生态浮床-简易湿地组合系统对富营养化水体净化效果研究

[目的]研究生态浮床-简易湿地处理系统对富营养化水体的净化效果,以期为进一步开展人工湿地和生态浮床技术相组合的研究及污水、富营养化水体的生态修复提供科学的理论依据。[方法]将生态浮床-简易湿地组合成复合的生态浮床-简易湿地处理系统,通过室内模型试验和在该系统内种植黑麦草,研究该组合系统对富营养化水体中TN、TP、CODMn、BOD5、NH4-N等指标的净化效果。[结果]在冬季,生态浮床-简易湿地组合系统处理效果相当好,其对富营养化水体中TN、TP、CODMn、BOD5、NH4-N的平均去除率分别为53.5%、74.3%、41.8%、65.5%和37.8%以上。[结论]生态浮床-简易湿地组合系统对富营养化水体的净化效果明显较单一的生态浮床或简易人工湿地系统要好。     

曝气-生态浮床处理景观水体富营养化研究

[目的]研究曝气与生态浮床组合处理景观水体富营养化的效果。[方法]选取黄花鸢尾和花叶菖蒲组合作为生态浮床,将生态浮床和曝气-生态浮床进行对比研究,研究曝气-生态浮床对景观水体中总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果。[结果]生态浮床对景观水体中的TN、TP的去除率分别为85.14%和40.98%;曝气-生态浮床对景观水体中的TN、TP的去除率分别为93.17%和53.28%。在生态浮床处理景观水体中,增加曝气能够对景观水体中TN、TP的去除率提高10%左右。[结论]曝气-生态浮床能够很好地去除景观水体中TN、TP,是处理景观水体富营养化的有效方法。     

植物-浮床触生藻类对富营养化水体氮磷去除的协同效果

利用植物浮床系统,通过室内静态模拟试验,研究了在有光、避光条件下,植物与浮床触生藻类协同作用对水体中氮、磷等营养盐的去除效果.结果表明,试验后水体中的藻类减少,但在浮床上的触生藻类增多,且其主要以小球藻(Chlorella.vulgaris)、小球衣藻(Chamydomonas.microsphaera)等绿藻为主.植物和无植物在有光条件下对,TN、TP、CODMn、BOD5的去除率比在避光时要高,且植物处理的水体中的TN、TP去除率明显高于无植物(对照)处理.处理20 d,植物在有光条件下对TN的去除率达76.8%以上,对TP的去除率在89.9%以上;而在遮光时对TN的去除率最高仅为61.1%,对TP的去除率最高为85.4%.植物在有光条件下对CODMn、BOD5的去除率达94.0%以上,而在遮光时对CODMn、BOD5的去除率最高为89.5%.有植物和无植物在有光、遮光条件下处理,水体中的NH4-N、NO3-N、NO2-N,DP,Chla的浓度均随处理时间的延长而降低,且有光处理下,NH4-N、NO2-N、DP浓度下降明显低于比在遮光下和对照处理.然而,DO浓度变化则相反,即随着处理时间的延长而升高,且在有光条件下的比在遮光下和对照处理要高.本试验结果还表明,遮光条件下,水芹和豆瓣菜地上部分N的净积累量分别为0.590 8和0.367 5 mg·plant-1(DW)·d-1,P的净积累量分别为0.153 0和0.066 5 mg·plant-1(DW)·d-1;而无光条件下, 水芹和豆瓣菜地上部分N的净积累量为0.256 6和0.116 2mg·plant-1(DW)·d-1,P的净积累量为0.054 8和0.018 1 mg·plant-1(DW)·d-1.本试验结果为富营养化水体氮、磷等营养盐去除机理的研究提供重要的科学依据.     

