菖蒲和石菖蒲的生长特性及其对生活污水净化功能的比较研究

以菖蒲和石菖蒲为对象,通过漂浮栽植研究了其在不同浓度生活污水中的生长特性及其对污水TN、NH3-N、TP、CODCr的去除情况。结果表明,菖蒲在中浓度污水中生长最好,其生物量显著高于低、高浓度,而石菖蒲在低浓度污水中生长最好,其生物量显著高于中、高浓度。菖蒲对中浓度污水中TN、TP、CODCr的去除率分别为96.85%、82.62%、88.89%,对低浓度污水中TN、TP、CODCr的去除率分别为99.87%、91.38%、83.34%,净化效果均高于高浓度(96.58%、80.96%、77.55%),但对NH3-N的去除率在高浓度污水中最好,为99.46%。石菖蒲净化中浓度污水的效果最好,对TN、NH3-N、TP、CODCr的去除率分别为94.20%、78.06%、89.43%、74.98%,对高浓度污水中的NH3-N、TP、CODCr的去除效果也较好,去除率分别为94.62%、91.95%、87.08%,但对TN去除率为59.14%,显著低于低浓度(98.73%)和中浓度(94.20%)。     

绿色屋面降雨径流水质及消减污染负荷研究

2011年5月至11月对12场降雨时段的屋面径流和干湿沉降进行采样监测,比较了屋面径流(绿色屋面和沥青屋面)、干湿总沉降和降雨中污染物的浓度和污染负荷,并运用多元统计方法分析了降雨特征对绿色屋面径流水质的影响。结果表明,从径流水质层面上分析,绿色屋面是总悬浮物(TSS)的汇,对p H值有较好的中和作用,对于总磷(TP)、溶解态铜(DCu)和溶解态锌(DZn)是非源非汇,是电导率(EC)、总氮(TN)、氨态氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N)、化学需氧量(COD)、5日生化需氧量(BOD5)和溶解态铅(DPb)的源;从污染负荷的角度分析,绿色屋面是NH+4-N、TSS和BOD5的汇,对于TN、DPb、DCu、DZn、TP和COD是非源非汇,是NO-3-N的源;与控制屋面相比,绿色屋面可以消减TSS、TP、BOD5、COD、NH+4-N、DZn和DPb的污染负荷,分别消减了90.53%、49.38%、41.31%、36.48%、35.45%、28.27%和14.20%;但是增加了NO-3-N和TN的污染负荷,分别增加了821.02%和275.48%;绿色屋面径流污染物的浓度与降雨量、降雨历时和降雨强度呈负相关关系,而与降雨间隔呈正相关关系。研究结果为绿色屋面的科学设计及正确评价绿色屋面对径流水质的影响提供依据。     

人工湿地对猪场废水有机物处理效果的研究

分别以香根草 (Vetiveriazizanioides)和风车草 (Cyperusalternifolius)为植被 ,按 1.0m× 0 .5m×0 .8m建立人工湿地 ,通过 4季测试 ,研究其对猪场废水有机物的净化功能及其随季节、进水浓度及水力停留时间变化的规律 .结果表明 ,4个季节香根草或风车草人工湿地对COD和BOD有较稳定的去除效果 ,两湿地抗有机负荷冲击能力强 .在春季 ,停留时间 1～ 2d ,COD和BOD去除率分别为 70 %和 80 %;在夏季 ,进水COD高达 10 0 0～ 140 0mg·L-1情况下 ,COD去除率接近 90 %;在秋季 ,停留时间 1～ 2d ,COD和BOD去除率分别为 5 0 %～ 6 0 %和 5 0 %;在冬季 ,进水COD达 10 0 3mg·L-1情况下 ,COD去除率在 70 %以上 .COD、BOD和SS的去除率在两湿地间没有显著差异 .人工湿地污染物 (Y)随水力停留时间 (t)延长的降解遵从指数方程规律Yt=Y0 ·e( -kt) .在相同停留时间时 ,随进水污染物浓度 (x)提高的出水污染物浓度 (y)的回归关系遵从直线方程规律 y =a+bx .     

