城市水生态修复规划设计关键技术研究

伴随城市开发建设,城市水生态问题凸显,如水流缓慢、水动力不足,沿河污水溢流、初雨入河,水体水质污染,驳岸硬化程度高、生态脆弱,河湖生态系统面积减少等。为提升城市空间生态品质,支撑美丽宜居城市建设,亟需开展水生态修复相关工作。本文从规划、工程、监测评估等角度,系统研究水生态修复关键技术,以期为水生态环境保护修复工作提供借鉴。

营养物质和氯对饮用水中细菌再生长的影响

饮用水生物稳定性与水质安全息息相关,控制细菌再生长是保障饮用水生物稳定性的有效措施.为此,以细菌再生长潜力(BRP)为研究方法,采用实验室配水实验,探讨碳、氮、磷3种营养物质以及自由氯对细菌再生长潜力的影响.结果表明,单一营养物质不足时,满足土著细菌生长的碳、氮、磷营养物质质量浓度的临界值分别为250、7和3μg/L,碳、氮、磷对BRP的产率系数分别为2.35×106(R^2=0.99,p<0.05)、9.76×107(R^2=0.91,p<0.05)和1.76×108CFU/μg(R^2=0.91,p<0.05);两种营养物质不足时,相对质量浓度较低的营养物质为BRP主要限制因子,而且可导致其他营养物质支持细菌再生长能力的下降.研究发现随着水中自由氯质量浓度的增加,BRP呈下降趋势,当自由氯质量浓度≥0.50 mg/L,细菌生长得到有效控制,氯削减水中营养物质促进细菌再生长的能力.

浅议两种屋面雨水收集利用系统

屋面雨水收集利用系统主要有两种:常规和绿色屋面雨水收集利用系统。基于常规屋面雨水收集利用系统的工作原理,阐述了屋面雨水的收集、处理和回用方法,提出了虹吸雨水系统应用于屋面雨水收集利用系统所具有的特点、难点及对策。基于绿色屋面收集利用系统的结构及工作原理,阐述了绿色屋面作为雨水处理环节的预处理单元所具有的削减洪峰流量和净化水质的潜能,并结合绿色屋面的功能和局限性,提出绿色屋面的价值应综合其生态、能源、美学、商业效益来考量。归纳了常规和绿色屋面雨水收集利用系统在结构、屋面雨水处理效果、应用方面的特性,对比了二者各自的优势与不足。

给水管网细菌再生长限制性营养元素研究

基于南方地区某服役给水管网3个取样点(A、B、C)的水质分析,探讨碳、氮、磷3种营养元素对细菌再生长潜力(Bacterial Regrowth Potential,BRP)的影响,研究该管网水中细菌再生长的限制性营养元素。结果表明,逐渐增加各取样点水样中的碳、氮、磷浓度,BRP亦随之升高;各营养元素达到一定浓度后,BRP趋于稳定。A、B、C处水样在充足磷浓度条件下,BRP平均增长率分别达到了358.3%、405.3%和522.5%;充足碳浓度条件下,BRP平均增长率分别达到84.5%、107.7%和190.5%;充足氮浓度条件下,BRP平均增长率分别达到53.3%、63.3%和111.2%;充足磷的条件下BRP的平均增长率明显大于充足碳和氮的条件下BRP平均增长率。研究发现,A、B、C处水样在充足磷浓度条件下的BRP分别占充足无机营养条件下BRP的58.7%、81.6%和78.2%,磷在促进细菌再生长上占主导作用。因此,磷是该给水管网水细菌再生长的主要限制性营养元素。研究成果可为保障给水管网水质生物安全提供理论参考。

氯氨消毒条件下供水系统水质生物-化学特性研究

由于城市供水系统存在细菌滋生且难以控制等问题,水质生物安全及其稳定性问题的研究愈显其必要性。在我国南方某地区的原水-净水厂-供水管网全流程选取18个采样点进行常规水质及生物稳定性指标检测与分析,结果表明原水预氯化导致水中AOC含量由210μg乙酸碳/L上升至348μg乙酸碳/L,这可能是由于预加氯氧化过程将大分子质量有机物分解为易于细菌利用的小分子质量有机物所致;澄清与砂滤工艺对AOC具有一定的去除效果;氯胺消毒可有效降低水中的异养菌菌落总数,对异养菌平均去除效率达95%以上。对供水管网水质检测数据统计分析结果表明,管网水中余氯浓度低于0.43mg/L时,异养菌菌落总数与AOC含量呈显著性正相关(R=0.27,P<0.05,n=97),这表明氯氨含量与AOC和异养菌菌落总数存在相关性特征;在余氯浓度高于0.43mg/L时,细菌总数与AOC含量相关性不显著(R=0.18,P>0.05,n=91),说明此时氯氨为细菌生长的限制条件。因此,适当的氯氨投加量条件可有效限制城市供水系统中细菌的生长。

