生态浅层渗滤系统对径流中污染物削减的生物学机制

根据鄱阳湖流域土壤层的特点,设计与其土壤层结构相适应的生态浅层渗滤中试系统,通过对模拟降雨前后装置内微生物生物量、土壤呼吸作用强度以及硝化和反硝化作用强度的测定,初步研究了生态浅层渗滤系统对径流污染物的生物学净化机制.结果表明:(1)模拟降雨(进水)前后渗滤系统土壤中氮没有出现明显累积,表层土壤总磷含量增加明显,磷在土壤中有一定的积累,径流中污染物的去除是生物与非生物共同作用的结果;(2)模拟降雨后不同土层土壤中微生物生物量、土壤呼吸作用强度的变化趋势相一致,微生物降解是渗滤系统去除径流中有机污染物的重要机制.     

不同规格生态沟渠对排水污染物处理能力的研究

利用三种不同深度规格的生态沟渠(E0.80、E1.05和E1.30),通过控制相同的表面水力负荷,比较研究了动态进水(TN 0.86~6.13 mg·L^-1、TP 0.11~0.28 mg·L^-1)条件下生态沟渠对农业面源主要污染物的去除效果,同时考察其耐冲击负荷能力和适宜建造长度。结果表明:整个试验期间,三种不同深度规格的生态沟渠对铵态氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和悬浮物(SS)的去除率均达到50%以上,其中E1.30对污染物的去除效率较高,NH4+-N、TN、TP和SS的总平均去除率分别为64.8%、63.1%、71.8%和60.8%。同时,E1.30的污染物出水浓度较为稳定,耐冲击负荷能力相对较强。进水浓度较高情况下,E1.30在TN、TP出水浓度为2 mg·L^-1和0.2 mg·L^-1时所需长度分别为27.4 m和4.9 m,为三种规格生态沟渠中最短。表明生态沟渠是有效去除农业面源污染物的技术,在实际应用中可因地制宜地建设E1.30规格的生态沟渠,并可辅以高效吸附氮磷材料等其他措施,进一步提高生态沟渠对农业面源污染物的去除能力。     

折流式人工湿地对矿区降雨径流的净化研究

根据陕西省渭南市蒲白矿区降雨径流的水质和水量特征,采用新型折流式人工湿地对人工湿地不同运行阶段模拟降雨径流的净化效果进行了对比,分析了COD_Cr,SS,TN,TP,NH₄⁺-N以及重金属Pb,Zn,Cu在湿地系统中的沿程变化,探讨人工湿地的主要去除机制。结果表明:人工湿地对COD_Cr,TP,TN,NH₄⁺-N,SS的平均去除率分别为82.3%,65.9%,71.2%,73.5%,94.8%,对重金属Pb,Zn,Cu的平均去除率分别为91.3%,94.5%,81.2%,对重金属的去除率基本高于对营养元素的去除率;除了TN外,折流式人工湿地系统出水各污染物均达到《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类质量标准,其中TN达Ⅳ类标准,出水重金属Pb,Zn,Cu均能达地表Ⅲ类水标准。降雨径流各污染物主要在人工湿地的第1格被去除,其中,COD_Cr,TP,SS和Pb均有一半以上的去除率发生在第1格。随着人工湿地沿程进水浓度的增加,其去除率逐渐下降。研究表明,折流式人工湿地系统对矿区降雨径流的净化效果显著,并且该湿地系统具有较强抗冲击负荷能力,可用于城市地面径流污染的控制和雨水利用。     

雨水花园对实际降雨径流的调控效果研究

基于海绵城市倡导的雨水自然积存、自然渗透、自然净化理念,根据西安地区降雨特征,设计建造了入渗型和防渗型两套雨水花园。2015~2017年对33场次降雨事件径流调控效果进行了监测分析。结果表明:(1)以原状土为填料的防渗型雨水花园设施水量削减率为11.2%~100%(中位数=69.14%);(2)污染物浓度超越概率分析结果显示,径流雨水经过雨水花园系统后,总氮、氨氮、总磷和化学需氧量出流浓度超过地表水环境质量标准Ⅳ类限制的概率,与入流浓度超过地表Ⅳ限制的概率相比,分别降低了58.57%,2.71%,20.57%和29.71%;(3)雨水花园设施场次径流水量削减率与污染物负荷削减率的相关关系在0.857以上;(4)通过监测的场次降雨量及系统进水和出水水质水量,估算的雨水花园系统年径流污染物浓度去除率为11.93%~60.97%,径流污染物年负荷削减率基本在70%以上。     

