生物滞留系统去除雨水病原微生物的研究进展

雨水虽是一种可持续的非常规水源,但径流过程中携带的病原微生物对公共卫生及人类健康存在潜在风险。生物滞留系统是海绵城市建设中径流污染控制的常用源头措施,其不仅可去除常规性污染物,还可在一定程度上控制病原微生物,在雨水处理回用方面具有良好的应用前景。文章结合回用水质标准重点分析了生物滞留系统对病原微生物的削减效果,综述了强化型生物滞留系统对病原微生物的去除研究进展。传统生物滞留系统虽可有效去除病原微生物,但难以满足雨水回用要求,而选用抗菌性植物,增设抗菌填料或添加生物炭介质可显著提高系统对病原微生物的去除率。作者提出,今后的研究将重点关注雨水径流中病原微生物在生物滞留系统中的去除机理与过程模型,进而探寻系统的最佳运行条件与工艺设计参数,以提高系统对病原微生物的去除效果与稳定性。

纤维素固体碳源对雨-灰水双模式生物滞留系统除污性能的影响研究

生物滞留系统以工程级配介质土作为填料时,为满足脱氮要求需在介质土中额外添加固体碳源。以生物滞留系统处理阳台洗衣废水和降雨径流为研究对象,探讨了不同纤维素固体碳源(木屑、椰壳、玉米渣、稻壳、小麦秸秆)、不同添加量(0%、3%、5%、7%,质量比)对系统除污性能的影响。结果表明,所有纤维素碳源材料均可释放大量有机碳满足反硝化需求,其中木屑反硝化能力最强,NO_(3)~--N去除率高达95%。雨-灰水双模式下,外加碳源能有效提高生物滞留系统除氮能力,尤其是对于NO_(3)~--N的去除,但过多的碳源会造成出水NH_(4)~+-N的升高;外加碳源可显著提高系统除磷能力,且随添加量而增强;碳源的添加会导致出水COD浓度升高,出现有机物淋洗现象。综合考虑污染物控制目标,在淹没区介质土中添加3%木屑可满足雨-灰水双模式生物滞留系统处理老旧小区阳台洗衣废水和降雨径流对碳源的需求。

基于文献分析的生物滞留研究现状与展望

自从生物滞留技术用于净化雨水径流以来,相关研究已经进行了30余年。对Web of Science(核心合集)和中国知网(核心期刊)数据库中2010—2021年关于生物滞留技术研究成果的文献信息进行统计分析,针对生物滞留系统的设计构造参数、运行条件、溶解性风险污染物去除和径流控制模型等研究热点与现状进行阐述,提出了生物滞留系统的未来研究方向。

不同季节下生物滞留系统中氮素迁移转化特性

生物滞留系统虽可有效削减降雨径流中氮素污染负荷,但其除氮能力呈现出季节性变化,而目前尚未掌握不同季节下生物滞留系统中氮素迁移转化规律。该研究考察了秋冬季、春季和夏季氮素在生物滞留系统孔隙水、植物、土壤等多介质中的赋存与分配情况,在此基础上分析了不同季节下氮素迁移转化规律与宏观收支平衡状况,进而探明了各介质对氮素归趋贡献的变化情况。结果表明,系统对NH_(4)^(+)-N和TN的去除受季节影响较大,而NO_(3)^(1)-N受季节影响较小。其中NH_(4)^(+)-N夏季去除率最高,而TN秋冬季去除率最高。秋冬季和春季各介质对氮素归趋的贡献大小为气态排放>土壤固持>出水排放>植物吸收,而夏季下出水排放对氮素归趋的贡献强于土壤固持。研究证实了不同季节下各介质对氮素归趋的贡献率会出现一定差异,但生物滞留系统对氮的去除主要以微生物硝化反硝化作用为主。

基于知识图谱的三峡库区水环境研究热点与展望

自三峡工程论证以来,三峡库区水环境研究就已成为热点问题。为探究其多年的研究成果,基于2000~2020年WOS和CNKI数据库中三峡库区水环境相关研究的文献样本数据,利用文献可视化分析软件CiteSpace,对年度发文量、学科分布、关键词共现及突现词探测等进行文献计量与内容分析。结果表明:(1)2000~2020年,关于三峡库区水环境研究的论文总体呈现逐年稳定上升的趋势,研究涉及多学科领域知识;(2)香溪河、洞庭湖、时空变化、环境因子、沉积物、澎溪河是当前研究的前沿问题;(3)消落带、富营养化、香溪河库湾、澎溪河、水华、沉积物、浮游植物、重金属、洞庭湖、水质、生物群落、生物群落、动力学、氮、磷、生态系统、环境因子等是该领域的热点内容,主要体现在三峡库区水体富营养化研究、三峡库区消落带研究、三峡工程对长江中下游影响研究、三峡库区面源污染问题研究、三峡库区沉积物研究等5个方面。基于研究结果,指出了现有研究存在的一些不足,并提出了三峡库区水环境的研究展望。

生物滞留设施进水系统设计方法研究

雨水生物滞留设施具有水文削峰与径流污染控制功能,是海绵城市建设的重要措施之一。为有效设计生物滞留设施进水系统,通过对国外生物滞留设施进水系统(澳大利亚布里斯班某公共生物滞留设施进水系统)的调研与设计手册解读,根据场地条件介绍了生物滞留设施的进水方式,然后对路缘石豁口设计、泥沙预处理、消能与冲刷防护等分别进行了分析,最后结合国内进水系统的应用实践和山地城市特点,讨论了山地城市生物滞留设施进水系统的创新设计,以期为生物滞留系统的进水设计提供参考。