混合基质垂直流人工湿地净化废水效果

利用两种混合基质(蛭石+高炉渣、陶粒+高炉渣)构建模拟垂直流人工湿地处理化粪池出水,运行1a试验结果表明,蛭石+高炉渣基质对总鳞(TP)、总氮(TN)、NH4+-N、CODCr的去除效果要好于陶粒+高炉渣系统,而且其4个组合系统对TP、TN、CODcr、NH4+-N去除率分别大于71%、2.5%、61%、65%;水力学负荷比污染物的去除率存在密切关系:CODcr、NH4+-N、TP在水力负荷较小(30.6cm/d)时的去除率比水力负荷61.2cm/d下高;而种植美人蕉的蛭石+高炉渣组合在水力负荷为30.6cm/d,停留时间为0.848d时的处理效果较好,其对NH4+-N、TP、CODcr的去除率分别为94.51%、89.13%、66.46%,均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。     

复式潜流湿地净化生活污水的试验研究

研究了新型复式潜流人工湿地对生活污水的净化效果。在不同水力负荷、季节、曝气方式等条件下经过小试试验,分析了该湿地对污染物净化效果的影响。结果表明,该系统出水水质稳定,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。在水力负荷184 mm·d-1条件下COD、NH3-N去除率最大分别可达87.2%、68.9%。冬季低温条件下对各类污染物去除率仍大于20%。正交试验分析得知,最佳运行条件是气温28.6℃、水力负荷0.184 m3·m-2·d-1、水力停留时间2.4 d。对比试验表明,采用预曝气方式对湿地净化效果明显优于厌氧处理。     

接触氧化-强化混凝工艺处理崇明农村生活污水特性

针对崇明某地农村分散式生活污水低碳高氮磷的特性,研究接触氧化/强化混凝组合工艺处理农村污水的效果和机理。结果表明,组合工艺的平均出水化学需氧量（COD）＜50?mg/L、氨氮（NH3-N）＜5?mg/L、总氮（TN）＜20?mg/L、总磷（TP）＜0.5?mg/L,达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级排放标准。气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析表明：组合工艺能够有效去除有机污染物,生化处理对烷烃类污染物、芳烃及杂环类化合物均有良好的去除效果;主要总磷除磷机理：化学沉淀去除溶解性正磷酸盐,吸附机制去除聚磷酸盐、有机磷等非正磷酸盐;系统亚硝酸盐累积标志着同步硝化反硝化的发生。同时,该组合工艺还具有占地面积少、造价低、易于维护管理等优点,适合农村地区分散式生活污水的处理。     

凹凸棒土-稳定塘工艺提高严寒地区农村生活污水处理效果

针对严寒地区农村生活污水处理面临的低效率、高能耗、排水不达标的典型问题,首次提出凹凸棒土—稳定塘模式处理严寒地区农村生活污水。该研究创新的通过PLC（programmable logic controller）自控试验设计,考察在低温10℃条件下工艺的最优运行参数,经过平行对比试验研究凹凸棒土作为载体填料对低温生活污水处理效果的影响。结果表明,pH值在7.2～7.8之间,兼性塘水力停留时间为4d,好氧塘的水力停留时间与曝气时间分别为36、4 h时,工艺对化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）、氨氮（ammonia nitrogen,ammonia-N）、总磷（total phosphorus,TP）的平均去除率分别为91.5%、87.7%、84.1%,平均出水质量浓度分别为35.6、4.5、1.0 mg/L,满足国家二级排放标准,而单一式稳定塘工艺的低温生活污水处理效果显著降低,COD、氨氮、TP的去平均去除率分别降低了3.6%、6.0%、4.7%。凹凸棒土—稳定塘工艺可以有效的去除严寒地区农村生活污水中有机物及氮磷污染物,对削减农村水污染、降低水环境负荷及改善农村生态环境具有重要作用,同时也为凹凸棒土的应用拓展了新的方向。     

污水灌溉与污水土地处理系统试验及模拟仿真研究

为解决大面积不加控制的污水灌溉和未经处理的污水自由排放造成的地表水体污染问题,提出了由作物生长季节污水灌溉、低温季节污水储水入渗和地下水管理3个子系统构成的污水灌溉与污水土地处理系统.对污水灌溉子系统污染物去除效果和污水储水入渗子系统冬季工作状况进行了试验研究,利用MODFLOW模型对地下水管理子系统运行效果进行了模拟,探讨了污水灌溉与污水土地处理系统的运行性能及其对地下水的影响.结果表明:在作物生长季节内,污水灌溉子系统可有效提高系统水力负荷、污染物去除效果良好、对地下水水质无显著影响;在无作物生长的冬季,污水储水入渗子系统可保持冰层下污水持续入渗,确保低温下污水土地处理系统的正常运行;通过采用适当的地下水管理调控措施,可避免高定额污水灌溉和储水入渗对地下水产生的潜在不利影响,达到地下水管理子系统控制范围内地下水水量平衡.     