缓冲带截除农业面源强污染的效果

为了摸清草皮缓冲带对农田径流冲击负荷的耐受能力,通过工程尺度的现场试验,研究了高浓度污染负荷冲击对百慕大草皮缓冲带截除农业面源污染物能力的影响。结果表明:在高浓度污染负荷下,百慕大缓冲带能有效地截留农田径流中的悬浮固体(suspended solids,SS),SS浓度变化趋势与一般浓度污染负荷基本一致,前端下降速度较快,后端逐渐趋缓,2种污染负荷条件下末端出水SS质量浓度均在90mg/L以下,高浓度污染负荷冲击对农田径流SS的去除基本没有影响。缓冲带对高浓度氮磷污染负荷具有一定的净化效果,径流途径总氮(total nitrogen,TN)、氨态氮(ammonia nitrogen,NH4+-N)、总磷(total phosphorus,TP)的末端去除率为23%、16%和26%,分别为一般浓度污染负荷下末端去除率的59%、55%和70%;百慕大草皮缓冲带对渗流途径TN、TP具有一定的净化效果,2种浓度污染负荷下渗流水TN、TP浓度变化趋势基本一致,两者无显著差异(p>0.05),但TP去除速率较TN慢。该文为滨岸缓冲带的优化设计、维护管理及推广应用提供了依据。     

污水慢速渗滤土地处理系统的改进试验研究

传统的污水慢速渗滤土地处理系统以污水的深度处理和利用为主要目标，水力负荷较小。该试验对传统的土地处理系统进行改进，在土壤1 m深处设置排水系统，增大系统水力负荷。试验结果表明，在大水力负荷情况下，改进的污水慢速渗滤土地处理系统对污染物有较好地去除效果，出水水质优良。除总氮外各指标浓度均满足地面水环境Ⅲ类水域水质标准要求。     

牡蛎壳作生物滞留填料对城市地表径流污染物去除效果研究

选择磷吸附性能最强的牡蛎壳作为填料,在实验室构建3个生物滞留模拟装置(A柱:养殖牡蛎壳;B柱:海滩牡蛎壳;C柱:养殖牡蛎壳存在淹没区),采用道路径流模拟配水作为进水,研究牡蛎壳作为填料对青岛市城市径流常见污染物氮磷及COD的处理效果,并对各污染物去除机理进行探讨。结果表明:3种牡蛎壳填料的生物滞留设施对总磷的去除效果最好,在进水磷浓度为0.57～1.83 mg/L条件下,无淹没区装置平均去除率为96.12%,存在淹没区的装置平均去除率为91.02%。养殖牡蛎壳与海滩牡蛎壳对磷的去除效果并无明显差异,淹没区不利于磷的去除。在前期进水过程中(前5次进水)3个模拟装置氨氮(NH_4~+)的出水浓度高于进水浓度,延长落干期后,装置的NH_4~+去除率均上升,B柱NH_4~+平均去除率(58.83%)相对于A柱(48.77%)及C柱(53.06%)更高,有无淹没区对NH_4~+去除并无明显影响。由于填料中有机物的渗沥,首次进水出现严重COD淋出,在随后的进水过程中,COD去除效果迅速上升并稳定,3个模拟柱去除率分别为50.34%,23.47%和47.75%。由于反硝化作用受阻,对硝氮(NO_3~-)的去除效果不佳。整体看来,养殖牡蛎壳可以应用于青岛市生物滞留设施的填料,为加强滞留设施NO_3~-的去除效果,还需要采用强化脱氮措施。     