昆山市海绵城市建设实施方案研究

建设海绵城市是落实生态文明和新型城镇化建设的重要举措,对于缓解城市排水防涝压力、改善城市水环境、提升人居环境具有重要意义。本项目探索研究了江南水乡平原水网地区海绵城市建设途径,形成了基于圩区特征的海绵城市建设综合策略,能够实现城市水系统功能的综合提升,促进城市的高质量发展。基于研究成果,打造了一批具有综合示范意义的海绵城市建设项目,成效显著。

城市给水管网细菌再生长营养元素的试验研究

通过对南方某市给水管网10个取样点的水质分析,研究了细菌再生长所需的碳、磷浓度的临界值,利用可同化有机碳(AOC)和生物可利用磷(MAP)两个生物稳定性指标对该给水管网微生物生长的限制性营养因子进行了探讨。结果表明,管网水中细菌再生长所需碳和磷的临界值分别为300μg Ac^--C/L和5μg PO_4^(-)P/L。10个取样点在春、夏、秋、冬四季的AOC_(1P)相较于AOC_1的平均增长率分别为4.59%、3.64%、2.42%和43.42%,MAP_(1C)相较于MAP_1的平均增长率分别为56.11%、54.92%、60.83%和7.67%。在春、夏、秋三季,AOC_(1P)>AOC_1,MAP_(1C)≈MAP_1;在冬季,AOC_(1P)≈AOC_1,MAP_(1C)>MAP_1,表明管网各取样点水中细菌的再生长在春季、夏季和秋季受到碳元素限制,而冬季管网各取样点水中细菌的再生长受到磷元素的限制。研究成果可为保障给水管网供水的生物稳定性提供理论参考。

自来水厂反冲洗废水生物稳定性及回用研究

自来水厂中砂滤及活性炭工艺的反冲洗废水量大,具有循环利用的价值。然而,反冲洗废水中浊度、氨氮、COD_(Mn)、DOC、可生物降解溶解性有机碳(BDOC)、可同化有机碳(AOC)等对水质安全造成隐患。以南方某水厂(采用常规处理-臭氧-生物活性炭深度处理工艺)的砂滤池与炭池反冲洗废水为研究对象,通过探讨反冲洗废水水质的化学与生物特性,评价其回用价值。结果表明,回用水浊度明显高于原水,氨氮、COD_(Mn)、DOC含量无明显变化,BDOC浓度(砂滤池平均值0.638mg/L,炭池平均值0.447mg/L)高于原水中浓度(平均值0.331 mg/L);AOC浓度(砂滤池93.18μg/L,炭池97.78μg/L)低于原水中浓度(平均值106.36μg/L)。水温与回用水的生物稳定性具有较好的相关特性。研究建议可充分回收利用反冲洗废水,减少水厂的自用水量,为水厂水资源的可持续利用提供理论与技术支撑。

可同化有机碳(AOC)检测方法的对比

水中可同化有机碳(AOC)浓度与异养菌总数(HPC)密切相关,高AOC含量会加速细菌的生长,由此引发水质劣变等问题。文中对比了平板涂布法、流式细胞术(flow cytometry,FCM)+纯菌接种与流式细胞术+土著菌接种检测AOC的方法,流式细胞术计数获得的P17、NOX和土著细菌标准曲线的判定系数R^2分别为0.729、0.957、0.921;平板涂布计数法的P17、NOX和土著细菌标准曲线的判定系数R^2分别为0.714、0.917、0.156。相较于平板涂布法,流式细胞术所测得的AOC标准曲线线性关系较好,所测结果稳定,且可对水中的全部细菌进行计数,克服了传统平板涂布法仅可检测水中活的且可培养的细菌的缺陷;在此基础上,使用土著细菌接种所表征的结果客观反映了水中细菌的存在状况。鉴于其计数快捷、可大批量检测、可区别计数、培养周期短,且误差小的特点,流式细胞术+土著菌接种检测AOC方法可为供水管理部门评判水质生物稳定性提供理论参考与技术支持。