;美人蕉、鸢尾及海寿对于TN的去除率分别为59.4%、50.0%和47.8%,对于TP的去除率分别为54.3%、45.7%和37.1%;植物吸收并不是影响元素去除的唯一因素,美人蕉相较于鸢尾及海寿,具有去除效率高、见效快等优势。     

土壤过滤系统处理农村生活污水过程中污染物的变化规律

采用一种土壤过滤系统处理农村生活污水,分析了该工艺处理过程中CODCr、BOD5、NH3-N、全氮(TN)和全磷(TP)的时空变化规律。实验结果表明:去除季节效果由高到低依次为:夏季>秋季>春季>冬季。土壤过滤系统对CODCr、BOD5、NH3-N、TN和TP的最高去除率分别达到87.3%、88.2%、75.9%、59.3%和74.1%;在土壤过滤系统内,沿着水流的水平方向,各物质去除率逐渐增大。采用该技术处理后,排水中TN、TP的浓度较高,用于灌溉可减少化肥使用量和节省淡水资源。