雨水花园路面径流污染控制研究——以沈阳市为例

以沈阳市为例,从道路绿带与雨水花园技术相结合建设的角度,综合考虑污染物去除效果、材料易获取程度等因素,研究了填料层对TP、TN、COD、SS 4种污染物的去除试验。通过AHP分析法综合评价得出使用高炉渣与活性炭作为街道绿化雨水花园填料层材料时最为经济有效的结论,并综合分析相关研究结果,总结雨水花园的构造条件与运行条件对路面径流污染物去除率的影响,提出了针对污染物控制的沈阳市路旁雨水花园合理建设模式。     

火山岩填料处理人工降雨实验效果分析

研究了在人工模拟不同降雨强度下,火山岩填料对TN、TP、COD、氨氮去除效果,模拟进水浓度为TN:3mg/L、TP:0.3mg/L、氨氮:4.8mg/L、COD:200mg/L,分别模拟5年、10年、50年、100年降雨强度。通过实验分析出火山岩填料对TP和氨氮去除率可达90%以上,对TN达到70%以上,对COD去除效果不明显。同时在一小时内去除TN、TP、氨氮去除均可达到稳定状态。     

滴滤塔填料对比试验研究

[目的]提高滴滤塔污染物的去除效率。[方法]考察了沸石、陶环2种新型填料对COD、NH4-N、TN、TP的去除效果。[结果]沸石填料运行稳定,具有更好的污染物去除效果。[结论]采用天然沸石作为填料的滴滤塔具有处理成存低、运行稳定、氨氮去除效率高等特点,在村镇污水处理领域县有较高的推广价值。     

室内中试人工湿地无植物填料床去污性能研究

完成人工湿地填料筛选后，为进一步确定无植物条件下人工湿地填料床去污性能，在柱状填料去污实验结果的基础上进行室内中试实验。中试实验装置包括污水配给箱、无植物填料床（有机玻璃材质，长×宽×高=3 m×1 m×1.5 m）、出水池和电磁流量计等。装置内填充页岩、粗砾石、麦饭石构建无植物填料床，研究无植物条件下湿地填料的COD、TN、TP去除效果。实验结果表明，当水力负荷为400 mm·d-1时，页岩和麦饭石为主填料层的1#COD、TN、TP最高去除率分别为15%、33%和60%，单一页岩为主填料层的2#COD、TN和TP去除率稍高于1#，分别为20%、38%和69%，湿地填料对污染物质去除贡献较小。为确定污染物质去除之间的相关关系，将COD、TN、TP去除率进行相关性分析，发现COD去除与TP去除呈正相关关系，COD去除与TN去除、TN去除与TP去除呈负相关关系。     

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。     

室内中试人工湿地无植物填料床去污性能研究

完成人工湿地填料筛选后，为进一步确定无植物条件下人工湿地填料床去污性能，在柱状填料去污实验结果的基础上进行室内中试实验。中试实验装置包括污水配给箱、无植物填料床（有机玻璃材质，长×宽×高=3m×1m×1．5m）、出水池和电磁流量计等。装置内填充页岩、粗砾石、麦饭石构建无植物填料床，研究无植物条件下湿地填料的COD、TN、TP去除效果。实验结果表明，当水力负荷为400mm·d^-1时，页岩和麦饭石为主填料层的1#COD、TN、TP最高去除率分别为15％、33％和60％，单一页岩为主填料层的2#COD、TN和TP去除率稍高于1#，分别为20％、38％和69％，湿地填料对污染物质去除贡献较小。为确定污染物质去除之间的相关关系，将COD、TN、TP去除率进行相关性分析，发现COD去除与TP去除呈正相关关系，COD去除与TN去除、TN去除与TP去除呈负相关关系。     

不同填料垂直流人工湿地系统的净化能力研究

以火山石、沸石、牡蛎壳、陶粒、麦饭石和砖红壤作为人工湿地填料,在水力负荷(0.5～1.5 m/d)的条件下,构建垂直流人工湿地模拟系统,进行单一填料和组合填料的污水净化实验。结果表明,单一填料砖红壤、牡蛎壳、陶粒和麦饭石人工湿地系统对有机物去除能力较好,COD的去除率在40%以上。砖红壤、麦饭石和沸石对总氮的去除率达到39%以上,火山石29%,牡蛎壳和陶粒填料对总氮去除率均低于20%。除砖红壤具有较好去除磷的能力86%外,其余填料系统对磷的去除效率均在30%左右。与单一填料湿地系统相比,9种组合填料系统对主要污染物的去除效率均有所增加,其对COD、TN和TP的去除率分别为54%～82%、40%～91%、47%～84%,且均优于单一填料系统。由此可见,在垂直流人工湿地系统中,通过选择适宜的填料组合,完全可以在相对较高的水力负荷条件下取得较好的处理效果。     

