淀山湖河口生态浮床试验工程设计与效果研究

在综合考虑淀山湖千墩浦河口区域的地形、水文、水质、植被、航道等环境因素和工程实施总体目标的基础上,从工程选址、浮床结构、浮床植物筛选、浮床布局以及浮床系统保护等方面开展了生态浮床试验工程的研究与设计,并通过实践进行了效果验证,为在淀山湖大规模开展浮床工程建设积累了技术参数和运行经验。工程运行一年来的情况表明,浮床技术可有效削减富营养化水体中的COD、TN、氨氮和TP等营养物质,为后续的生态修复工程奠定良好基础;选择的浮床植物较好地适应了淀山湖水体营养状况,植物收获量达到和超过了考核目标;设计的"消浪排+防浪围隔"防护系统结构可有效抵御风浪和船行波的影响,围隔对波浪能的消减率可达39%。     

微曝气生态浮床的净化效果与生物膜特性研究

大清河是滇池的主要支流之一,其水质污染严重,长期处于黑臭状态,针对这种情况开展了微曝气生态浮床净化其水质的研究.在进水量为6000～10000m3/d、曝气总量为50m3/h时,对TN、NH4+;-N、TP、SS和COD的平均去除率分别为77.4%、84.7%、75.1%、86.2%和72.5%.沿水流方向布设若干观测点,进一步对YDT弹性立体填料上生物膜的发育过程和特性进行了研究.系统水体流速为0.0353～0.1288m/s,弹性填料上的生物膜厚度在14～17d达到最大,生物膜量则在21d达到最大;生物膜的形态、厚度、数量、脱氢酶活性和细菌数量具有沿水流方向渐变的特点.进水端的生物膜较厚、成分复杂,生物膜量沿水流方向则呈逐步递减的趋势,脱氢酶活性呈现先上升再平稳下降的趋势,而异养茵和硝化菌群的数量逐渐增高.对于进水端而言,上层生物膜的脱氢酶活性和异养茵数量明显高于下层,而出水端的则变化不大.系统中硝化茵群的数量较高,与异养菌处在同一个数量级,其总量占异养茵数量的52.2%～138.1%.     

低温下生态浮床净化重污染河水的研究

为了提高普通植物浮床在低温条件下对重污染水体的净化效果,引入陶粒作为浮床基质,在重庆地区的临江河构筑了植物—陶粒生态浮床,研究了美人蕉、风车草浮床在低温条件下对重污染河水中TN、TP和COD的去除效果。结果表明,关人蕉、风车草浮床对TN的平均去除率分别为36．2％、35．3％,对TP的平均去除率分别为30．1％、30．8％,对COD的平均去除率分别为27．8％、31．7％;其中,美人蕉、风车草的吸收作用可去除水体中7．2％、5．4％的TN,8．3％、6．8％的TP,陶粒的净化作用可去除水体中10．1％的TN、13％的TP和13．9％的COD。水温〉10℃时,关人蕉浮床的净化能力明显高于风车草浮床,而风车草浮床在10℃以下的净化效果较好。     

生态浮床技术的应用及研究新进展

近年来为解决我国水域富营养化问题,一种以水生植物为主体,运用无土栽培技术原理的生态浮床技术应运而生。该技术以其治理富营养化水体的独特优点,既美化保护生态环境,又带来了一定的社会效益,且成本低,是一种极具发展潜力的技术。但是影响该技术的因素也较多,主要包括浮床水生植物选型、水体污染程度的差异、植物的种植方式和周边环境条件等。虽然目前该技术的成功应用实例不断增多,但是仍然存在一些亟需解决的问题,如植物根系和根际微生物群落相互作用的机理不明确、气候条件的不利影响、制作生态浮床材料的二次污染以及如何与其他污水处理技术相组合等。     

不同增氧条件下强化生态浮床净化养殖水体的效果

通过设置不同增氧条件,研究立体弹性填料强化生态浮床对淡水养殖水体的净化效果及出水中氮的组成。结果表明,当增氧强度为1 L/min、每天增氧3 h时,立体弹性填料强化生态浮床对淡水养殖水体中TN、COD和TP的去除率最高,分别为73.9%、81.7%和54.9%;不增氧会导致系统出水中NH₄⁺-N浓度较高,当每天增氧4 h或8 h时会造成出水中NO₃^--N积累。因此,综合考虑对上海市淡水养殖池塘水体的净化效果及出水中"三氮"的组成,当增氧强度为1 L/min、每天增氧3 h时,立体弹性填料强化生态浮床系统运行效果最佳。     

