复合填料生物滞留设施对径流污染物去除效果

填料类型对生物滞留系统水质净化效果具有重要影响。通过生物滞留柱试验,以天然土壤、建筑砂为基本填料,以木屑堆肥、沸石和无烟煤为改良材料,研究了种植土砂土比例、种植土中添加木屑堆肥、砂滤层中单独及同时添加沸石和无烟煤等不同填料组合对径流中COD、TP、NH~+_4-N及NO~-_3-N的去除效果,并对传统砂土填料及复合填料生物滞留设施在不同进流特征下的水质处理效果进行了系统评价。结果表明:在6种填料组合中,种植土中添加木屑堆肥及砂滤层中同时添加无烟煤和沸石对各污染物的处理效果最好;在7种进流工况下,砂土填料生物滞留设施对COD、TP、NH~+_4-N、NO~-_3-N的去除率分别为70.5%～87.5%、50.0%～79.3%、84.7%～96.7%、-110.5%～23.3%,复合填料生物滞留设施的去除率分别为84.0%～93.0%、82.0%～92.0%、80.0%～94.7%、24.3%～90.4%,复合填料生物滞留设施对污染物综合处理效果明显增强,且与传统砂土填料相比,复合填料生物滞留设施受进流特征的影响相对较小。     

不同生物膜载体净化微污染水挂膜及处理效果研究

采用生物接触氧化工艺,选择生物绳填料、组合填料及弹性填料进行对比试验,在HRT分别为24h、16h和12h的条件下运行生物反应器。对挂膜阶段及稳定运行阶段COD、NH_3-N、TN和TP的去除情况进行测定及分析。结果表明:30天内3种生物膜载体均可挂膜成功且对微污染水体有显著净化作用,改变HRT对COD、NH_3-N、TN和TP的去除效果影响不大。生物绳填料在曝气/停曝时间比为6h∶6h,曝气量为250L/h,HRT为24h的条件下,对COD、NH_3-N、TN和TP的平均去除率分别为75.87%、76.05%、37.1%和25.41%。     

倒置生物滞留技术水量水质控制效果研究

生物滞留技术是目前应用较为广泛的雨洪控制利用措施,生物滞留技术在应用过程中也出现一些问题。针对传统生物滞留设施存在的水土流失、污染物表层累积、填料层更换困难等问题,提出了一种新型倒置生物滞留技术。通过实验室模拟试验,研究了不同重现期条件下,倒置生物滞留技术的水量、水质控制效果,并与传统生物滞留技术进行了比较。结果表明:倒置生物滞留技术在径流总量控制率、峰值削减率方面比传统生物滞留分别提高了9%～21%和1%～32%;在峰值延迟时间方面最大延长了8 min;倒置生物滞留对TP、TN、COD、NH_4~+-N等污染物的平均去除率比传统生物滞留分别提高了约6%、4%、3%、6%。研究成果可为倒置生物滞留技术在海绵城市建设中广泛应用提供技术支撑,为生物滞留技术的完善与发展提供借鉴和参考。     

4种水生动物对富营养化园林水体的净化效果

以叉尾斗鱼、鲢鱼、食蚊鱼、和田螺等4种水生动物为试验对象,研究了在静水条件下4种单一水生动物对富营养化园林水体中总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)等水质指标的净化效果。结果表明:4种水生动物在富营养水体中存活率均不同,且对水质存在明显影响。鲢鱼和食蚊鱼在试验结束时已全部死亡,叉尾斗鱼和田螺均无死亡现象出现。随着试验中鲢鱼和食蚊鱼的逐渐死亡,水中的TN,TP,NH_4~+-N浓度呈快速增长的现象,其中对TN和NH_4~+-N的影响较大,试验结束时其浓度比初始值分别高出16.37~18.35,17.19~19.65mg/L;叉尾斗鱼对污水有较强的适应性,有效降低污水中TP,COD,NH_4~+-N、色素的浓度,其去除率分别可达15.5%,37%,40.8%,19.1%;而田螺对降低水中pH、色度值具有较好的作用,对污水COD也有较好的去除效果,其去除率为36.5%,接近叉尾斗鱼的去除效率。因此,叉尾斗鱼和田螺可优选为水体净化材料。     