温室甲鱼养殖废水蔬菜浮床处理效能及影响因素研究

温室甲鱼养殖业是我国长三角地区村镇经济的重要产业, 但高氮磷含量温室甲鱼养殖废水的无序排放已严重影响了居民生活和生产用水质量与安全。采用静态蔬菜浮床系统处理温室甲鱼养殖废水, 并考察曝气和蔬菜种类对污染物去除的影响, 设置空白、空白+曝气、空心菜、空心菜+曝气、根达菜及根达菜+曝气等6 个处理, 经过46 d 的试验, 各系统对NH4+-N、TN、TP 和COD 的平均去除率分别为99.0%、67.7%、35.3%和87.5%, 对氮素和COD 的去除具有重要作用, 但对TP 的去除率较低, 但系统表现出较强的自净作用。通过曝气, 系统对TP 和COD 的去除能力显著增加, 但未增加对TN 的去除; 同时, 蔬菜种植显著增加了TN、TP 和COD 的去除, 种植空心菜具有更高的TP 和TN 去除效能, 但COD 的去除率却略低于种植根达菜。试验结果为植物浮床处理温室甲鱼养殖废水技术的应用和推广提供了技术支撑。     

潜流-上行垂直流复合人工湿地对氮磷去除效果

研究了潜流-上行垂直流复合人工湿地工艺对NH4+-N、NO3--N、TN和TP的去除效果。在处理负荷为30 L.d-1,水力停留时间为4.8 d时,该工艺对NH4+-N、NO3--N、TN和TP具有良好的去除效果,平均去除率分别为95%、52%、79%和81%。对3种含氮化合物的去除效果可以根据运行时间分为两阶段,在两阶段中,对NH4+-N、NO3--N和TN的平均去除率分别为93%和99%,35%和98%,71%和98%。对TP的去除效果在整个试验过程中则保持稳定。     

红树植物人工湿地对生活污水的净化效果

研究了潜流型海桑（Sonneratia caseolaris）人工湿地、桐花树（Aegiceras corniculatum）人工湿地和木榄（Bruguiera gymnorrhiza）人工湿地对生活污水的净化效果。一年来,3种红树植物人工湿地对BOD5、CODCr、TP、TN、NH4^＋-N和NO2^--N的平均去除率分别达到83%、71%、41%、55%、50%和84%以上。人工湿地各处理周期之间,BOD5和CODCr去除率波动较小,而TP、TN、NH4^＋-N和NO2^--N去除率波动较大。3种红树植物人工湿地对各种污染物的净化效果存在一定的差异。海桑人工湿地和桐花树人工湿地对BOD5、CODCr、TP、TN和NH4^＋-N去除率明显高于木榄人工湿地,而海桑人工湿地和桐花树人工湿地相比较,除TP外,BOD5、CODCr、TN和NH4^＋-N去除率没有显著差异。人工湿地单一处理周期内,去除率随水力停留时间（HRT）的延长而增加。BOD5、CODCr、TN和NH4^＋-N在HRT为1d和2d的去除率分别为HRT为3d去除率的54%-65%和73%-84%,NO2^--N在HRT为1d和2d的去除率分别达到了HRT为3d的70%-81%和85%-94%,而TP在HRT为1d和2d的去除率分别只有HRT为3d的39%-50%和65%-74%。另外,红树植物人工湿地与风车草（Cyperus alternifoliu）人工湿地相比,前者的BOD5、CODCr、TP、TN和NH4^＋-N去除率明显小于后者（P〈0.05）。总体上看,3种红树植物人工湿地对生活污水的净化效果呈现海桑人工湿地≈桐花树人工湿地〉木榄人工湿地。     

滇池流域退耕区植物群落构建对地表径流污染物的削减效应

为探索不同群落的构建在滇池流域的实际应用,以确定削减污染物最优植物群落的配置方式,该研究选取地表径流悬浮物(SS)、COD含量、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)六个指标作为主要的分析对象,在滇池流域退耕区开展了不同植物群落配置对地表径流污染物削减效应的试验研究。结果表明:三个植物群落对SS、COD、TN、TP、NO_3~--N在2014年和2015年间均表现出显著性的削减趋势,且三个植物群落对SS、TP和NO_3~--N的削减率均在45%以上,但并未对NH_4~+-N表现出削减效果。不同植物群落对污染物的削减效应存在一定的差异性,但是三个不同群落与年度的交互作用对SS、COD、TN、TP、NO_3~--N五个养分指标的削减并没有表现出显著的差异性。从整体上来看,三种植物群落类型中,以乔-灌-草构建的立体式植物群落对地表径流污染物的削减效果最佳。     