组合型生态浮床中各生物单元对污染物去除的贡献及净化机理

对组合型生态浮床中水生植物单元(空心菜)、水生动物单元(滤食性贝类三角帆蚌)、微生物强化单元(人工介质)进行组合配置,分析不同生物单元的污染物去除贡献率,试验结果表明,组合型生态浮床中人工介质单元对TN、TP、CODMn去除的贡献率分别为48.5％、46.7％、49.9％,均高于水生植物和水生动物单元,人工介质富集的微生物是氮磷等污染物的净化主体,而水生动物单元对Chl-a的去除贡献率达到了79.1％,表明水生动物单元的污染物去除途径主要为三角帆蚌对藻类等颗粒性有机物的滤食.通过三角帆蚌的滤食及排氨作用促进了颗粒有机物的可溶化和无机化,为组合型生态浮床中人工介质上微生物增殖以及植物的吸收提供了有利的基质条件,从而促进了浮床的污染物净化效能.     

美人蕉和菖蒲生态浮床净化微污染源水的比较

利用美人蕉和菖蒲生态浮床净化微污染源水,在进水TN为0.91～1.17mg/L、TP为0.12～0.18mg/L、CODMn为5.48～9.36mg/L、DO为3.6～6.1mg/L时,两种生态浮床的出水水质均能满足集中式饮用水水源地水质标准(GB3838—2002)的要求;其中美人蕉和菖蒲浮床对TN的平均去除率分别为42.5%和36.2%,对TP的平均去除率为48.1%和44.2%,对CODMn的平均去除率为42.3%和36.3%,美人蕉浮床的净化效果要好于菖蒲浮床。可见,生态浮床的除污效果较好,可用于微污染源水的净化。     

组合生态浮床技术对富营养化水源水质的改善效果

通过延长浮床生态系统的食物链和强化浮床的微生物富集特性,构筑了以水生植物、水生动物及微生物生态系统为主体的组合生态浮床,考察了其对富营养化水源水质的改善效果。研究表明,当水体交换时间为7d、水力负荷为1.85m3/(m2.d)时,组合生态浮床对TN、TP、TOC、Chl-a的平均去除率分别为52.7%、54.5%、49.2%、80.2%,相应的去除负荷分别为4.03、0.79、0.49g/(m2.d)和25.31mg/(m2.d);对总藻毒素和胞外藻毒素的去除率分别为77.4%和68%。可见,该组合生态浮床是改善富营养化水源水质的有效方法。     

植物碳源强化浮床净化效果及对根系微生物群落影响

为解决传统生态浮床对再生水补给景观水体中氮去除效果不佳的问题,在传统生态浮床(T-EFB)基础上引入植物碳源,构建植物碳源强化生态浮床(PCS-EFB),并通过中试考察了两者对再生水补给景观水体水质的净化效果,以及植物碳源对根系微生物菌群的影响。结果表明,PCS-EFB可大幅降低水体中污染物浓度,试验全程对浊度、TN、NO₃^--N、藻密度和叶绿素a(Chl-a)的平均去除率分别可达46.52%、62.24%、92.84%、57.51%和63.86%。同时,植物碳源的缓释性与良好的可生化性使其在促进反硝化的同时不会引起水体COD的大幅增加。此外,植物碳源的添加还可提高浮床系统微生物多样性,同时增加Proteobacteria、Chloroflexi、Firmicutes等功能菌的相对丰度,促进水中污染物的去除和降解。因此,植物碳源强化生态浮床可用于以硝酸盐氮为主的景观水体净化,以保障水质和控制富营养化。     

人工浮床加挂填料对富营养化河水的净化效果

人工浮床技术是治理富营养化水体的一种经济且高效的手段.应用3种填料、2种浮床、2种水力负荷对人工浮床中试系统进行组合构建,考察不同类型的浮床对太湖周边污染河水的净化效果.结果表明,采用人工浮床加挂人工填料的方法对富营养化河水进行外源污染控制是行之有效的,经过3种填料组合浮床净化后,出水水质都达到了生活生产用水水质标准.3种不同填料的组合浮床中,净化效果最好的是球形填料与框架结构组合,在低水力负荷率条件下,该系统对TP、NH4+ -N、NO3-N和CODMn的去除率分别达到74.3％、76.6％、63.6％和67.5％.     