低温条件下不同填料的BAF处理生活污水的试验研究

构建了两个平行的BAF(分别是陶粒/竹丝复合填料BAF和竹丝填料BAF),研究了低温环境下两个BAF处理生活污水的特性。结果表明:水温为7.9℃~14.8℃时,相对于竹丝填料BAF,陶粒/竹丝复合填料BAF的净化效果更显著。陶粒/竹丝复合填料BAF对TN、NO_3~—-N、NH_4~+-N和TP的去除率为2.7%~89.4%、61%~94.6%、11.5%~99.8%、25.5%~96.8%,而竹丝填料BAF对TN、NO_3~—-N、NH_4~+-N和TP的去除率为1.3%~78.5%、3.7%~92.4%、3.1%~97.7%、2.0%~89.3%。而且陶粒/竹丝复合填料BAF出水NO_2~—-N浓度为0.05~1.73 mg/L,平均为0.64 mg/L相对偏低。可能在低温条件下,复合填料上不同菌种之间的共降解和协同降解作用更为显著。     

不同工况对A2/O工艺的处理效果研究

基于高原环境下的A~2/O工艺,以温度、溶解氧(DO)、水力停留时间(HRT)为控制工况,采用单因素控制变量法,对化学需氧量COD、总磷(TP)、总氮(TN)及氨氮(NH_4~+-N) 4个水质指标,根据GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》进行分析。结果表明,温度最佳工况为10℃,出水COD、NH4+-N和TP分别符合一级A标准、一级B标准和二级标准; DO最佳工况为4.5 mg/L,COD和TN达到一级A标准,NH_4~+-N和TP分别达到二级标准和三级标准;未得出HRT的最佳工况,当HRT为26.25 h,出水COD的处理效果最佳,符合一级A标准。     

基于多目标评价的市政道路径流污染控制生物滞留设施填料优化

为优化面向市政道路径流污染控制的生物滞留设施填料,运用多目标评价方法对填料的渗透性能、污染物去除效果和经济成本进行综合评估。以我国华北地区的地理特征和市政道路径流污染特征为依据,开展生物滞留柱试验研究,得到填料优化配比为土壤、河沙、草炭土、给水厂污泥(含铝盐)、蛭石、沸石的质量比为30∶24∶6∶20∶10∶10,该填料组合能够维持较好的渗透性能,在污染物(SS、COD_Cr、TN、NH₃-N、TP)去除效果良好的同时,具有填料本地化和固废资源化的特点。     

不同形式生态沟渠截除农田径流污染物效果分析

为探索上海地区生态沟渠不同布置方式对农田径流污染物拦截效果的影响,构建了2种不同布局的生态排水沟渠系统("一"字型和"弓"字型),针对2种不同径流进水污染物浓度(一般浓度和较高浓度)水平,对生态沟渠农田径流营养性污染物的截除效果开展了研究。结果表明:2种不同布置方式的生态沟渠对径流污染物均有较好的截除作用,对SS、TN、NH_4~+-N、TP的去除率分别在13%~28%,12%~41%,14%~47%,12%~55%之间,总体来看,"弓"字形生态沟渠对污染物的去除效果要优于"一"字形生态沟渠;一般浓度水平下,"弓"字形生态沟渠对SS、TN、NH_4~+-N、TP去除率分别比"一"字形高13.63%,27.49%,32.17%,11.98%;较高浓度水平下,"弓"字形生态沟渠对SS、TN、NH_4~+-N、TP去除率分别比"一"字形高10.71%,20.06%,25.86%,22.83%。最后,对生态沟渠相关应用与今后的研究提出了建议。     

