原位净化技术在水环境治理中的研究及应用

随着工业化与城市化进程的加快,水体污染成了全球性挑战,影响着生态系统稳定性与人类的健康。原位净化技术不需将污染物转移至外部处理的优势,直接在污染源头进行治理,减少了二次污染风险具有重要意义,核心思想是通过生物、物理或化学手段,将有害物质降解或转化为无害或低毒的物质,恢复水体的自净能力,在不同污染场景下展现出了良好的适用性与治理效果。技术的选择与实施要考虑到不同污染物的特性、水体的地域性差异及技术本身的成本效益等。通过不断深化研究与技术创新,将为改善全球水环境质量贡献更多可能。

人工浮床运用于入湖河流原位净化模拟研究

2009年11月至次年7月,在太滆运河滆湖入运河段开展黑麦草与美人蕉、水芹菜分别搭配混种的人工浮床对河流水体原位净化动态模拟研究.结果表明该人工浮床能够持续净化流动水体.人工浮床对TN去除率为5%35%,TP去除率为5%40%,CODMn去除率为5%20%.在温度相对较高、浮床植物迅速生长的情况下浮床去除率较高.试验中水体交换时间对人工浮床去除率的影响有季节性的差异.人工浮床的去除负荷随温度和植物生长的变化趋势与去除率变化趋势基本同步.不过无论在哪个季节去除负荷都随着水体交换时间的变短而增加.人工浮床的净化效果主要表现在无论是冬季还是在春夏季都能够明显去除水体中悬浮物,增加水体透明度,进而去除颗粒态营养物质.浮床在夏季对可溶性磷和溶解性氮中的铵态氮具有明显的去除作用.硝酸盐氮和亚硝酸盐氮受浮床影响较小.人工浮床通过改变水体理化环境作用于营养盐的循环值得关注.

城市河流水质原位净化技术综述

城市河流普遍面临污染的困境,各种水体净化技术应运而生。城市河流周围用地紧张的特点决定了水质原位净化技术具有较大的优势,该技术在国内外城市河流水质净化中日益得到广泛应用。按照净化机理,水质原位净化技术可划分为物理方法、化学方法、生物方法及组合方法,并分别对水质原位净化技术在国内外的研究与应用进展进行了系统详细地阐述,以期为相关领域的人员把握该方向的研究动态提供参考。最后对各方法优劣势进行了比较分析,并指出原位净化技术在研究与应用上存在的问题。

种植陆地棉原位净化污灌区土壤中镉的可行性

为探讨非食源性作物陆地棉应用于土壤中镉原位净化的可行性,选取华北地区城郊污灌区6块代表性陆地棉样地,运用高分辨电感耦合等离子体质谱仪(HR-ICP-MS),测定了土壤及陆地棉根系、秸秆、果壳、纤维、籽粒中消解态全镉含量.结果显示:污灌土壤中w(Cd)平均值为247.26μg/kg,已出现积累现象;陆地棉植株各组织中w(Cd)为果壳(199.1μg/kg)>秸秆(171.8μg/kg)>根系(122.9μg/kg)>籽粒(107.8μg/kg)>纤维(44.8μg/kg);陆地棉植株地上部分w(Cd)的加权平均值为150.2μg/kg,其富集系数(BCF)为0.612,转移系数(TI)为1.22;按陆地棉生物量(干质量)为36 000 kg/hm2计算,种植一季陆地棉可使土壤耕作层中w(Cd)降低2.02μg/kg,降低了0.82%.陆地棉属非食源性经济作物,其地域适应性广,对土壤镉的耐性较强,在污灌区土壤镉的原位净化中具有潜在应用前景.

梯级滞留塘应用于入湖河流原位净化效果研究

为控制和削减进入受纳水体的径流污染负荷,根据贵州山区河流落差大的特点,开发了山区污染河水梯级滞留塘生态净化技术,并进行了工程示范。结果表明,梯级滞留塘系统对总磷、氨态氮、悬浮物的去除率分别为79.3%、74.0%和73.2%,水质得到了显著的改善。梯级滞留塘是一项适用于中小型污染河流净化的生态技术,具有重要的推广应用价值。

微生态制剂对河蟹池塘养殖水体的原位净化效果研究

[目的]采用微生态制剂对太湖堤岸内塘大面积河蟹池塘养殖水体进行原位净化研究。[方法]以"加酶益生素(水产专用)""BZT(除氮)"和"水产专用如金益生菌原液"3种微生态制剂为试验材料处理塘水,分别测定塘水化学需氧量、氨态氮含量、总磷含量、悬浮物含量。[结果]3种微生态制剂单独和组合处理的池塘养殖排放水水质均优于对照,与对照相比达到极显著水平(P<0.01),化学需氧量降低51.97%～54.26%、氨态氮含量下降41.77%～44.94%、总磷含量下降40.00%～43.33%、悬浮物含量减少78.81%～80.01%,达到太湖流域池塘养殖水排放标准,而各处理之间的差异不明显。[结论]微生态制剂具有良好的原位净化效果。