EM菌与鱼腥草镶嵌模式对池塘养殖水体的净化效果

【目的】探明EM复合菌与鱼腥草镶嵌模式对池塘养殖水体的净化效果，以期为鱼腥草浮床＋EM菌修复系统在池塘养殖水体修复上的应用提供科学依据。【方法】选择鱼腥草为浮床植物，研究7.5%浮床、15.0%浮床、7.5%浮床＋EM菌、15.0%浮床＋EM菌、EM菌无浮床和无EM菌无浮床(CK)对池塘养殖水体的净化效果。【结果】不同处理池塘pH及水温均在正常范围，处理间变化不明显；但对池塘养殖水体的净化效果存在差异，不同处理水质的pH、DO、TN、NH3-N、TP、CODMn和BOD5平均分别为7.92～8.48、4.44～7.19 mg/L、1.15～1.83 mg/L、0.40～0.61 mg/L、0.09～0.18 mg/L、1.20～2.40 mg/L和1.90～3.23 mg/L，综合污染指数为0.97～1.84，15.0%浮床＋EM菌镶嵌处理对池塘水质修复效果最好，对TN、NH3-N、TP、CODMn和BOD5水质因子浓度的削减效果分别为9.66%、5.86%、－25.93%、40.98%和31.33%，其水质污染程度和污染水平分别为尚清洁和标准限量内(达2级标准)，其余处理水质均为污染和超出警戒水平。【结论】15%鱼腥草浮床＋EM复合菌镶嵌处理对池塘水质修复效果最好，但因“水呼吸”现象影响水体溶解氧浓度，选择15%鱼腥草浮床＋EM菌修复模式时需要配备增氧设备辅助增氧，以进一步提升池塘水体修复效果。     

铜钱草对不同污染负荷模拟污水的净化效果初探

通过池塘用水配置不同浓度梯度的模拟污水,以生态浮床为载体培养铜钱草49 d,探讨铜钱草作为浮床植物对养殖污水的处理效果。结果表明:铜钱草对不同污染负荷养殖模拟污水的TN去除率均在91%以上,TP去除率均在96%以上,NH4+-N去除率均在50%以上;试验过程中,不同模拟污水水体的NH4+-N、NO3--N、CODMn含量均随时间的延长呈先上升后下降趋势,pH和DO含量整体呈下降趋势,电导率呈上升趋势; Pearson相关系数分析表明,pH和DO与其他水体理化指标之间存在直接或间接的显著相关性。综上所述,铜钱草对养殖污水具有较好的净化效果,建议对养殖水体pH和DO含量进行定期监测,便于水体的修复管理。     

基于生物协同作用的强化生态浮床对养殖水体的净化效果

为了提高传统植物浮床对养殖水体的净化效果,降低养殖排放水污染,采用在凤眼莲Eichhornia crassipes浮床底部放置生物陶粒基质的方法构建强化生态浮床,研究了该强化生态浮床对养殖水体的净化效果。结果表明:用强化生态浮床净化水体16d时,对总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、亚硝氮(NO-2-N)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)的去除率分别达到48.57%、68.52%、77.05%、71.17%、47.22%,均显著高于凤眼莲组和生物陶粒组(P0.05);经强化生态浮床净化后的养殖水体中,TN、TP水平分别达到淡水池塘养殖排放水一级标准(SC/T9101—2007),NH+4-N浓度降至0.20mg/L以下,NO-2-N浓度降至0.01mg/L以下。研究表明,强化生态浮床中植物、基质和微生物的协同作用提高了其对污染物的去除效果。     

生态浮床对鱼塘水质的净化评价及管理——以华宇园林苗木生态园鱼塘为例

以华宇园林苗木生态园的鱼塘为研究对象,以种植生态浮床前后水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮、化学需要量(COD)为评价指标,对水质进行评价。分别从时间和空间两个维度,分析和对比生态浮床对水体中氮、磷的吸收效果、对水体中COD的影响趋势。结果表明,生态浮床对整个水域的氮和磷以及COD都有一定的吸收作用,其中对总氮的去除率最高可达15.2%,总磷的去除率最高可达56.3%。提出生态浮床对鱼塘水质净化的治理管理理念。     

不同生态浮床对景观水质的净化效果

【目的】明确不同生态浮床改善亚热带地区景观水质的效果,为我国南方地区应用生态浮床技术修复生态水环境提供参考依据。【方法】对比分析不同生态浮床对景观水体化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)去除能力及浮床植物生长状况的影响。【结果】美人蕉、鸢尾、花叶芦竹均能适应较高有机物及氮、磷浓度的水体,具有良好的适应性,对水体COD、TP、TN及NH4+-N也表现出良好的去除能力,但以美人蕉的净化效果最佳。美人蕉+组合填料生态浮床、美人蕉生态浮床、组合填料浮床对水体COD、TP、TN及NH4+-N的去除能力分别为33.75~48.98、0.23~0.93、3.71~10.26和4.12~8.44 mg/m2,3种不同生态浮床对水体COD、TP、TN和NH4+-N的去除能力存在极显著差异(P<0.01),去除能力排序为美人蕉+组合填料生态浮床>美人蕉生态浮床>组合填料浮床。【结论】美人蕉+组合填料生态浮床对水体COD、TP、TN及NH4+-N的去除效果最佳,较单一使用美人蕉生态浮床和组合填料浮床的净化效果更具优势,可作为我国南方地区修复生态水环境的首选生态浮床。     