人工强化生态缓冲装置对城市初期雨水污染负荷的削减作用

为削减城市初期雨水的污染负荷,设计了以碎石和碎木片为填料主体的人工强化生态缓冲装置,研究了该系统在较短淹水时间(15、30、60 min)内对城市初期雨水水质的改善效果,分析了生态缓冲带对COD、NH3-N、TN、TP等4种污染物的去除过程和机理。结果表明,15 min淹水时间下对COD、NH3-N、TN、TP的平均去除率分别为37.32%、53.36%、19.04%、31.26%;60 min淹水时间的平均去除率分别为63.72%、71.64%、32.83%、49.35%,平均出水浓度为74.00、3.46、12.13、1.46 mg/L,均达到了城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)的一级或二级标准。     

基于竹纤维填料的一体化脱氮除磷生活污水处理装置研究

通过对比试验研究聚氨酯、竹纤维、火山岩、沸石、牡蛎壳5种填料在污水处理过程中的实际效果.以填料的优化配置为基础研发一种基于竹纤维的一体化脱氮除磷生活污水处理装置,并开展小试、中试研究.小试试验中,火山岩填料的出水COD平均浓度最低,为27.56 mg/L,平均去除率为91.64％;混合填料对NH4+-N的去除效果最好,出水平均浓度为4.80 mg/L,平均去除率为77.66％;沸石填料对TN的去除效果最好,出水平均浓度为9.53 mg/L,平均去除率为71.44％;混合填料对TP的去除效果最好,其出水平均浓度为1.88 mg/L,平均去除率达57.84％.中试试验中,出水COD、NH4+-N、TN、TP的平均浓度分别为50.73、11.03、13.10和1.59 mg/L,相应的平均去除率分别为86.51％、59.53％、61.57％和43.92％,出水满足《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》DB 33/973—2015一级标准.     

生物炭对多介质土壤层系统(MSL) 处理农村生活污水的效果

为了提高多介质土壤层(MSL)系统对农村生活污水的处理效果,利用稻壳生物炭为研究对象,探究生物炭对MSL系统处理农村生活污水效果的影响。结果表明,稻壳生物炭作为MSL系统填料时对污水中化学需氧量(COD)、氨态氮(NH_3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除效率有明显的提高,COD、NH_3-N、TN、TP去除率分别为木屑填料组的1.10、1.11、1.07、1.09倍,为稻秆填料组的1.20、1.25、1.16、1.16倍,且去除性能稳定。添加了生物炭的MSL系统中COD、NH_3-N、TN、TP的降解过程符合一级反应动力学模型。     

生态植草沟结构参数变化对降雨径流调蓄净化效应的影响

通过对5条不同结构参数的生态植草沟进行模拟降雨径流实验,分析生态植草沟结构参数变化对降雨径流的调蓄效应和污染物净化效应的影响,找出效果最佳的结构参数和相关影响因素。结果表明,5种结构参数的生态植草沟在大雨(12mm/h)和暴雨(24、30mm/h)情况下对降雨径流洪峰的延缓均能超过20min,同时对降雨径流的削减率均能达到20%以上;5种结构参数的生态植草沟中对径流污染物净化效果最佳的结构组合是:20cm种植土+30cm砌块砖+10cm砾石,此结构对总悬浮物(TSS)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH+4-N)和总磷(TP)的削减率分别为89.3%、48.0%、72.3%和85.3%;随着砌块砖厚度增加、砾石厚度减少,植草沟对TSS和TP的削减率都增大;随着砾石厚度增加、砌块砖厚度减小,植草沟对COD的削减率增大;砌块砖层和砾石层组合结构的植草沟对氨氮的削减率较高。     

鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的时空分布规律研究

通过研究鄱阳湖南矶山湿地土壤在不同季节、不同植被类型和不同土壤深度下总有机碳、总氮、总磷的含量变化,分析了鄱阳湖南矶山湿地土壤养分的空间分布特征和季节变化规律。结果表明:南矶山湿地土壤总有机碳、总氮、总磷含量在不同的土壤深度、季节和植被类型中均表现出极显著差异。其中南矶山灰化苔草、南荻、狗牙根植被群落样地0~15cm表层土壤总有机碳、总氮含量显著大于30~45cm底层含量;灰化苔草、南荻群落土壤总有机碳和总氮含量的季节变化明显,尤其是表层土壤在各个不同的季节差异显著,但狗牙根植被群落土壤总有机碳和总氮含量季节变化不明显;3种典型植被类型下土壤总磷含量季节变化明显,呈现"N"的变化趋势。土壤总有机碳与总氮含量极显著正相关、与总磷含量显著相关,表明鄱阳湖南矶山湿地土壤氮、磷主要以有机质的结合形态存在。     

工艺参数对蚯蚓生态滤池净化养殖污水的影响

[目的]探讨蚯蚓添加量、布料强度和布料方式等工艺参数对蚯蚓生物滤池净化养殖污水的影响特征,确定滤池规模化处理畜禽养殖污水的最佳条件,为养殖污水处理提供技术支撑.[方法]采用蚯蚓生态滤池技术净化养殖污水,测定水样中的总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)、总磷(TP)、磷酸盐(PO43-)、化学需氧量(COD)、pH和电导率(EC)等指标.[结果]在相同蚯蚓添加量和滤料总量下,单层生态滤池去除养殖污水中TN、NH4+-N、NO3--N和COD的效果优于双层,但去除PO43-的效果劣于双层;布料强度为2.25~4.50 m3/m2·d时,最有利于养殖污水中NH4+-N、TN、TP和COD的去除,但对NO3--N含量、pH和EC变化无明显影响;蚯蚓添加量为0.5 kg/箱的处理对进水TN、NO3--N、NH4+-N、TP、PO43-和COD的平均去除率明显小于投入量1.0~2.0 kg/箱的处理,但蚯蚓添加量过大会导致出水EC增加.[结论]蚯蚓生态滤池能够持续高效并相对稳定地去除养殖污水中氮、磷和碳等污染物质.综合成本和效率因素,蚯蚓生态滤池净化养殖污水工艺建议采用单层布料,布料强度4.50 m3/m2·d,蚯蚓添加量1.0 kg/箱.     

3种水生植物的不同组合对富营养水体的净化效果研究

为研究水生植物对富营养化水体的净化效果,选择风车草(Cyperus involucratus,A)、狐尾藻(Myriophylium spicatum,B)和黑三棱(Sparganium stoloniferum,C) 3种水生植物,对其单一、2种和3种不同组合进行水培试验,通过实验室模拟富营养化水体,对总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD) 3个水体富营养化指标进行检测。结果显示,随着处理时间的增加,各组对富营养化水体中TN、TP和COD的去除率呈递增趋势;至36 d试验结束时,各组对富营养化水体中TN、TP和COD的去除率,ABC组显著大于AB、AC和BC各组,AB、AC和BC各组显著大于A、B和C各组,ABC组合对富营养化水体中TN、TP和COD的去除率分别达到98.64%、98.36%和95.49%。AB和BC与AC组之间TN单位去除能力和COD单位去除能力存在显著差异。说明在种植密度相同的条件下,3种不同水生植物组合去除富营养化水体总氮、总磷和化学需氧量的效果高于2种不同水生植物组合,而2种不同水生植物组合比1种水生植物的净化效果更优。结果为水生植物净化营养化水体中富营养成分提供理论参考和应用指导。     

全膜双垄沟播玉米对土壤全氮及全磷时空变化的影响

在田间试验条件下研究了全生育期玉米露地平作、半膜平作、全膜平作及全膜双垄沟播处理下0～200cm土层全氮与全磷的含量变化特征.结果表明:7～8月玉米全膜处理下40～60 cm土层氮吸收最强,全生育期全膜双垄沟播处理对110 cm以下土层氮影响最大;全膜双垄沟播处理全生育期20～40 cm处全磷含量下降幅度为0.255 ...     