基于好氧反硝化及反硝化聚磷菌强化的低温低碳氮比生活污水生物处理中试研究

【背景】低碳氮比生活污水很难达标处理,多级A/O工艺、生物强化技术及生物膜技术的有机结合可有效解决这一问题。【目的】开发出一种泥膜共生多级A/O工艺并进行中试研究,驯化出高效脱氮除磷菌剂并对系统进行生物强化。【方法】通过测定中试设备出水及污水处理厂出水化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)、氨氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、总氮(Total nitrogen,TN)、总磷(Total phosphorus,TP)对比分析两种工艺的污染物去除效能,利用高通量测序技术对比生物强化技术对系统微生物群落结构的影响。【结果】中试设备对COD、NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、TP的去除效果均优于污水处理厂的处理工艺;驯化的低温好氧反硝化菌TN去除率最大值可达84.21%,驯化的低温反硝化聚磷菌群对磷的去除率最高可达85.75%;利用驯化菌群对中试设备进行生物强化后较好地改善了系统NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、TP的去除效果;经生物强化后,具有好氧反硝化和反硝化聚磷功能的Pseudomonas菌群明显增多。【结论】泥膜共生多级A/O工艺对于低碳氮比生活污水的处理具有很好的效果,利用生物强化技术可有效提高低温条件下系统污染物去除效能。     

无粪便生活污水SMBR快速处理技术

针对传统生活污水水质相对复杂,处理与回用较为困难的问题,提出在收集时排除粪便水,选择厨房、洗漱、洗澡、洗涤的污水,利用浸没式膜生物反应器(SMBR)技术实现无粪便污水的快速处理,再生水回用于冲厕.结果表明:此种污水COD、NH4+-N和TP含量低,具有良好的可生化性,可大大降低处理周期与处理成本.本技术优化的主要工艺条件为:污泥浓度范围7000～9100 mg·L-1,污泥龄(SRT)40～55 d,水力停留时间(HRT)为80min,气水比为12～15,处理效果好,微滤膜对稳定出水水质起到重要作用.在此条件下,COD、NH4+-N和TP去除率分别为85.5%、53.1%和44.9%.出水COD在20～30 mg·L-1,BOD5为1～5 mg·L-1,NH4+-N为2～3.08 mg·L-1,TP为0.59～0.9 mg·L-1,LAS为0.41～0.67 mg·L-1,去除效果较好,再生水水质可达到<城市污水再生利用城市杂用水水质>(GB/T 18920-2002)标准.     

人工湿地对氮、磷的去除效率与动态特征

1999年1月~2003年12月对荣成人工湿地污水处理系统处理效果以及氮、磷去除效果的动态变化特征进行分析。结果表明,人工湿地对SS、COD、BOD均有很好的去除效果,出水浓度分别为27·8±6·7、91·0±13·7和23·8±4·6mg·L-1,去除率分别为71·8±8·4%、62·2±10·1%和70·4±9·6%。大肠菌群去除率为99·7%。对NH4+-N和TP去除效果较差,出水浓度分别为11·3±2·6和2·00±0·28mg·L-1,去除率分别为40·6±15·3%和29·6±12·8%。NH4+-N去除效果和季节变化有关,每年7~9月去除效果最佳,1~3月效果最差,去除率分别为50·7±12·4%和23·0±11·6%。TP的去除效果季节性变化不如NH4+-N明显。NH4+-N年平均去除率2001~2003年逐年增加。TP年平均去除率在2001和2002年基本相同,2003年有所降低。     

浮床植物净化生活污水中N、P的效果及N2O的排放

在温室内采用浮床无土栽培技术,研究了黑麦草(Lolium mutliflorum)、水芹(Oenanthe javanica)和香根草(Vetiveria Zizanioides)3种植物对生活污水中N、P的去除效果及净化过程中N2O的排放特征。结果表明,浮床植物系统对生活污水的TN、NH4 -N和TP具有良好的净化效果。同对照系统相比,浮床黑麦草、水芹和香根草系统对TN的平均去除率分别提高了26.2%,22.9%,4.1%;对NH4 -N的去除率分别提高了31.4%,14.5%,3.0%;对TP去除率分别提高了33.1%,54.2%,15.5%。净化周期内,浮床各系统的TN、NH4 -N和TP浓度随着污水停留时间的延长直线下降,而NO3-N浓度却因系统内硝化强度大于反硝化强度而产生了累积;植物的存在明显的促进了浮床系统的N2O排放,浮床黑麦草、水芹、香根草和对照系统N2O的平均排放通量分别为174.44μg/(m2.h),82.19μg/(m2.h),112.49μg/(m2.h)和44.81μg/(m2.h)。浮床系统N2O排放通量的日变化呈现出夜间下降而白天增加的规律,与温度的昼夜变化规律基本相同,表明温度的升降直接影响了N2O的生成及排放。     