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。     

表面流人工湿地对城市径流水质的净化研究

城市径流水质已经成为农业面源污染的主要来源之一,根据武汉市径流的水质和水量特征,采用多级串联的表面流人工湿地系统对其进行了径流净化研究。对人工湿地不同运行阶段模拟径流的净化效果进行了对比,分析化学耗氧量COD_(Cr),生物耗氧量BOD_5,固态悬浮物SS,总氮TN,总磷TP,铵氮NH~+_4-N在湿地系统中的沿程变化,探讨人工湿地对城市径流污染的去除效应。结果表明:各指标在人工湿地中的去除效应大小依次为NH~+_4-NCOD_(Cr)BOD_5TNSSTP,其中对NH~+_4-N的去除效应显著高于其他指标的去除效应(p0.05),对TP的去除效应最弱(p0.05);人工湿地对COD_(Cr),BOD_5,SS,TN,TP,NH~+_4-N的去除效应在1—7月呈逐渐增加趋势,局部有所波动,9月达到最大值,9月以后去除效应趋于平稳;除了TN外,人工湿地系统出水各指标均达到《地表水环境质量标准—GB》质量标准,其中TN达Ⅳ类标准。径流各指标主要在人工湿地的第1格被去除,随着人工湿地沿程进水浓度的增加,其去除效应逐渐下降。相关性分析表明,各径流各指标之间存在一定的相关性,而TP与各指标之间没有相关性(p0.05)。通过对湿地系统沿程氮磷浓度衰减的拟合及回归分析,建立了与湿地系统进口浓度有关的COD_(Cr),BOD_5,SS,TN,TP,NH~+_4-N浓度的沿程衰减模型,相关分析表明其最佳的拟合模型均为指数衰减模型。该湿地系统在整个试验时期内均表现出了良好的净化效果,有效地减轻了城市径流水质对外界水环境的破坏,可用于城市地面径流污染的控制和利用,指数衰减模型的建立也为后续湿地设计及排水水质预测提供了理论分析依据。     

多级跌水充氧式沟渠连通生态塘污水处理效果及优化模拟试验

针对农村污水流量小浓度高、排放不均匀及降雨冲击等特点,设计多级跌水充氧式沟渠连通生态塘组合工艺,进行水力负荷、运行方式、水量波动、降雨冲击等影响因素及参数优化试验。结果表明:随着水力负荷的增大,污染物的去除率逐渐降低;间歇运行的处理效果优于连续运行;水量的波动导致污染物的去除率也随之变化,其中化学需氧量和氨氮的去除率最大降幅接近20%;总氮去除率的降幅最大,约25%;总磷的去除率最大降幅最小,约15%左右;当降雨规模变大时,组合工艺对各污染物去除率分别从53.95%、52.44%、49.92%、71.64%下降到40.94%、43.75%、34.93%、53.84%。采取地表径流截流措施后,组合工艺对各污染物的去除效果有所改善,去除率的上升与截流倍数的增加近似呈现线性关系,当降雨为暴雨,采取截流倍数为5时,出水水质仍能达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级排放标准,对降雨期间农村污水的污染去除具有重要意义。     

以聚丁二酸丁二醇酯为碳源去除含盐水体硝酸盐及其动力学模型

以固体碳源反硝化工艺应用于闭合循环养殖废水的脱氮提供理论和技术参数为目的,研究了以一种非水溶性可生物降解多聚物材料（BDPs）聚丁二酸丁二醇酯（PBS）作为反硝化碳源和生物膜载体的填料床反应器对含盐水体硝酸盐的去除效果及动力学特征。结果表明：水力停留时间对NO3--N去除效果影响较大,NO3--N去除率随水力停留时间延长而提高。在温度为(29±1)℃,进水NO3--N质量浓度为25～236 mg/L的条件下,进水NO3--N负荷低于0.32 kg/(m3·d)时,NO3--N体积去除负荷随进水NO3--N负荷的增加呈线性上升;进水NO3--N负荷为0.32 kg/(m3·d)时达到最大NO3--N体积去除负荷为0.21 kg/(m3·d);进一步提高进水NO3--N负荷则NO3--N体积去除负荷开始下降且出水中出现NO2--N积累。动力学研究结果表明以PBS为碳源和生物膜载体的反硝化速率遵循一级反应动力学。用Eckenfelder模型拟合,求出反应速度常数K值和常数n值且相关性良好。采用该动力学模型参数可以预测出水NO3--N浓度并用于实际闭合循环养殖系统的工程设计和优化运行。     