脱氮除磷生物滤池填料制备及其对农村生活污水的处理效果

针对农村生活污水处理过程中,总氮(TN)和总磷(TP)难以直接达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准的难题,该研究研制出一种新型脱氮除磷滤料,并对其表征。扫描电镜结果表明该滤料亲水性较好,表面粗糙,大量的空隙和较大的比表面积利于微生物挂膜;光学显微镜观察结果表明,生物膜生长状况良好,活性较高,无需反冲洗就能长期稳定运行。将该新型滤料用于两级生物滤池对农村生活污水的处理研究,考察了水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)、气水比、回流比及温度对系统TN和TP处理效果的影响。研究发现,在一定范围内,污染物质的去除率与水力停留时间和温度成正相关,随着气水比和回流比的增大先上升后下降;温度对TN去除的影响较为显著。试验得出系统运行的最适工况:HRT 5 h,气水比10:1,回流比50%,最利于系统脱氮温度为27℃。系统在最佳试验条件下稳定运行后,出水COD(化学需氧量)、NH_3-N、TN和TP平均质量浓度分别为18.53、0.66、9.78、0.30 mg/L,平均去除率分别为89.82%、99.80%、59.05%、88.31%,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准要求。研究结果可为实际工程和理论研究提供参考。     

不同水力负荷下生物质灰渣填料系统处理生活污水的研究

以生物质灰渣为填充材料,采用室内土柱淋溶模拟试验方法,研究了5种水力负荷下生物质灰渣填料对生活污水的处理效果。结果表明:在试验初期,系统内部微生物的活性弱,导致系统出水COD和TN浓度较高。随着进水次数的增加,各指标出水浓度逐渐降低,到后期,随着吸附消纳的饱和,TN、TP和铵态氮浓度表现出逐渐升高的趋势。在整个系统运行期间,5种水力负荷下生物质灰渣对COD的平均去除率分别为39%,62.7%,60.7%,59.1%,60.2%;TN平均去除率分别为34.3%,84%,73.8%,67.4%,40.4%;5种水力负荷下TP出水浓度最高为1.248mg/L,平均出水浓度在0.149~0.496mg/L之间,TP平均去除率为83%~97.6%,去除效果较好;生物质灰渣对铵态氮的去除效果最好,平均去除率高达98%以上。试验后期,在W5处理的高水力负荷运行中,装置出现堵塞现象,系统不能正常运行。总体而言,水力负荷为7.5~10cm3/(cm2·d)时,生物质灰渣的处理效果最好。     

新型分层生物滴滤池去除污水中氮磷的性能研究

生物滴滤池是农村生活污水处理的主要技术之一,但其存在氮、磷去除能力有限,稳定性不高等缺点。为提高新型分层生物滴滤池的氮磷去除效率,探索最佳工艺条件,本文采用新型分层生物滴滤池为试验装置,考察了滤料种类、水力负荷、回流比等对装置去除污水中氮磷性能的影响。结果表明,当滤料为炉渣、水力负荷为4 m3·m-2·d-1、回流比为2∶1时滤池去除氮磷的效果最好,对NH4+-N、TN、TP、COD的平均去除率分别可达到87.08%、57.37%、66.04%、80.78%;采用较高的回流比是滴滤池提高脱氮效果的一条有效途径。     