河泥与海泥陶粒填料生物滞留设施径流控制试验

为探讨河道疏浚泥(河泥)和海洋疏浚泥(海泥)资源化用于生物滞留填料的可行性，分别以河泥和海泥为主要原料制备陶粒，并以两种陶粒为填料搭建了生物滞留试验柱，通过径流雨水渗滤模拟试验，研究了两种试验柱在不同降雨重现期、不同降雨历时和不同污染物质量浓度条件下的运行效果。结果表明：河泥与海泥陶粒作为填料时，生物滞留柱中COD、TP、TN和NH₃-N的淋失量较低，污染物淋失风险较小；在降雨重现期为0.5 a时，河泥与海泥陶粒填料生物滞留柱出流时间分别为49 min和48 min,平均水量削减率分别为34.36%和44.87%,比传统砂土填料生物滞留柱分别提高了34.75%和75.96%;河泥与海泥陶粒填料生物滞留柱对污染物的削减效果明显，对COD、TP、TN、NH₃-N平均负荷削减率分别为50.27%、99.08%、50.72%、79.15%与54.20%、99.58%、55.43%、80.86%,均高于传统砂土填料生物滞留柱。     

BAF处理洗涤剂废水适宜填料的筛选试验研究

通过生物陶粒、稀土瓷砂、普通陶粒对洗涤剂废水中难达标的LAS、TP的吸附与生物挂膜实验,结果表明,3种填料对LAS、TP的吸附等温式符合Langmuir模型。生物陶粒对LAS、TP的吸附去除率分别达到23.2%、27.2%,比稀土瓷砂、普通陶粒有更好的吸附性能,且对污水中污染物LAS、TP的浓度变化有很好的适应性,耐污染冲击负荷性能高于稀土瓷砂、普通陶粒,生物陶粒挂膜速度快,挂膜后处理水的COD达54 mg/L<60 mg/L,对COD处理效果好。因此,生物陶粒适于呈碱性洗涤剂废水的处理,是BAF处理洗涤剂废水的适宜填料。生物陶粒用作BAF填料处理洗涤剂废水,能有效提高COD、LAS和TP的去除率,使洗涤剂废水能处理达排放标准,这对于保护水环境具有重要意义。     

Influence of rainfall on the performance of bioretention systems modified with activated carbon and biochar

The use of bioretention areas is common in urban stormwater management, but their performance varies significantly depending on rainfall characteristics and design conditions. In this study, a pilot experiment using bioretention columns with different media (commercial activated carbon and river sediment-derived biochar) investigated the influence of rainfall on bioretention performance. The results indicated that the runoff volume retention ratio (R_v), which included the runoff purified and discharged at the bottom of the column, and the runoff retained in media during rainfall event, decreased significantly with increases in the rainfall event return period (p < 0.05). The R_v of the activated carbon and biochar columns decreased with a 2-yr return period and then fell further with a 50-yr return period. Porous material has been shown to improve the water-holding capacity of bioretention media, but it did not result in an improved R_v under heavy rain that exceeded the 2-yr return period. With the increase of the return period from two to 50 yr, the mass removal efficiency (R_L) of total phosphorus and phosphate illustrated a clear decreasing trend in all columns. The total nitrogen, ammonia and nitrate removal did not show a clear trend with return periods because of transformations among different forms of nitrogen and similar saturation periods during the different rainfall events. The influence of the return period on chemical oxygen demand (COD) removal was related to whether the inflow COD reached maximum COD removal capacity of the bioretention media. Under a rainfall event with a specific return period, there were no significant differences in the R_L of all nitrogen species and COD among the different columns (p > 0.05). The addition of adsorptive material, such as activated carbon and biochar, may not be the key factor for improving nitrogen and COD removal under heavy rain that exceeds the 2-yr return period. The bioretention performance of phosphorus removal from urban stormwater runoff could be improved by replacing or adding media with high adsorption capacity, but these improvements would not be significant under heavy rain that exceeds the 2-yr return period. The results provide some reference for evaluating bioretention performance and optimizing bioretention design in the future.     