利用市政污水培养Chlorella vulgaris生产生物柴油

为了考察利用南昌市政污水规模化培养富油微藻生产生物柴油,同时达到净化污水的目的,取南昌市青山湖污水处理厂未经任何处理的市政污水作为普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长的培养液。监测了C.vulgaris在市政污水中连续培养10 d的特定生长率、生物质产量以及与之相关的市政污水中氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、总悬浮固体(TSS)和挥发性悬浮固体(VSS)的清除情况。实验表明:营养物质的水平显著地影响了C.vulgaris的生长。C.vulgaris的生长率在培养8 d后达到最大,OD680为2.856,总的生物质产量日均最大积累速率为0.01 g/L,油脂含量为干质量的18%,油脂的平均日产量为0.001 g/L。培养10 d内NH4+-N、TP和COD的去除率分别为50.0%、32.1%和26.0%,TSS和VSS的日平均去除速率分别为0.01 g/L和0.006 1 g/L。     

鄂西北丹江口库区大气氮沉降

利用雨量器在鄂西北丹江口库区连续3a采集降雨样品,研究了大气氮沉降的变化动态。结果表明:2009—2011年月均总氮(TN)浓度为3.70—10.36 mg/L,与当月降雨量呈极显著线性负相关(R=-0.592**,n=32),季均TN浓度为冬季(8.21 mg/L)春季(3.94 mg/L)秋季(3.23 mg/L)夏季(2.70 mg/L),年均TN浓度为3.70 mg/L。大气氮素年均干湿总沉降量为26.53 kg/hm2,其中干沉降为7.80 kg/hm2,占总沉降量的29.4%;湿沉降为18.73 kg/hm2,占总沉降量的70.6%。干沉降中铵态氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N)、可溶性有机氮(DON)和颗粒态氮(PN)分别占TN的22.1%、16.8%、37.2%和23.9%,湿沉降中它们分别为TN的36.6%、34.4%、12.9%和16.1%。     

4种不同生活型湿地植物对富营养化水体的净化效果

选择4种湿地植物菖蒲、香蒲、浮萍和金鱼藻,研究单一及组合湿地植物对高浓度污水(污水处理厂进水)、低浓度污水(污水处理厂出水)中营养物质的去除效果.结果表明: 水体中总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)浓度呈现试验前期快速下降,后期缓慢下降的趋势,表明湿地植物能有效净化污水中的TN、TP、COD,但不同湿地植物及湿地植物组合的净化效果存在差异.多种湿地植物组合比单种湿地植物对TN的净化作用强,其中香蒲＋浮萍＋金鱼藻对TN的净化效果最佳;高浓度污水中,单种挺水植物对TP的净化效果较好,低浓度污水中,则是多种湿地植物组合对TP的去除率较高;高浓度污水中,湿地植物对COD的去除率为85.1%～96.0%,其中菖蒲、香蒲去除效果最佳,低浓度污水中,湿地植物对COD去除率为76.9%～94.8%,以菖蒲＋浮萍＋金鱼藻去除效果最好.总体看来,湿地植物对高浓度污水中TN、TP、COD的净化效果好于低浓度污水,两种水体的pH都得到改善.     

四种冬季水生植物组合对富营养化水体的净化效果

选择10种耐低温的水生植物构建4种植物组合,研究了冬季低温环境下不同水生植物组合对富营养化水体的净化效果.结果表明:组合1[常绿水生鸢尾(Iris hexagonus Hybrid)*羊蹄(Rumex japonicus)+金叶“金钱蒲”(Acorus gramineus“Ogan”)+反曲灯心草“蓝箭”(Juncus inflexus“Blue Arrows”)]4种植物均能在试验富营养化水体中茂盛生长,且对TN、NOx-N、NH4-N和TP的去除率分别为47.8％、52.2％、32.4％和70.1％;组合2[常绿水生鸢尾+羊蹄+金叶“金钱蒲”+大苞萱草(Hemerocallis middendorfii)]4种植物也都能在试验富营养化水体中存活,并且有一定量的生长,对TN、NOx-N、NH4-N和TP的去除率分别为44.2％、58.5％、34.6％和67.8％;而未种植物的对照对TN、NOx-N、NH4-N和TP的去除率分别为40.0％、25.9％、27.3％和64.5％;组合1和2对富营养化水体有较好的净化效果.组合3和组合4中由于吊兰(Chlorophytum comosum)和三穗薹草(Carex tristachya)等植物长势较差,仅对NOx-N具有较明显去除能力,对其他指标去除效果不明显.通过这些水生植物在富营养化水体中生长特性和对营养元素的去除能力,发现冬季组合1和2的净化效果较好,是低温条件下适宜的浮床植物组合形式.     