蚯蚓引入垂直流-水平潜流湿地混流系统处理沼液的效果

为了避免或减少人工湿地处理厌氧发酵液发生堵塞,并提高系统处理效果,该试验将蚯蚓引入到垂直流湿地系统中,并与水平潜流湿地构成混流系统,用来处理厌氧发酵液。结果表明:采用蚯蚓垂直流湿地-水平潜流湿地混流系统处理厌氧发酵液,在进水平均有机负荷达1.82 kg/(m~2·d),水力负荷10、20 cm/d的条件下,对化学需氧量、总磷、总悬浮固体的去除率达到了90%以上,氨氮去除率达80%以上,总氮去除率也维持在60%以上。提高水力负荷对污染物的消减量更有优势,水平潜流湿地对总氮的消减优于蚯蚓生态湿地。2种水力负荷下,混流湿地出水化学需氧量、氨氮、总磷、总悬浮固体均能达到《畜禽养殖业污染物排放标准》要求。蚯蚓使混流系统对化学需氧量、氨氮、总凯氏氮的去除分别提高了2%、12%、4%,同时具有同步处理污水污泥,缓解湿地堵塞的效果,处理水质基本达标,处理污泥的成本也大大降低,因此具有很大应用潜力。     

池塘系统在农村面源污染防治中的应用

 农村生活污水是农村面源污染的重要来源。通过为期1年的农村污水水质监测,研究松花坝水源区建立池塘系统对农村污水的净化效果。结果表明:1)池塘系统对铵氮、总氮、总磷的输出具有较好的控制效果,最高去除速率分别为3.78、4.20、1.06g/(m2.d),最大去除率分别为88.35%、79.28%、86.49%;2)由于硝化和反硝化作用同时存在,硝态氮的含量变化不能准确地反映池塘对硝态氮的去除效果;3)池塘系统对污染物的去除效果与污染物的输入速率呈负相关关系。研究结果可为松华坝水源区农村面源污染治理提供一定的理论依据。     

改进灰色模式识别模型评价洱海雨季灌排沟渠水质

为揭示洱海流域农田生产与农村生活单元交替分布对灌排沟渠水质的综合影响及污染物贡献率,选取流域典型灌排沟渠不同断面进行连续取样观测,在分析化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)及铵态氮(ammonium nitrogen,NH_4~+-N)浓度变化特征基础上,采用"中心化"灰色模式识别模型和综合平均污染指数对沟渠农田入口-农田出口-村落出口-农田出口-村落出口-农田出口断面水质进行综合评价。结果表明:沟渠断面TP和总可溶磷(totaldissolved phosphate,TDP)浓度沿水流方向持续增加,TN和硝态氮(nitrate nitrogen,NO_3~--N)浓度先增加随后稳定,沟渠农田出口段NH_4~+-N和COD浓度分别削减13.43%～57.88%和2.88%～19.33%,而流经村落段浓度相应增加。灰色模式识别模型分析发现沿水流方向沟渠断面水质类别分别为Ⅲ类、Ⅱ类、Ⅳ类、Ⅳ类、Ⅴ类和Ⅴ类,综合平均污染指数法表明沟渠中TN和COD是水体主要污染因子,而NO3--N是水体TN的最主要形态。该研究可揭示洱海流域氮磷污染来源与贡献,为明确面源污染防治的主要污染因子提供科技支撑。     

碳氮比对水芹浮床系统去除低污染水氮磷效果的影响

随着我国经济的快速发展,农业面源污染问题日益严重,加剧了淡水水质恶化的趋势。本研究以浮床水芹(Oenanthe javanica)系统和无植物对照(Control)为对象,研究了其对不同碳氮比农村低污染水[定义为农业生产或农民生活过程中产生的,富含植物生长所需的氮、磷等养分与多种微量元素且满足城镇污水处理厂污染物排放标准一级B要求(GB 18918—2002一级B:TN≤20 mg·L~(-1),TP≤1 mg·L~(-1))的那部分污水]中氮(N)、磷(P)、化学需氧量(COD)的净化效果。试验所用低污染水为生活污水(TWW)和外加碳源生活污水(高碳氮比,TWW-HC)两种。整个试验历时82 d,中间换水一次。试验结果表明水芹浮床系统接纳高碳氮比低污染水对氮磷的去除效果较好。外加碳源能在短时间内快速降低低污染水中N、P的浓度,试验3 d时TWW-HC中总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)的去除率分别达40.8%、38.4%、62.8%。整个试验周期TWW-HC组对TN的去除率为73.9%~96.0%,高于TWW组(60.6%~85.9%);该组对TP的去除率为68.0%~81.1%,高于TWW组和Control组(TP去除率分别为21.3%~54.9%和19.2%~58.1%)。收获时TWW-HC处理水芹生物量、平均株高和相对生长速率均显著高于TWW处理(P0.05)。TWW-HC处理通过植物吸收带走的N、P分别占系统对N、P去除量的58.2%和37.6%,明显高于TWW处理(相应比例分别为8.7%和11.0%)。这说明通过外加碳源调节进水C∶N比促进了水芹的生长和对污水中养分的吸收利用,有利于水芹浮床系统对N、P的去除。     