红壤区填料沙土配比对生物滞留池环境水文效应的影响

提高填料透水性能以平衡其水文调节和污染物去除性能是红壤区生物滞留池构建的关键。研究设计红壤填料中掺入不同比例的河沙以改变其透水性,比较分析其在不同的重现期降雨强度下对生物滞留池的水文调节和污染物去除效果。结果表明:同一降雨强度重现期下,地表径流处理率随着掺沙比例的增加而增加,峰值削减率随沙土配合比的增加变化不明显,峰值延迟时间随掺沙比例增加而减少;硝氮的去除率随着掺沙比例的增加而增加,但对COD的去除率则随着掺沙量的增加而下降,对氨氮和总磷的去除率影响不大;综合考虑生物滞留池的水文调节和污染物去除效果,20%红壤土与80%河沙混合是红壤区生物滞留池填料较为科学的沙土配比。     

长江干流水功能区水质评价与纳污限排分析

基于2016年长江干流水功能区水质监测数据、主要污染物入河量调查估算和相关规划成果,从水资源分区、水功能区类型角度,系统分析了长江干流水功能区水质类别、达标情况与超标特征、沿程水质变化,以及主要污染物COD、氨氮入河量与纳污限排的分布特点,据此探讨了影响长江干流水功能区水质的主要因素。结果表明:2016年长江干流水功能区双指标达标率接近95%,而全指标达标率不足65%,超标水功能区主要分布于重庆、湖北、江苏和上海段,以保护区、保留区和饮用、工业用水区数量较多。长江干流以工业用水区、排污控制区单位长度污染物入河量最大、污染程度最高,纳污限排需综合考虑水体自然环境容量与社会经济发展需求进行控制。目前,COD、氨氮已不是影响长江干流水功能区水质的关键因子,取而代之的是总磷,分析表明总磷沿江呈逐渐升高趋势。分步推进长江干流水功能区总磷评估考核工作,倒逼总磷污染物减排已刻不容缓。     

Pollution from animal husbandry in China: a case study of the Han River Basin

Animal husbandry is one of the major agricultural pollution sources in China. The Xiangyang Reach of the Han River Basin was used as a case study to identify pollutants from animal rearing. The gross amount of pollutants from livestock and poultry rearing in the Xiangyang Reach was estimated using two empirical models with different data sets. The pig, cattle, sheep, and poultry population in 2009 amounted to 2.6, 0.6, 0.5, and 39.2 million head, respectively. The total annual pollutant loads generated from the feces and urine of livestock and poultry were 270,400 t of chemical oxygen demand; 228,900 t of biochemical oxygen demand; 26,500 t of ammonia nitrogen; 16,500 t of total phosphorus; and 63,900 t of total nitrogen. Approximately 12% of these pollutant loads were estimated to enter the Han River through the watershed outlet. Animal breeding has been one of the main pollution sources in this area, followed by domestic sewage and industrial wastewater. Cattle produced the most pollution, with the heaviest pollution load in downtown Xiangyang City. Several recommendations are presented to control the pollution caused by livestock and poultry breeding.     

滇池水质状况综合评价及变化趋势分析

滇池是国家进行重点环境治理的河湖之一。在对滇池8个监测点采样监测的基础上,评价了2010年滇池水质现状。用均值型综合污染指数法对各监测点主要污染项目作了水体污染程度评价。以2001~2010年监测资料为基础,选取影响滇池水质的主要指标：氨氮、总氮、高锰酸盐指数、5 d生化需氧量、总磷,采用季节性Kendall检验法进行水质变化趋势分析。结果表明,各监测站点水质均为劣Ⅴ类,其中氨氮、总磷污染严重,总氮、5 d生化需氧量指标趋于恶化,高锰酸盐指数无明显变化趋势。     