云南高原湿地湖滨带植物不同空间配置对生活污水N、P去除的影响

采用野外调查和室内模拟实验相结合的方法,对云南高原湿地常见的7种湖滨带植物群落开展污水净化试验研究,为云南高原退化湿地恢复与污染湖泊治理中植物的选择与空间配置提供依据。结果表明,湖滨带植物群落对污水浓度的耐受和净化降解是有限度的,在适合植物生长的污水浓度范围(TN:8.39～22.95mg·L-1;TP:0.61～1.96mg·L-1;NH4+-N:6.42～19.80mg·L-1)内,植物群落才能对污水起到高效的净化效果,对TP和NH4+-N的去除率均能达到30%以上,对TN的去除率也能达到20%。在较高浓度范围内,由茭草(Zizana caduciflora)、蓖齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)和金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)几种喜氮、磷植物组成的群落对污水的净化效果更好。但不同植物群落对污水的净化效果存在着差异(P<0.05),含同一种植物但其他组成植物不同的群落净化效果不同,表明植物种间存在相互作用,不同种类、不同生活型间相互协作,发挥着最大功能作用。     

温度和光照对黑藻生长及净化污水效果的影响

研究温度和光照对黑藻(Hydrilla verticillata(Linn.f.)Royle)生长和净化污水效果的影响。结果表明在35℃、25℃的培养中黑藻生长旺盛,经过15d的培养,植株生物量显著高于5℃的处理(P0.05),对总氮(TN)的去除率达到78%,对总磷(TP)的去除率达到98%;在15℃中黑藻生长较慢,对污水的净化效果有所下降,但对TN和TP的去除率仍达到76%和82%;在5℃的培养中黑藻的生长受到抑制,对TN和TP的去除率都仅为46%,显著低于15、25℃和35℃的处理(P0.05)。在较高光照强度(2000—4000lx)的培养中黑藻的生长和对污染物的去除率无显著差异,而在较低光照强度(1000lx)下,黑藻生长量和对TN和氨态氮(NH4-N)的去除率显著降低(P0.05)。     

活化硅藻精土处理低浓度污水的试验研究

采用混凝搅拌试验,对影响活化硅藻精土处理低浓度污水的各项因素进行分析。实验表明,在最佳参数条件下,该工艺对污水中悬浮固体(SS)的去除率为95%、化学需氧量(COD)去除率为67%、氨氮(NH_3-N)去除率为16%、总磷(TP)去除率为91%,是一种优良的城市污水强化一级处理工艺。     

重庆典型地区大气湿沉降氮的时空变化

验连续3a采集雨样研究了重庆市郊区和林区大气湿沉降氮的时空变化.结果表明,重庆市近郊区、远郊区和林区3个采样点雨水总氮浓度范围为(3.94±0.50)～(4.56±1.01)mg L-1,平均(4.27±0.73)mg L-1.NH+4-N、NO-3-N和DON占TN百分比例分别为44.9%、27.4%和27.5%.降雨中NH+4-N对氮沉降量的贡献率最大.在时间尺度上,不同季节降雨中氮浓度呈现明显的季节性差异,以冬季最高,依次是夏季、春季和秋季.在空间分布上,近郊区、远郊区和林区的TN平均浓度分别为4.56 mg L-1、4.32 mg L-1和3.94 mg L-1,从近郊区到林区有逐渐降低的趋势.降雨中的NH+4-N、NO-3-N、DON和TN浓度与降雨量无显著相关性.但是,降雨量与氮沉降量呈显著正相关.大气氮湿沉降时空差异与降雨量和氮排放直接相关.重庆市随降雨到达地面的氮沉降量较高,远远超过了水体负荷的临界值,可能对三峡库区的水资源产生不利影响.     

太湖地区氮素湿沉降动态及生态学意义：以常熟生态站为例

在常熟生态站2001年6月至2003年5月连续两年定位收集湿沉降,对太湖地区氮素湿沉降动态进行研究．结果表明,湿沉降氮输入量季节变化显著,夏、春季高,秋、冬季低．在湿沉降输入氮中NH4^+-N、NO3^--N和DON的比例分别为47．6％、35．1％和17．4％．湿沉降中NH4^+-N主要来自当地农田的氨挥发,湿沉降NH4^+-N月输入量随月降雨量增加而增加(R0=0．3178^**)．该地区空气中NO3^--N浓度相对比较稳定,湿沉降中NO3^--N浓度与降雨量呈负相关(R^2=0．4205^***)．湿沉降NO33^--N月输入量与月降雨次数呈直线正相关(R^2=0．6757***),而与月降雨量相关性较差(R^2=0．1985^*)．湿沉降TN年输入量为27．0kg·hm^-2,并在所有降雨中,氮浓度均超过水体富营养化阈值(0．2mg·L^-1)．