鄱阳湖区农村面源污染控制中最佳管理措施示范研究

鄱阳湖区农村面源污染问题日益严峻,已威胁到湖泊的水环境安全。结合该区域农村面源污染自身的变化特征,在星子县示范区内构建结构性最佳管理措施BMPs(best management practices)系统对区域内农村面源污染进行控制。结果表明,在监测期间该BMPs系统对COD,TP和TN的削减量分别为568.25,3.06和26.90kg。其中人工湿地对COD,TP和TN的单位面积削减量约达40,0.4和3.0g/m2,有较稳定的污染物去除能力;生态沟渠对各污染物单位面积削减量变化较大,与人工湿地相比虽有更强的污染物削减能力,但稳定性较弱。结合生态沟渠和三级表面流人工湿地的特点,建议通过引入适宜的植物至生态沟渠提高其处理污染物的稳定性。     

丹江口库区典型小流域面源污染生态阻控系统效果评估

小流域面源生态阻控是控制农业面源的重要手段。选择丹江口库区典型小流域钱家沟为对象,通过小流域出口水质监测,阻控措施进出水监测,以及负荷削减核算,对面源生态阻控系统进行效果评估。结果表明:钱家沟生态阻控系统稳定半年后,小流域出口总氮(TN)、硝态氮(NO_3-N)、铵态氮(NH_3-N)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))、总磷(TP)下降比例分别为38%,23%,63%,49%和16%。各阻控措施中,表面流湿地对NH_3-N(54%)、TP(70%)和TSS(78%)去除率较高,生态塘、生态沟渠对TN(36%,39%)、NO_3-N(43%,37%)、COD_(Mn)(63%,56%)去除率较高,小型人工湿地对TN(56%)、NH_3-N(85%)、COD_(Mn)(84%)、TP(57%)和TSS(87%)均具有较高的去除率,生态滤墙主要对TSS(81%)去除率较高。阻控系统对COD_(Mn)、NH_3-N、TN、TP负荷的总体削减率分别为56%,73%,63%和59%。总体来看,小流域面源生态阻控系统能够有效降低主要污染物输出浓度,对面源污染阻控效果较好。     

湿地植物对农村生活污水中氮磷的净化作用

[目的] 探讨水生植物修复技术对农村生活污水的治理效果,为乡村生态综合治理提供思路借鉴和参考资料。[方法] 通过模拟室内控制试验的方法,选取不同生态型的6种湿地植物为研究对象,分析植株生物量、去除率、植物积累量、底泥吸附量等多项指标变化,研究不同水生植物及其组合对污水中氮磷的净化效果差异以及水生植物系统的脱氮除磷特征。[结果] 无论单一种植组或混合种植组,水生植物系统对污水中TN,NH₄⁺-N,TP均有较好的净化效果,平均去除率分别达到96.6%,93.2%和95.9%,显著高于对照组。单一种植的再力花长势最好,鸢尾地上和地下部分生物量的比值最大,混合种植的美人蕉以及单一种植的梭鱼草相对生长速率最低。挺水植物对氮素的吸收作用更好,苦草对磷的吸收效果更好。植物吸收氮、磷占系统总去除量的比例在6.9%~18.3%和4.1%~13.6%之间,底泥吸附氮、磷占总去除量的比例在14.0%~31.5%和26.3%~68.4%之间。微生物及其他植物的间接作用是植物系统脱氮除磷的主要影响因素。[结论] 再力花、鸢尾及苦草的镶嵌组合是在淮北平原区湿地植物种植的理想选择。对水生植物的组合方式、数量、时间等进行优化配置,能够有效用于农村生活污水的净化。     

垂直流-水平潜流一体化人工湿地对菜地废水的净化效果

广州市番禺区东升农场菜地废水未经处理直接排入水生植物塘,最终流入附近河流,由于菜地废水水质较差,对其造成了严重的污染,严重威胁了附近居民的饮水安全。为了提高菜地出水水质,减轻对河流的污染,通过构建垂直流-水平潜流一体化人工湿地,对菜地废水进行净化处理。湿地经过9个月的运行,结果显示,湿地对COD、NH4＋-N和TP的平均去除率分别达56.40%、79.09%和79.79%以上,COD、NH4＋-N和TP出水平均浓度分别为9.45、0.47mg.L-1和0.06mg.L-1,均达到《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅱ类水质标准。湿地对TN的平均去除率较低,仅为35.08%,通过补充甘蔗叶作为碳源,湿地对TN的平均去除率显著提高,但随着碳源投加量的增加,去除率逐渐降低。本实验碳源投加量以1.62kg.m-3为宜,TN的平均去除率最高,达80.85%,出水TN平均浓度从3.06mg.L-1降低至0.90mg.L-1。     