廊道式人工湿地处理污水过程中氨氮的去除效果研究

通过廊道式人工湿地（CCW）的生产性试验工程,研究了该处理系统的性能及系统内部氨氮的变化规律。结果表明,CCW处理系统的去除效率高且稳定,氨氮的去除率平均为88%,质量去除率平均为（6.94±2.07） gN·m-2·d-1,系统内部第三单元的氨氮质量去除率最高;CCW处理系统的氨氮质量负荷率小于10 gN·m-2·d-1时,质量去除率与质量负荷率呈明显的线性相关,质量负荷率大于等于20 gN·m-2·d-1时,进水浓度和出水浓度之间呈明显线性相关;处理系统各处理单元及系统整体的体积去除率常数（Kv值）均大于其他湿地处理系统;CCW处理系统氨氮浓度变化与pH值的变化趋势并不一致。     

Utilization of created wetlands to upgrade small municipal wastewater treatment systems

Created wetlands offer a low cost, low maintenance, and practical alternative for upgrading secondary municipal wastewater treatment systems. The removal efficiencies, effects of seasonal temperature variations, and effects of increased loading rates on contaminant removal within such a system was studied by Auburn University researchers at a created wetland site in Hurtsboro, Alabama. The 0.16 ha system consisted of a two cell wetlands planted with cattails (Typha latifolia), bulrush (Scirpus validus), arrow duck potatoes (Sagitaria latifolis), burr reeds (Spargaminum eurycarpun), water pennywort (Hydrocotyl ranunculoides), and parrotfeather (Myriophyllum brasiliense). Testing occurred from January through September of 1988 at hydraulic loading rates of 169, 289, and 345 m³ ha^?1 d^?1. The monthly average total suspended solids influent: effluent mg L^?1 concentration ratio during the study period was 135:19 while the monthly average total BOD₅ influent: effluent mg L^?1 concentration ratio was 38:8. Once the system stabilized, the monthly average total BOD₅ effluent concentration remained essentially constant over the range of average BOD₅ loading rates employed in this study. Total Kjeldahl N removal was more effective at loading rates of 2.6 kg ha^?1 d^?1. The monthly average influent: effluent TKN mg L^?1 concentration ratio was 15:4.     

The Impact of Rainfall on Flows and Loadings at Georgia’s Wastewater Treatment Plants

An assessment of influent and effluent data from 24 wastewater treatment plants (WWTPs) in the state of Georgia with design capacities of 37,850 m³/d (10-mgd) or greater was undertaken. Twelve months of operating data from the 2003 calendar year were evaluated. The objectives of the study were to determine the effect of rainfall intensity on the volumetric flow rate to each WWTP and to determine the relationship between flow rate and the influent five-day, biochemical oxygen demand (BOD₅) and total suspended solids (TSS) concentrations. The relationships between rainfall intensity and influent BOD concentration, rainfall intensity and influent TSS concentration, influent BOD loading and effluent BOD concentration, and influent TSS loading and effluent TSS concentration were also evaluated. Moderate to strong correlations were observed between rainfall intensity and volumetric flow rate, volumetric flow rate and influent BOD and TSS concentrations, average monthly rainfall intensity and influent BOD and TSS concentrations, and between influent BOD and TSS loadings and effluent BOD and TSS concentrations. Weak correlations were observed for some of the relationships when applied to the complete data set however, stronger correlations were achieved by performing statistical analyses of variance and pooling subsets of the data. Peaking factors for flows and loadings were similar to those reported in the literature.     

曝气生物滤池对玉米青贮渗出液处理效果

为了考察曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)处理玉米青贮渗出液的效果及其影响因素,重点考察了水力负荷、气水比、有机负荷和滤床高度。结果表明:水力负荷从0.5m3/(m2.h)升高到3.0m3/(m2.h)过程中,化学需氧量(COD)和NH3-N的去除率先升高后降低,当水力负荷1.5m3/(m2.h)时COD和NH3-N的去除率分别达到最大为83.5%、74.9%;增加气水比使得系统中溶解氧充足,可明显提高COD和NH3-N去除率,当气水比为3.5:1时COD和NH3-N的去除率分别达到最大为87.5%、75.2%;低有机负荷不利于COD和NH3-N的去除,当有机负荷为COD2.4kg/(m3.d)时,COD和NH3-N去除率最低分别仅为49.6%、58.5%,有机负荷为COD4.8kg/(m3.d)时去除率最高分别可达80.9%和75.9%,但过高的有机负荷反而对NH3-N去除不利,当有机负荷为COD7.2kg/(m3.d)时,NH3-N去除率降低为61.7%;滤床高度对硝化反应去除NH3-N影响较大,NH3-N生物硝化反应去除行为主要发生在0.6～1.0m区域。试验表明采用BAF系统处理玉米青贮渗出液是可行的,也为类似性质废水处理和改善农村水环境质量提供有益的参考。     