植物与螺组合浮床对富营养化水体的净化效果

为了探明美人蕉、凤眼莲和花叶芦竹3种浮床植物单独种植及其与铜锈环棱螺组合对富营养化水体的净化效果,在玻璃温室中进行静态耗竭试验.结果表明:与对照相比,试验36 d时,各处理对水体总氮(TN)、总磷(TP)、硝念氮(NH4+-N)、氨态氮(NO3--N)具有显著的去除效果,但不同处理之间存在差异,凤眼莲与铜锈环棱螺的组合对TN、NH4+-N、NO3--N的去除效果最好,将系统中TN平均浓度从8.34 mg/L降低至2.34 mg/L,去除率达71.94%,将NH4+-N平均浓度从4.56 mg/L降低至0.67 mg/L,去除率达85.31%,将N03--N平均浓度从3.52mg/L降低至1.42 mg/L,去除率达59.66%;美人焦与螺的组合和凤眼莲与螺的组合对TP的净化效果相似,均将系统中TP平均浓度从0.34 mg/L降低至0.05 mg/L,去除率达85.29%,且优于单独种植浮床植物的净化效果.说明风眼莲和美人蕉均是降低富营养化水体中氮、磷的优选植物,水生动物铜锈环棱螺对浮床植物的净化效果起到促进作用,组合浮床系统中水体总氮浓度的减少量与植物、螺生物量的增加呈显著正相关,组合浮床对富营养化水体净化效果好于植物单独处理.     

不同类型生态浮床对水质的净化效果

为探究不同类型生态浮床对污染水体的净化效果,以动植物、浮毯、填料、单一漂浮植物(中华天胡荽)、美人蕉等5种生态浮床为试验组,通过检测水质净化的重要指标,确定不同类型生态浮床对水质净化指标的优势组合。结果表明,浮毯组和美人蕉组对总氮(TN)去除效果较好;美人蕉组、填料组和浮毯组对总磷(TP)去除效果较好。氨氮对TN降解贡献不大;硝氨对TN降解贡献较大。试验结果表明,5种生态浮床在净化水质方面效果各有优势。     

应用于农村支浜原位修复的生态浮床净化效果研究

[目的]本文旨在研究生态浮床对农村集中居住区河道支浜的净化效果。[方法]于2018年7—10月,在江苏省常州市武进区运村村新运小桥浜运农桥段180 m河段上,选取铜钱草、梭鱼草和千屈菜3种常见植物构建组合生态浮床,开展支浜水体原位修复试验。[结果]在植物种养后,支浜上、中、下游沿程各采样点,水体固体悬浮物(SS)含量逐渐下降;水体溶解氧(DO)浓度随浮床处理时间延长呈升高趋势,而pH值则逐渐趋于中性。试验期间,受到地表径流排污口的影响,组合生态浮床对河段水体总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的最高去除率分别为29.7%、30.73%和75.0%。在试验周期75 d内,铜钱草、梭鱼草和千屈菜对水体氮素的去除速率分别为0.36、2.56和1.10 g·m~(-2)·d~(-1);对水体磷素的去除速率分别为0.041、0.071和0.140 g·m~(-2)·d~(-1)。3种浮床植物对支浜水体的去污能力从高到低依次为:梭鱼草、千屈菜、铜钱草。[结论]在应用于农村支浜原位修复的生态浮床净化试验中,3种组合生态浮床不仅消减水体氮、磷浓度,还有效降解有机物和拦截颗粒物,对减少下游水体富营养化问题具有重要意义。     

山区网箱养殖区的水质监测与评价

为三板溪库区南加镇水域网箱养殖区的绿色生态渔业提供依据,于2018年1-6月对该水域网箱养殖区的水温(T)、溶解氧(DO)、pH、氨氮(TAN)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Chl.a)、化学需氧量(COD)、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)和氟化物(Fluoride)等水质因子进行了监测,选取DO、pH、TAN、TN、TP、COD、CODMn、BOD5及氟化物等9个水质指标及Ⅲ类水水质指标标准值,利用CCME水质指数法(CCME WQI)对其水体质量进行评价。结果表明:监测期间研究区域水体的叶绿素a含量为2.65～30.52μg/L,随时间进程呈逐渐上升趋势;表层水温总体随气温变化而变化,为6.0～17.8℃;表层水DO含量较高,为8.54～11.02mg/L;pH 7.68～8.30,总体变化不大,均在Ⅲ类水水质标准(6～9)内波动;TP含量均保持较低水平,符合Ⅲ类水水质的标准(≤0.2mg/L)要求;TN含量平均为2.29mg/L,高于Ⅲ类水水质标准要求(≤1mg/L);而氨氮含量均较低,其变化规律不明显;高锰酸盐指数、COD和BOD5的含量均较低。经CCME水质指数法对其水质评价表明,该区域水质评价得分为88.40分,处于良好状态。     