表面流人工湿地在滇池湖滨区面源污染控制中的应用研究

在滇池湖滨带核心区退塘还湖措施的基础上,通过对福保村湖滨废弃鱼塘改造,建立了表面流人工湿地系统,对该区域内面源污水处理进行了研究。研究表明,系统年削减人湖污染物COD、TN、TP负荷分别达7840、650和20kg,单位面积削减量分别为4704、390和12kg·hm^-2,削减率分别为28．02％、35．93％和4．86％;系统对污水中COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别为15．57％、56．76％、40．37％和35．64％,且除COD外,旱季污染物去除率高于雨季;推流曝气可提高系统对污染物的去除效果,使NH3-N、TN、TP的去除率分别提高约39％、23％和21％,而COD去除率变化不明显。该系统为滇池湖滨区退塘还湖和湖滨生态系统重建提供了重要的技术示范,对滇池富营养化防治工作的开展具有重要意义。     

三种类型农田排水沟渠氮磷拦截效果比较

为了了解太湖地区不同类犁农田排水沟渠对N、P拦截效果的影响,分别在野外构建了3种类型的农田排水沟渠,即生态沟渠、混凝土沟渠和土质沟渠.研究了不同进水N、P浓度、不同水力停留时间和不同进水流速条件下,3种类型沟渠的N、P拦截效果.结果表明:在水力停留时间分别为24 h和48 h静态试验以及在固定进水流速的动态试验中,沟渠对不同进水N、P浓度的N、P去除牢大小顺序是:生态沟渠、土质沟渠和混凝土沟渠,其中,生态沟渠明显优于其他沟渠.在固定进水浓度的条件下,沟渠在不同水力停留时间下的N、P去除率大小顺序为;生态沟渠、土质沟渠和混凝土沟渠,其中,生态沟渠明显好于其他沟渠.在高、低两种进水流速和固定进水浓度条件下.生态沟渠在低进水流速下的N、P去除率明显优于其他沟渠.在不同进水浓度条件下,生态沟渠最佳水力停留时间为48 h.     

节水防污型农田水利系统构建及其效果分析

不合理的农田水肥管理是造成农业面源污染的主要原因之一。为了探寻灌区水稻节水、增产和减污相统一的措施,提出运用由田间、草沟、塘堰湿地和骨干沟"四道防线"组成的系统净化农田排水,并在广西桂林市青狮潭灌区及广西灌溉试验中心站开展了系统的试验研究。通过站内不同水肥处理下对田间节水、水稻增产、氮磷流失减少指标的分析,优选水稻田间最优水肥管理模式,即采用间歇灌溉模式、施氮肥总量不变、适当减少氮肥基肥增加追肥用量;在站外根据现有的水系分布构建"四道防线"系统,分析了各道防线对农田排水的净化效果以及提高净化效果的主要措施。由"四道防线"构成的节水防污型农田水利系统对农田氮磷排放具有良好的净化效果,实现了减少农田面源污染和修复农田水环境的目的。     

排水沟塘分布特性及与农田水力联系对水质净化能力的影响

湿地是一种能够有效治理农业非点源污染的生态设施;在一些无法建设人工湿地的地区,现存的排水沟塘系统具有类似湿地的水质净化效果。为研究排水沟塘的分布以及其与农田水力联系对其水质净化能力的影响,该文以扬州市江都区昭关灌区为例,首先通过实地调查,明确研究区不同形式沟塘的分布规律,确定沟塘与农田逐级详细水力联系,然后建立理论分析模型,分别计算考虑与不考虑水力联系2种情况下,沟塘的污染物去除能力。结果表明,考虑水力联系后,污染物去除能力为不考虑水力联系的70%~84%;水质净化作用主要集中在一些面积较大的支沟和池塘。从农田排水的角度考虑,尺寸较大沟塘会出现一定的水力冗余,但是从水质改善的角度看,则有必要保留。研究区可通过较为简单的工程措施来优化水力联系,提高其污染物的去除能力。