农田退水净污湿地对污染物的净化效果及机理分析

通过对望虞河西岸无锡市古市桥河道整治中农田退水净污湿地的水质净化效果的监测,研究农田湿地对稻田退水中氮磷和有机农药的去除效果,并分析了去除机理。结果表明:农田湿地对总氮、总磷和氨氮的去除率平均值分别为60.95%、72.62%和65.97%,对3种典型农药二甲四氯钠、三唑磷和多菌灵的去除率分别在20.86%～62.33%、17.86%～69.52%和1.31%～61.15%范围内;水体中氮磷可以通过透水坝物理拦截过滤作用、基质吸附作用、微生物代谢作用和植物吸收利用来去除;农田湿地对污染物去除率与各级透水坝所用填料介质密切相关,各级湿地池对污染物去除无显著性差异;水体中农药去除途径较为单一,主要依靠填料表面功能微生物的作用,且第一级透水坝对农药去除率显著低于后两级。     

基于生态浮床的乡村微污染河道水质净化研究

为了综合解决乡村河流微污染问题,文章以上夹河退水渠河道微污染水体为对象,以净化能力强且观赏性较好的9种水生植物为试验供试植物,构建了单一植物型生态浮床,研究了植物型生态浮床对水体中氨氮(NH4^+-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)等指标的去除情况,结果表明:9种植物生态浮床对乡村微污染河道水体中污染物的去除率有一定差异;其中,象草、芦苇、水葫芦对NH4^+-N去除率较高,分别为54.58%、61.04%、67.50%;黄菖蒲、美人蕉、水葫芦对TP去除率较高,分别为83.93%、86.26%、89.17%;黄菖蒲、风车草、水葫芦对COD去除率较高,分别为31.82%、31.83%、33.39%;该研究能够为植物型生态浮床技术在今后乡村微污染河流中的应用提供理论指导。     

基于藻类连续生长的生物慢滤池深度净化污水的研究

利用藻类连续生长的生物慢滤池开展污水深度净化实验,通过分析生物慢滤池不同深度区域污染物浓度,考察其对氮磷等污染物质的降解规律。研究结果表明:在生物慢滤池中,总氮的去除主要依靠填料表层中微生物的降解和藻类吸收作用,其降解幅度可达31.5%;总磷的去除主要依靠滤柱深层的滤料的吸附作用以及上覆水中藻类的吸收,其降解幅度可达47.0%;氨氮浓度的降低主要依靠硝化转化作用和滤池上覆水表面的挥发作用,其降解幅度为21.8%。可见,生物慢滤池的上覆水和填料表面存在有大量的微生物和藻类,其对水质的净化起到了关键作用。     

Removal of target odorous molecules on to activated carbon cloths.

Activated carbon materials are adsorbents whose physico-chemical properties are interesting for the treatment of odorous compounds like hydrogen sulfide. Indeed, their structural parameters (pore structure) and surface chemistry (presence of heteroatoms such as oxygen, hydrogen, nitrogen, sulfur, phosphorus) play an important role in H2S removal. The cloth texture of these adsorbents (activated carbon cloths) is particularly adapted for dealing with high flows, often found in the treatment of odor emissions. Thus, this paper first presents the influence of these parameters through adsorption isothermal curves performed on several materials. Secondly, tests in a dynamic system are described. They highlight the low critical thickness of the fabric compared to granular activated carbon.     

饮用水处理中不同滤料除氨氮效果及需氧量研究

对比研究了活性无烟煤、活性炭、石英砂以及无烟煤4种滤料过滤去除饮用水中氨氮的效果及其与需氧量的关系。试验结果表明,当氨氮低于2 mg/L时,4种滤料过滤都能够有效去除氨氮,水中溶解氧逐渐耗尽;当氨氮浓度高于2 mg/L时,4种滤料的去除率均有所下降,但相比石英砂和无烟煤而言,活性无烟煤和活性炭过滤能够更有效地去除氨氮。纯氧曝气能够将溶解氧浓度提高到25 mg/L,从而大幅度改善4种滤料对氨氮的去除效果;活性无烟煤和活性炭过滤可将大部分氨氮转化为硝酸盐,但石英砂和无烟煤过滤则会发生亚硝酸盐积累现象。在活性无烟煤和活性炭过滤去除氨氮过程中,氨氮去除量与溶解氧的平均比例为1∶4.25,略低于理论值。这种定量关系对于生物过滤去除氨氮工艺的设计和运行具有指导意义。