组合生态浮床净化养殖水体效果研究

为了研究由水生植物与人工介质构建的组合生态浮床对养殖水体的净化效果,通过在大薸(Pistia stratiotes)底部放置生物陶粒基质构建了组合生态浮床,研究了该组合浮床对养殖水体的净化效果。数据表明,组合生态浮床对总氮、氨氮(NH+4-N)、亚硝氮(NO-2-N)、总磷、化学需氧量(COD)去除率分别达到52.38%、77.78%、81.97%、67.57%和43.98%,均显著高于植物对照组和基质对照组(P0.05)。经组合浮床净化后的养殖水体中,TN、TP水平分别达到淡水池塘养殖排放水一级标准,NH+4-N水平降至0.15 mg/L以下,NO-2-N水平降至0.02 mg/L以下。结果表明,组合生态浮床中植物吸收、基质吸附及微生物的协同作用提高了其对污染物的去除效果,合理的生物组合对提高生态浮床净化养殖废水效果具有积极的促进作用。研究结果为构建适宜养殖水体净化的组合型生态浮床提供了技术支撑。     

植物组合对模拟高浓度氮磷污水净化效果

[目的]为了营造美观稳定且具有净化氮磷能力的植物群落。[方法]采用2种沉水植物+1种浮水植物+3种挺水植物构建成3个植物群落浮床[组合Ⅰ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+花叶美人蕉),组合Ⅱ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+苹),组合Ⅲ.沉水植物(穗花狐尾藻+金鱼藻)+浮水植物(凤眼蓝)+挺水植物(千屈菜+菖蒲+绿叶美人蕉)],测定种植不同植物群落的人工浮床对模拟水体中TN、TP去除效果以及DO、pH和EC的变化。[结果]植物组合去除富营养化水体中的氮明显高于对照,植物组合对水中TN有较好的去除效果,均不低于70.59%,组合Ⅲ对TN的去除效果最好,去除率为97.46%。植物组合可以明显去除水体的磷,植物组合对水中TP的去除率是28.13%～66.05%。植物组合可以明显改变水体的pH、DO含量和EC;植物组合与CK的pH均呈增加趋势;DO含量在试验结束时均减少。[结论]植物组合能移除高浓度氮磷的富营养化水体,改善水体物理指标,可以用来处理含氮水平较高的污染水体。     

滤料浮床面积对水产养殖水体的原位修复效果

构建了适用于水产养殖水体原位修复的滤料浮床生态调控系统,考察了不同床水比(浮床面积与水体面积比)条件下的水产养殖水体原位修复效果。结果表明,当床水比为1∶10时,试验周期内的化学需氧量(CODMn)、NH3-N和溶解氧(DO)分别维持在20、0.07和6.5 mg/L左右,鱼苗的成活率和增重率比无浮床系统分别提高了13%和25%;床水比为1∶15时,净化能力不足,水质指标逐渐恶化;床水比为1∶5时,布水装置启动频繁,减缓鱼苗的生长速度。     

不同水葫芦覆盖度对富营养水体氮、磷的去除效果

为了解不同水葫芦覆盖度对富营养水体氮、磷的去除效果及氮磷物质在净化系统内的流向,在野外采用水流及水面均为静止的净化塘,研究了不同水葫芦覆盖度对水体总氮(TN)、总磷(TP)、铵态氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N)的浓度变化和净化效果及氮磷物质在净化系统中流向影响。结果表明:随着水葫芦覆盖度的增加,TN的净化效果逐渐提高,覆盖度25%、50%、75%、100%处理120 h的TN去除率分别达85.32%、92.35%、95.75%、93.30%;对TP的净化效果,0~8 h内覆盖度100%75%50%25%无水葫芦覆盖对照,在24~40 h内覆盖度75%处理净化效果最好,相对而言,TP的去除速度比TN更快。处理32 h的TP去除率分别达92.00%、94.07%、95.56%、94.22%。水葫芦植株对水体氮、磷的直接吸收作用与覆盖度呈正相关,覆盖度100%的水葫芦吸收系统总氮、磷的比例分别占系统总损失氮、磷量的53.26%、56.35%,水葫芦覆盖可促进底泥氮、磷的释放,这对降低内源污染有积极作用。综合考虑水体氮、磷质量浓度下降速度及去除效率,在水葫芦生长旺盛期,以100%覆盖度最好。     