组合生态浮床在滇池入湖河流治理中的应用

采用一套由植物浮床和填料浮床组合而成的生态浮床系统治理滇池入湖河流大清河,考察了组合浮床对入湖河流水质的净化效果.结果表明,组合生态浮床对水体中COD、TN、TP的去除效果较好,其面积污染负荷去除率分别为401.5、50.0、5.44 mg/(m2·d),年平均去除率分别为5.16%、4.2%和7.91%,水质的改善效果明显.     

自流式复合生态滤床用于城市河道水质净化研究

自流式复合生态滤床是一项根据人工湿地原理建立的环境生物修复技术,具有水力负荷大、处理效果好、能耗低、管理方便等优点,十分适合于中国城市河道的生态治理.采用自流式复合生态滤床,结合光催化杀藻技术、河道生态护岸技术,对深圳市大沙河进行生态治理,试验结果表明,在水力负荷为1.5m/d的条件下,经自流式复合生态滤床处理后各类污染物的浓度均有不同程度的下降,其中对NH3-N的去除率可达60%以上,对TP的去除率>55%,对COD的去除率>50%,河道水质得到明显改善.     

生物净化槽/强化生态浮床工艺处理农村生活污水

农村生活污水的随意排放对农村的生态环境构成了严重威胁,因地制宜地研发适合农村分散式生活污水处理的新技术与新工艺是解决农村水污染问题的关键所在.采用生物净化槽/强化生态浮床(BPT-EEFR)组合工艺处理崇明岛的农村生活污水,生物净化槽(BPT)可以有效地对有机物进行生物降解,强化生态浮床(EEFR)则进一步去除了氮和磷.在稳定运行的状况下,BPT-EEFR组合工艺的平均出水COD<45 mg/L、NH+4-N<5.0 mg/L、TP<0.75 mg/L、SS<20 mg/L,其对COD、NH+4-N、TN、TP及SS的平均去除率分别为80.3%、83.1%、50.2%、79.4%和88.1%,其中BPT对去除COD、NH+4-N、TN、TP及SS的贡献率分别为78%、25%、37%、53%及35%,EEFR的则为22%、75%、63%、47%及65%.同时,BPT-EEFR组合工艺还具有占地少、造价低、易于维护管理等优点,比较适合农村地区生活污水的处理.     

厌氧生物滤池/生态浮床工艺处理南方农村生活污水

采用无动力地埋式厌氧生物滤池/生态浮床组合工艺处理坑贝村生活污水,其中厌氧生物滤池可有效降解有机物,生态浮床则可进一步脱氮除磷。实际运行结果表明,该组合工艺效率高,出水水质稳定且达到广东省地方标准《水污染物排放限值》第二时段一级标准,出水平均浓度SS<20 mg/L、COD<40 mg/L、BOD5<20 mg/L、NH+4-N<10 mg/L、TP<0.5 mg/L,其对应的SS、COD、BOD5、NH+4-N、TP平均去除率分别为89.7%、81.0%、80.9%、80.9%和81.9%。同时,该工艺具有占地少、投资少、能耗低、运行费用低、维护管理容易等特点,适用于南方地区农村生活污水处理。     

复合生态床的植物配置与净化效能研究

复合生态床是由填料和植物按一定需要组合而成的梯级人工湿地系统,是一种新型的生活污水生态处理工艺。结合山地城镇的地形特点构建了三级人工湿地生态床,并开展了处理生活污水的中试(13.5 m3/d)研究。选择美人蕉、风车草、菖蒲、香蒲四种土著植物以及陶粒、钢渣、石灰石等3种填料,通过进行不同的组合,考察其对除污效果的影响。结果表明:美人蕉的生物量最大,对氮、磷的去除能力较强;最优植物组合为风车草—美人蕉—菖蒲,其对NH3-N、TN和TP的去除率分别为69.85%、59.31%和75.04%。