Secondary Effluent Treatment by Slow Sand Filters: Performance and Risk Analysis

The objective of this study is to examine the reuse of wastewaterfor beneficial purposes. To accomplish this objective, the efficiency of slow sand filters in removing total coliforms (TC) was studied using a probabilistic method. Three pilot scale slowsand filters were constructed at Alkhobar wastewater treatment plant, Dhahran, Saudi Arabia. The removal efficiency of filters was estimated under different operating control parameters, which included filtration rate (q), sand bed depth (d) and sand grain size (c). The Type III extreme value distribution best fitted theremoval efficiency data. A multiple linear regression analysis was performed to develop a relationship for mean removal efficiency as a function of control parameters. The predicted mean response and experimental results of previous studies werecompared to validate the empirical regression model. The controlparameters and influent concentrations of total coliform were used in Monte Carlo (MC) simulations for calculating the reliability index (β). The reliability index and corresponding risk were calculated for lognormally distributedsafety margins (SM). An effluent standard of 100 total coliform/100 mL was defined as capacity of the filter to ascertainthe risks of exceedence, which was approximately less than 50 for95% of the time. Pre and/or post disinfection would be necessaryto meet the stipulated effluent standards for unrestricted agriculture use.     

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。     

利用有机覆盖物处理的人工湿地外排焦化废水研究

[目的]为进一步降低污染物浓度,提高钢铁企业水资源循环利用率。[方法]采用水平潜流人工湿地处理外排焦化废水,通过监测分析进出水中浊度、化学需氧量(COD),总氮(TN)和总磷(TP)含量,探讨冬季人工湿地植物层不添加及添加有机覆盖物对钢铁企业外排焦化废水净化水平的影响。[结果]在低温季节,水力停留时间为5d时,不添加有机覆盖物人工湿地对外排焦化废水浊度,COD,TN和TP的平均去除率分别为68.55%,14.94%,14.20%和71.26%;添加有机覆盖物人工湿地对外排焦化废水浊度、COD,TN和TP的平均去除率分别为72.54%,21.62%,20.50%和71.88%;有机覆盖膜的保温作用使得COD去除率升幅达44.68%,TN去除率升幅达44.45%。[结论]在植物层添加有机覆盖物作为保温材料,可以提高人工湿地在低温条件下的净化效率。     

Application of stabilization pond for purification of textile wastewater in Esfahan,Iran

Two experimental ponds, with an effective volume of 2 m3 each, were constructed in a workshop at the textile plants to investigate the potential for a stabilization pond for purification of textile wastewater. Parametric analysis of pH, temperature, turbidity suspended solids, total suspended solids, DO, BOD, COD, N, and algae was carried out on the influent and the effluent according to the procedures recommended by the standard methods (APHA, 1971). Considering the results obtained from tests after daily observations, the application of an oxidation pond for treatment of textile wastewaters in the winter time was not promising. The ponds had a little activity in aerobic condition. In other seasons the ponds were efficient and the removal of BOD, COD, and N was 81, 78, 72% respectively, with a loading rate of 7.950 g BOD m^?2 day^?1 and detention time of 20 days. The ponds were usually saturated and sometimes super-saturated with dissolved O₂. The experimental ponds were put to work in series for BOD, COD, and N removal observation. The removal did not improve compared with a single pond and algae concentration was noticeably reduced in the effluent.     

膜生物反应器-复合垂直流人工湿地（SMBR—IVCW）系统处理混合废水的应用研究

本文采用一体式膜生物反应器（SMBR）-复合垂直流人工湿地（IVCW）组合工艺（SMBR—IVCW）系统,研究了该系统对复合废水的净化效果。结果表明,当系统进水为CODCr397-890mg·L-1、氨氮9．40-27．mg·L-1、TP4．30-10．7mg·L-1、TN45．9-75．8mg·L-1的条件下,在SMBR和IVCW的水力负荷分别为1000L·d-1和375mm·d-1的最优工况下运行,系统CODCrNH3-N、TN和TP的去除率分别为97．5％、99．0％、59．6％和65．2％;系统进出水中氮的形态组成发生了显著变化;SMBR—IVCW系统在高浓度综合污水处理方面具有良好的潜力。