水培蔬菜对城市河道污水净化的研究

通过水箱静态培养试验,探讨紫背天葵、生菜、茼蒿、水芹和红甜菜5种蔬菜对富营养化水体中总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH+4-N)、硝态氮(NO_3~--N)、化学需氧量(CODCr)、溶解氧(DO)、pH的净化效果。结果表明:5种蔬菜生长良好,试验前后生物量相对增长61.91%~364.29%,株高相对增长7.69%~157.17%,根长相对增长60.76%~274.73%;各试验组对污水净化效果显著,对污水中TN、NH+4-N、NO_3~--N、TP和CODCr的去除率分别为80.89%~93.41%、91.40%~94.72%、23.27%~54.72%、91.07%~97.96%和66.1%~84.75%;各试验组与对照组之间均达到显著差异(P0.05),其中生菜和水芹在污水中生长旺盛,对TN、NH+4-N、NO_3~--N、TP和CODCr去除效果尤为显著,可作为城市河道去污人工浮床备选植物。     

组合型生态浮床系统脱氮效果的周年变化

构建集挺水植物、沉水植物和微生物于一体的组合型生态浮床系统,并对其技术工艺周年运行效果进行探究。分析了组合型生态浮床对水中氨氮(NH_4~+-N)与总氮(TN)的去除动力学,不同介质对水体净化的贡献率及削减模型。实验结果表明,组合型生态浮床脱氮效果明显,其中浮床上层贡献率15.6%±1.2%,中层37.6%±2.2%,下层23.8%±1.8%,说明浮床系统中层介质对氨氮与总氮的降解能力占主导地位。实验组NH_4~+-N最高去除率为93.0%±3.4%,TN最高去除率达94.2%±0.9%,而上中下层兼具有的池5去除效果最显著(P0.10)。由各实验组消解NH_4~+-N和TN的去除动力学曲线得出其削减模型及不同程度的衰减指数曲线。初步探索了组合型生态浮床脱氮效果的周年变化,为其进一步推广应用提供了技术支撑。     

水培空心菜对养殖池塘水质的影响

为研究浮床植物对罗非鱼养殖池塘的净化作用,分别在占罗非鱼养殖池塘面积5%、10%和20%的浮床上栽培空心菜,测定池塘NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N、PO3-4-P、TN、TP、CODMn等主要水质指标。结果表明,在同样的试验条件下,养殖池塘的各项水质指标依次按对照组、5%处理组、10%处理组、20%处理组顺序逐渐降低;其中以20%处理组对池塘主要水质指标NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N、PO3-4-P、TN、TP、CODMn等的去除率最大,分别为42.82%、39.47%、43.8%、64.1%、46.57%、58.75%、7.4%。通过6次空心菜的采收,养殖池塘的空心菜每667m2产量可达586.86~1 434.05kg;5%处理组、10%处理组、20%处理组通过采收空心菜分别从667m2养殖池塘中移除TN 1 643.5、2 988.2、4 015.3g,分别移除TP 240.7、437.6、587.9g;同时处理组池塘罗非鱼的成活率明显高于对照组,由此可见,主养罗非鱼的养殖池塘中浮床栽培空心菜能够很好地净化水质,降低池塘富营养化。因此,认为20%的空心菜浮床覆盖率在罗非鱼养殖过程中具有一定的应用价值。     

水稻组合生态浮床治理污染河流及其综合效果分析

采用水稻组合生态浮床治理污染河道,该技术优化了河道的微生物结构,增加了水体的自净能力,从而有效去除了水体的主要污染物,提高了水体透明度;试验结果表明水稻组合生态浮床能在污染河道条件下,保证工程植物水稻的正常生长,产量达7 500 kg/hm~2以上,通过收获植物体的形式,可直接从河道水体中去除的N、P总量分别达31.57、14.89 kg。试验区对TN、TP、NH_4~+-N和COD_(Mn)的平均去除率分别为6.51%、18.75%、15.64%和13.55%。该技术是一种新型的生态浮床技术,使经济效益与生态效益有机结合,可为我国污染河道治理提供科学依据。