水稻种植在牛粪化肥配施条件下消纳氮磷的作用

为研究水稻作为湿地植物在防治面源污染方面的作用,本研究采用盆栽试验的方式,设置了4个施肥处理[100%化肥(100%F)、70%化肥+30%牛粪(70%F+30%M)、50%化肥+50%牛粪(50%F+50%M)、30%化肥+70%牛粪(30%F+70%M)],在每个施肥处理中又分别设定水稻种植和无水稻种植(UN)两种处理,以探讨种植水稻对整个体系中的碳(C)、氮(N)、磷(P)的消纳作用。结果表明,水稻种植能够降低盆面水的pH值、化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)浓度,尤其是在70%F+30%M处理下,水稻对COD、TP、TN的减低效果最显著,与无水稻种植相比,其水稻种植条件下分别降低58.16%、65.50%和72.92%。100%F的水稻籽粒和茎叶的P含量最高;70%F+30%M各部分的N含量最高;50%F+50%M各部分的P含量最高;30%F+70%M籽粒的N含量最高,而茎叶的P含量最高。因此,在配施牛粪的情况下,水稻种植可以显著降低盆面水的pH值、COD、TP、TN,稳定土壤中的N含量,同时增加水稻植株中N、P的含量,其中以70%F+30%M处理下水稻的水处理能力及植株N含量最佳。     

NIRS Prediction of SOM,TN and TP in a Meadow in the Sanjiang Plain,China

The aim of this study was to establish the applicability of near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) as a rapid method for the accurate estimation of nutrient components in agricultural soils. Focusing on the soil of the Sanjiang Plain, NIRS was used to predict soil organic matter (SOM), the total nitrogen (TN) and the total phosphorus (TP). A total of 540 samples were collected from the three different depths (180 samples from each depth: 0-10, 10-20 and 20-30 cm), from 2015 to 2017, from the Sanjiang Plain in Heilongjiang Province, China. From every depth, 120 samples were used to construct the calibration set. Other 60 samples were used to check the efficiency of the model. Combining the first-order differentiation with the partial least square (PLS) method, a prediction model was obtained to measure SOM, TN and TP. The correlation coefficient of SOM from 0 to 10 cm was R2=0.9567, from 10 to 20 cm was R2=0.9416, and from 20 to 30 cm was R2=0.9402. The corresponding ratio (standard deviation [SD]/root mean square error of prediction [RMSEP]) was >2.96. R2 of TN with the three depths was 0.9154, 0.9028 and 0.9024, respectively, all with SD/RMSEP>2.89. Meanwhile, R2 of TP with the three depths was 0.8974, 0.8624 and 0.7804, respectively, all with SD/RMSEP>2.50. These results demonstrated that NIRS based on the first-order differentiation and PLS could efficiently predict SOM, TN and TP from different soil depths.     

5种农村生活污水处理工艺运行效果

[目的]筛选农村生活污水处理最佳工艺。[方法]运用MBR、SBR、海沃特复合生物水、脉冲多层复合滤料生物滤池、DSP-SH(A2/O)5种常见的农村生活污水处理工艺对江苏省太湖流域地区进行1 a的连续监测,比较分析不同工艺对生活污水中COD、TP、TN和氨氮的处理效果。[结果]5种农村生活污水处理工艺均可明显降低生活污水中的COD、TP、TN和氨氮浓度,出水水质达到一级B标准,其中脉冲多层复合滤料生物滤池对污染物的去除效果最佳,可以获得64%以上的COD去除率及90%以上的氨氮去除率,运行最为稳定。[结论]为农村生活污水处理提供了科学依据与借鉴。     

不同种植模式的人工湿地对生活污水的净化效果

以生长良好的凤眼莲和水鳖作为供试材料,探讨了由凤眼莲单植、水鳖单植和凤眼莲-水鳖混植等种植模式构建的人工湿地对生活污水中COD、SS、TN、TP的净化效果。结果表明:凤眼莲单植的湿地对污水中COD、TN的去除率最高,其次为凤眼莲-水鳖混植的湿地;而水鳖单植的湿地对污水TP的去除率最高,其次为凤眼莲-水鳖混植的湿地;凤眼莲和水鳖对污水中SS均有较好的去除效果;试验后期,因水鳖叶片的死亡,富集于植株叶片内的氮磷元素随死亡残体重新进入水体,导致水体中TP、TN含量升高。