生态强化法原位净化村镇污水微生物特性

为揭示生态强化法原位净化村镇污水机制与微生物特性,以常州市武进区前黄镇前桥污水治理示范工程底泥中微生物为研究考察对象,通过倒置显微镜镜检、磷脂脂肪酸(PLFA)分析手段对其进行了系统研究.镜检显示底泥中含有原生动物、轮虫以及菌藻.PLFA分析表明,底泥中饱和脂肪酸含量最为丰富,占76.97%;其次为单不饱和脂肪酸,占19.07%;最少是多不饱和脂肪酸,占3.96%.以脂肪酸生物标记量为指标,表明底泥的生态群落中是以假单胞杆菌、好氧细菌为主导.生态强化法原位净化村镇污水可能主要通过微生物的分解、水生植物的吸收以及藻类-水生动植物-细菌的协同作用实现对污染物的去除.

正粒径水平潜流人工湿地对西氿水的原位净化

为改善水平潜流人工湿地系统的性能,获得较高的系统产水率,基于基质填充结构对人工湿地系统的构建方式进行改进。设置正粒径级配填料,前段采用 8~10mm的砾石,后段采用 2~4mm的石英砂,实现悬浮污染物质的分级截留,降低系统的堵塞几率。试验结果表明,以砾石与石英砂为组合基质的人工湿地系统历经夏-秋-冬三个季节对NH3-N、TN、叶绿素a去除率分别为39.49%、42.22%、92.30%,系统产水率维持在97.33%,其中,出水NH3-N已达《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅱ类水体以上标准,TN满足Ⅲ类水体以上标准。

微污染原水原位净化技术应用研究进展

介绍了微污染原水原位净化技术的分类、对污染物的去除效果和应用情况,阐述了多种原位净化集成技术的应用形式,并分析了使用原位净化集成技术对水质改善和保障的良好效果,指出该技术已成为目前微污染原水原位处理技术的研究热点。探讨原位净化技术在应用过程中给水源地运行管理带来的主要问题,并提出相应的对策建议。

微生物原位净化城市河道黑臭水体应用研究

本文基于安徽省颍上县八里沟河道黑臭水体治理工程,详细解析了微生物原位净化法的应用实例。运用微生物原位净化和生态修复方法对八里沟河道黑臭水体实施60天的治理后,该河道水质由劣Ⅴ类提升至Ⅴ类,实现水体不黑不臭,自然生态系统得以恢复。该方法可为其他治水工程提供技术参考,以期解决更多水污染问题。

一种自行研制的养殖水原位净化装置的应用效果试验

基于硝化细菌、聚磷菌等微生物种群分布于自然水体中,且喜欢吸附在固体表面形成生物膜,吸收水中氨氮、亚硝酸盐氮、磷等营养成分进行繁殖和生长的生物学原理,研制了一个由支架浮力系统、微生物附着基、上升流系统、锁磷区和光伏发电系统5部分组成的圆柱形(半径75 cm、高100 cm)养殖水原位净化装置。试验结果显示:生物膜建成后,装置在1 mg/L、3 mg/L和5 mg/L氨氮质量浓度组的淡水(水温22~25℃)和海水(水温27~31℃)中,日消减氨氮量分别为304.587 g、283.748 g、314.753 g和247.274 g、261.756 g、282.721 g,日消减淡水和海水中总磷量分别为0.485 g、0.427 g、0.462 g和0.566 g、0.595 g、0.493 g,显示出较强的氨氮和总磷的消减能力。日氨氮消减量差异性,淡水3个质量浓度组间不显著(P>0.05),海水3个质量浓度组间显著(P<0.05)。日总磷消减量差异性,淡水3个质量浓度组间、海水3个质量浓度组间均不显著(P>0.05)。该装置具有较强的氨氮和磷的消减能力和使用方法简单、运行成本低等特点,可在水产养殖尾水净化处理中推广使用。

生活小区污水生态原位净化回用处理工艺

随着我国社会经济的飞速进步,人们对生态环境的治理设定了更严格的标准,生活小区污水净化回用属于其中的关键部分,需提高重视程度。但目前生活小区污水治理成本较高、治理速度较慢、效果较差。为消除此类问题,现针对生活小区污水生态原位净化回用处理工艺进行简要分析,力求为今后相关工作提供参照。

太阳能浮动式原位净化槽对河道排污口污水处理的试验

基于安装便捷、绿色美观、能源自给等理念,针对河道周边无法截污纳管的排污口问题,构建了太阳能浮动式原位净化槽系统。利用该系统装置应用于上海市青浦区某河道排污口试验,试验周期为30 d,在水力停留时间约30.86 h的情况下,排污口污水中COD_(Cr)、NH_3-N、TP及浊度的平均去除率分别达到38.75%、51.73%、31.02%及46.81%。

河道排污口原位净化槽中试研究

对暂时无法截污纳口的排污口水质进行原位处理,是保护水资源,改善水环境的关键。为了提升河道排污口水质,对排污口原位净化槽去除污染物的性能进行中试试验。原位净化槽主要由吸附过滤部分和好氧接触氧化部分组成,吸附过滤部分填料由提篮盛装,接触氧化部分挂膜材料采用生物填料。本次试验对原位净化槽对于河道排污口CODCr、 NH+4-N、TP的去除效果进行研究。结果表明:当水体CODCr含量平均值为170.0 mg/L时,去除率达到53.7%;水体 NH+4-N平均值为10.5 mg/L时,平均去除率为52.2%;当水体排污口水体TP含量为2.43 mg/L时,净化槽平均去除率达到72.9%。

透水坝原位净化山溪性污染河流

针对苕溪流域山溪性河流锦溪水质污染的现状,结合河流水文特征在河道内建设了三级透水坝,考察其对河流水质原位净化的效果。结果表明,透水坝有利于减缓山溪性河流的水速,对水流所携带的悬浮颗粒进行拦截、沉降,对河水浊度的平均去除率约为25%,并可将河水溶解氧(DO)提高1 mg/L以上。透水坝对河流水质的净化效果呈现明显的季节波动,夏季对COD、NH3-N、TN和TP的去除率最高,可维持在20%以上。秋季污染物去除效果有所下降,可能是由于水体中硝化-反硝化菌活性降低、水生植物同化吸收能力有限造成。将来可在透水坝壅水区内优化搭配种植挺水与沉水植物,改善其对氮磷的去除效果。

基于质量平衡的污灌土壤中Cu和Zn的原位净化研究

对京津冀交界处污灌土壤进行实地调查,分期采集小麦、玉米、棉花和向日葵等作物及土壤样品进行分析测试,研究发现:研究区耕作层土壤中Cu和Zn含量具有明显的积累现象;棉花植株中Cu和Zn平均含量分别为6.09 mg kg-1、24.26mg kg-1,小麦籽粒中Cu和Zn平均含量分别为5.63 mg kg-12、7.20 mg kg-1,玉米籽粒中Cu和Zn平均含量分别为1.88 mg kg-1、43.38 mg kg-1,向日葵籽粒中Cu和Zn平均含量分别为27.80 mg kg-1、87.18 mg kg-1。向日葵籽粒中Cu和Zn含量超过国家食品卫生限量标准,不宜作为净化重金属的作物;棉花对土壤中Cu和Zn的输出量分别为123.38 g hm-2 a-14、91.27 g hm-2 a-1,对Cu和Zn具有较好的萃取效果,且为非食源性作物,可作为污灌土壤中Cu和Zn原位净化的物种。

原位砾间净化技术处理微污染河道水工程应用实例

砾间净化系统中的吸磷滤料、微生物、水生植物对河道水中的TP进行了有效的吸收和转化,利用砾间净化技术在河道内构建原位砾间净化系统,对受到污染的厦门汀溪洪坑段河道水进行净化,保障下游隘头潭国控断面水质达到考核要求。运行情况表明,原位砾间净化系统对微污染河道水水质提升效果良好,工艺出水中TP达到了地表水Ⅱ类标准,有效降低污染物处理的投资成本以及运行成本;同时原位砾间净化系统的构建,解决现阶段微污染河道生态治理征占地问题,也提升了河道的生态景观,具有良好的生态效益和经济效益。

城市污染河流水质原位综合净化技术

针对我国城市河流水质污染普遍严重,河道截污不彻底的现状,开发了污染水体就地综合净化方法,利用水闸形成一定深度的水体,在其中安装曝气机、生物膜并投加特效菌种。为了考查其处理效果,在福田河进行了现场试验,试验段长420 m,河底宽7~15 m,平均水深1.85 m,总容积为8 500 m3。试验运行3个月,进水平均CODC r,BOD5,NH4+-N,TN,TP及SS分别为88.4 mg/L,62.0 mg/L,6.4 mg/L,8.2 mg/L,0.8 mg/L和17.0 mg/L,出水分别为28.9 mg/L,7.6 mg/L,4.2 mg/L,5.9mg/L,0.4 mg/L和10.0 mg/L,CODC r,BOD5,NH4+-N,TN,TP及SS的去除率分别为67.4%,87.7%,34.3%,30.3%,53.3%和39.7%,河道中溶解氧及透明度分别由原水的0.9 mg/L和12.5 cm提高至7.6 mg/L和137.5 cm。

凡纳滨对虾养殖池塘水体原位复合生态净化技术研究

氨氮和悬浮物质过高、溶解氧过低,以及频繁换水带来的外排废水的污染是在凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)养殖时经常遇到的问题。针对上述问题提出了由扬水造流设备、生物挂膜填料、沉淀斜管等构成的原位复合生态净化技术,在凡纳滨对虾养殖池塘中开展中试研究。试验结果显示,该技术对水质改善较为明显,养殖凡纳滨对虾18 d后,与对照塘相比,试验塘水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮平均相对去除率分别为41.2%、70.0%和66.4%,悬浮物质平均相对去除率为38.6%,溶解氧在傍晚18:00与凌晨4:00分别增加13.8%和39.0%。这表明原位复合生态净化技术能够有效提升凡纳滨对虾养殖水体水质。